семестр 10 / Электротехнологические установки / задание 3

М ИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

«Тольяттинский государственный университет»

Институт Химии и энергетики

(наименование института полностью)

Кафедра /департамент /центр¹ «Электроснабжение и электротехника»

(наименование кафедры/департамента/центра полностью)

13.03.02 «Электроэнергетика и электротехника»

(код и наименование направления подготовки, специальности)

«Электроснабжение»

(направленность (профиль) / специализация)

Практическое задание №__3_

по учебному курсу «_Электротехнологические установки__________»

(наименование учебного курса)

Вариант ____ (при наличии)

Студент	Яшин И.А. (И.О. Фамилия)
Группа	ЭЭТбп-1801а (И.О. Фамилия)
Преподаватель	Шаповалов Сергей Владимирович (И.О. Фамилия)

Тольятти 2023

Содержание

Введение……………………………………………………………………………3

Электрошлаковый переплав ………………………………………………………4

Заключение………………...………………………………………………………..8

Список используемой литературы………………………………………………...9

Введение

Электрошлаковый переплав (ЭШП) — это бездуговой процесс переплава расходуемого металлического электрода в шлаковой ванне, при котором необходимая для плавки теплота выделяется при прохождении электрического тока через расплавленный электропроводный шлак, поддерживая в нем температуру 1800-2000 °С. Часть тепла, выделяемого в шлаковой ванне, передается расходуемому (с оплавленным торцом) электроду. Капли металла с торца электрода проходят через химически активный шлак, рафинируются там и формируются в кристаллизаторе в виде слитка.

Процесс ЭШП разработан в 1952-1953 гг. в Институте электросварки им. Е. О. Патона (Киев, Украина). ЭШП применяют для получения стальных 1—20-т слитков, а так же для производства крупных 40—200-т кузнечных слитков.

Электрошлаковый переплав

Схема установки ЭШП показана на рисунке 1, а. Переплав осуществляется в водоохлаждаемом кристаллизаторе. К расходуемому электроду и наплавляемому слитку подведен ток. Между слитком и электродом имеется слой шлака, в котором и выделяется тепло при прохождении через него тока. Кристаллизатор, изготовленный из меди, может иметь дно (смотрим рисунок 1, а) или слиток можно непрерывно вытягивать из кристаллизатора.

При использовании трехфазного трансформатора возможно одновременное расплавление в одном кристаллизаторе трех электродов (рисунок 1, б) или подключение к одному трансформатору трех кристаллизаторов (рисунок 1, в)

Однофазная (а) и трехфаэная (б,в) схемы

Рисунок 1 Однофазная (а) и трехфаэная (б,в); 1 — расходуемый электрод; 2 — кристаллизатор; 3 — шлак; 4 — наплавляемый слиток

Однофазная установка ОКБ-1065, предназначенная для переплава электродов на слитки квадратного сечения массой 3500 кг, представлена на рисунке 2. Расходуемый электрод, закрепленный в электрододержателе каретки, перемещается по вертикальной стойке при помощи троса от электромеханического привода. Привод перемещения электродов состоит из электродвигателей, дифференциального редуктора и двух пар открытых цилиндрических передач. Удерживается электрод в электрододержателе усилием пружин, а освобождается при помощи пневматического цилиндра.

Слиток наплавляется в кристаллизаторе, к поддону которого крепится токопровод в виде медных шин. К электроду ток подводится по гибким водоохлажденным кабелям. Кристаллизатор по мере наплавления слитка поднимается специальной кареткой с самостоятельным реечным приводом.

Кристаллизатор с поддоном устанавливается на самоходную тележку, предназначенную для выкатывания наплавленного слитка.

Установка ЭШП типа ОКБ-1065

Рисунок 2 Установка ЭШП типа ОКБ-1065: 1 — расходуемый электрод: 2 — электрододержатель; 3 — каретка; 4 — стойка; 5 — привод перемещения электрододержателя; 6 — кристаллизатор; 7 — токоподвод к поддону; 8 — водоохлаждаемый кабель; 9 — каретка для подъема слитка

При ЭШП тепло выделяется благодаря прохождению тока через шлак. Плотность тока при этом процессе обычно составляет 0,1—0,5 А/мм2. Чем меньше плотность тока, тем труднее навести шлак в начале процесса, но тем легче поддерживать стабильность процесса, так как при малой плотности тока процесс идет достаточно устойчиво в широком диапазоне токов и напряжений. Шлак должен обладать следующими свойствами:

―большая легкоплавкость, чем металла расходуемого электрода, что обеспечивает лучшее рафинирование от газов и неметаллических включений;

―достаточное электросопротивление (при большой электропроводности шлака будет выделяться мало тепла);

―необходимая жидкотекучесть (иначе ухудшается теплопередача через шлаковую прослойку к кристаллизатору и ухудшается качество слитка).

В начале процесса применяют электропроводный флюс, например, марки С-1, состоящий из 17% калиевой селитры, 16,5% алюмомагниевого порошка и 66,5% наполнителя. Расход флюса С-1 составляет ~0,5 кг/т металла. Этот шлак предназначен для запуска процесса и был предложен институтом электросварки им. О. Е. Патона.

После того, как процесс пойдет устойчиво, в кристаллизатор загружают рабочий флюс. Основой для большинства рабочих флюсов, применяемых при ЭШП, является фтористый кальций. Наиболее широко применяется рабочий флюс марки АНФ-6, содержащий 25—30% Al2O3, 57—65% CaF2, 4—5% CaO. Температура плавления этого флюса 1320—1340° С, расход составляет 3— 4% от массы слитка. Этот шлак обеспечивает десульфурацию металла и применяется для сталей и сплавов, не содержащих бор и титан. Флюс АНФ-111, содержащий 95% CaF2 и 5% СаО с температурой плавления ~ 1400° С, может быть использован для переплава сталей, содержащих бор и титан.

Электрический режим плавки оказывает решающее влияние на качество слитка и его поверхность. С увеличением подводимой мощности увеличивается глубина жидкой части металла в кристаллизаторе и продолжительность затвердевания заготовки. Это вызывает загрязнение металла неметаллическими включениями. Так, например, на заводе «Днепроспецсталь» снижение силы тока, подводимого к установке с диаметром кристаллизатора 300 мм, с 9 до 6 кА обеспечило снижение загрязненности стали неметаллическими включениями на 25—35%.

Заключение

Недостатком однофазных установок является высокая реактивность токопровода низкой стороны вследствие большей длины токопроводящей части расходуемого электрода и наличия петель гибких проводов. Трехфазные установки обладают меньшей реактивностью, однако питание трех кристаллизаторов от трехфазного трансформатора нарушает стабильность режима на каждом электроде. Трехфазные установки с тремя электродами на одном кристаллизаторе целесообразны при выплавке крупных слитков.

Для снижения электрических потерь представляет интерес применение бифилярного токоподвода. В этом случае в одном кристаллизаторе одновременно переплавляют два электрода, включенных последовательно и подаваемых в кристаллизатор одним электрододержателем с двумя электрически изолированными друг от друга токоподводами. При бифилярном токоподводе достигается близкое и параллельное расположение токоподвода на всех участках, включая и расходуемые электроды, что снижает индуктивность короткой цепи.

Масса слитков, переплавляемых на установках ЭШП, достигает несколько десятков тонн. Этот способ переплава является наиболее экономичным из переплавных методов, и он находит все более широкое распространение для производства качественных сталей и сплавов.

Список используемой литературы

1. https://metallurgist.pro/eshp/

2. https://epos-nsk.ru/elektroshlakovye-tehnologii/ustanovki-ehlektroshlakovogo-pereplava-i-litya/

3. https://edu.rosdistant.ru/pluginfile.php/497982/mod_resource/content/1/index.html#page=32

1 Оставить нужное