Практическая работа №7. Оборудование для получения компактного титана

Цели работы

1 систематизация и закрепление знаний по теме " Получение компактного титана"

2 закрепление умений составлять и объяснять АТС.

Ход работы

1) Изучить технологию и оборудование процесса.

2) Ознакомиться с различным аппаратурным оформлением получения титана и сплавов на его основе

3) Составить АТС плавки с расходуемым и нерасходуемым электродом

 

Способы получения компактного титана

Высокая температура плавления титана в сочетании с высокой химической активностью и взаимодействием с кислородом, азотом, углеродом и другими элементами не позволяют плавить титан и его сплавы в обычных металлургических печах. Чтобы титан не стал хрупким в результате загрязнения газами и другими вредными примесями, плавку и литье проводят в высоком вакууме или в атмосфере инертного газа высокой чистоты, а также не допускают соприкосновения металла с огнеупорными материалами.

В зависимости от вида конечного продукта применяют несколько методов плавки титана, предотвращающих его загрязнение:

1) вакуумная дуговая плавка - самая распространённая технология;

2) плавка в печи с гарниссажем - уникальная технология, до сих пор не имеющая аналогов в мире, позволяет получать однородные по структуре рафинированные слитки титана;

3) плазменно-дуговая плавка - позволяет переплавить сыпучую шихту с добавкой любого количества отходов губки. Источником тепла служит поток ионизированного газа (плазмы), подаваемого специальными устройствами - плазмотронами. Повышается безопасность процесса, поверхность слитков лучше, чем при дуговой плавке.

 

Конструкция вакуумной дуговой печи

Титановая губка всегда содержит примеси, которые во время плавки значительно быстрее удаляются в вакууме, где давление газа не подавляет процессы испарения. Плавление металла происходит под действием тепла, выделяемого электрической дугой, которая горит между электродом и поверхностью жидкого титана. Используют постоянный ток силой до 38 кА при напряжении 30-80 В; отрицательным полюсом является электрод, положительным - наплавляемый слиток.

 

Рисунок 1 -Вакуумно-дуговая печь с нерасходуемым электродом 1 - поддон; 2 - корпус; 3 - соленоид; 4 - изложница; 5 - патрубок к вакуум-насосу; 6 - бустерный насос; 7 - дозаторы; 8 - бункер для легирующих материалов; 9 - бункер для губки; 10 – подающий механизм; 11 - подвижное уплотнение; 12 - смотровое окно; 13 - крышка; 14 - электрододержатель; 15 - графитовый электрод

Рисунок 2 -Вакуумно-дуговая печь с расходуемым электродом 1 - поддон; 2 - изложница; 3 - слиток; 4 - соленоид; 5 - расходуемый электрод; 6 - электрододержатель; 7 - смотровое окно; 8 - токоподводящий контакт; 9 - подающий механизм; 10 - подвижное уплотнение;   11 - патрубок к насосу

 

Дуговые вакуумные печи для плавки титана имеют общие основные узлы: цилиндрические корпус и изложницу, поддон, электрододержатель, крышку и вакуумную (газоотводную) систему.

Корпус печи изготавливают из коррозионностойкой стали и соединяют с вакуумной системой. Вверху корпуса расположено смотровое окно, через которое при помощи перископа ведут визуальное наблюдение за ходом плавки.

Изложница - кристаллизатор самая важная часть печи, представляет собой медный цилиндр. В изложнице происходит горение дуги, плавление губки и кристаллизация слитка. При работе печи в кольцевой зазор между кристаллизатором и корпусом подается вода под давлением для охлаждения кристаллизатора. Высокая теплопроводность меди обеспечивает длительную работу кристаллизатора при воздействии жидкого металла и излучения дуги.

На корпус наматывается соленоид, который создаёт внутри кристаллизатора продольное магнитное поле. Взаимодействуя с электрической дугой, магнитное поле стабилизирует горение дуги и вращает жидкий металл. Изменяя ток на соленоиде, можно «сжимать» или «развертывать» дугу, усиливать или уменьшать перемешивание.

Другой важный узел - поддон. Он закрывает кристаллизатор снизу и в начальный период плавки испытывает большие тепловые нагрузки. Поддон изготавливают из меди и также охлаждают водой, подаваемой под давлением.

Электрододержатель предназначен для вертикального перемещения электрода в печи и подачи напряжения на дугу. Электрододержатель вводят в рабочее пространство печи через подвижное кольцевое уплотнение в крышке.

Крышку и электрододержатель делают из стали.

Газоотводная система состоит из вакуумных насосов высокой производительности, вакуумпроводов, запорной арматуры и приборов контроля.

 

⇐ Предыдущая1234567

Поделиться: