Материал: Электрометаллургия стали и ферросплавов учебное пособие.

Рис. 152. Вакуумная индукционная печь полунепрерывного действия ИСВ-2,5 НИ:]

низма подъема печи; 19 — тележка выката печи; 20 — механизм отката и подъема камеры из­ ложниц

382

обходимость в подвижных вакуумных уплотнениях большого диа­ метра, являющихся наиболее слабыми участками вакуумных систем. Тем не менее печи такого типа получают все более широкое распро­ странение для выплавки высококачественного металла, разливае­ мого на слитки для дальнейшего металлургического передела.

КОНСТРУКЦИЯ УСТАНОВОК ПОЛУНЕПРЕРЫВНОГО ДЕЙСТВИЯ

Несмотря на существенные различия в конструкции вакуумных индукционных печей полунепрерывного действия, общим для них является наличие ряда основных узлов: камеры загрузки, плавиль­ ной камеры, камеры разливки, вакуумной системы, источника пи­ тания, приборов контроля и управления.

Вкачестве примера на рис. 152 изображена промышленная печь

стиглем емкостью 2,5 т, приспособленная для работы в периоди­ ческом или полунепрерывном режиме.

Основным узлом установки, обеспечивающим плавление, дега­ зацию и слив металла, является плавильная камера. Корпус пла­ вильной камеры, в котором неподвижно закреплена индукционная печь, представляет собой сварной водоохлаждаемый цилиндр, снизу и сверху закрытый водоохлаждаемыми крышками. Во избежание попадания жидкого металла при проедании тигля на металлическую поверхность нижняя эллиптическая крышка дополнительно футеро­ вана шамотным кирпичом.

На нижней крышке смонтирована индукционная печь, которая извлекается из плавильной камеры опусканием на тележку нижней крышки. Подъем и опускание крышки осуществляются специаль­ ным механизмом, включающим лебедку с несколькими тросами. Для выводов индуктора в нижнюю крышку вварен патрубок с уплот­ нением каждого вывода. На плоской верхней крышке предусмотрен патрубок диаметром 800 мм для загрузки шихты в тигель печи при периодическом режиме работы. Патрубок закрывается при помощи специального приспособления малой водоохлаждаемой крышкой. Кроме того, на большой верхней крышке смонтировано устройство для отбора проб и измерения температуры, водоохлаждаемый ломик для осаживания шихты, скребок для удаления из тигля остатков шлака после слива металла и гляделки для визуального наблюде­ ния за ходом плавки.

В средней части корпуса плавильной камеры по оси поворота вварены два патрубка с поворотными вакуумными уплотнениями и шиберными затворами ДУ-1200, через которые плавильная камера сообщается с вакуумной системой и камерой разливки. На наруж­ ной поверхности патрубков закреплены два цевочных сектора, находящиеся в зацеплении с ведущими звездочками механизма на­ клона плавильной камеры. С противоположной стороны в корпус вварен патрубок с шиберным затвором, через который плавильная камера сообщается с загрузочным бункером, и патрубок для уста­ новки взрывного клапана, срабатывающего при увеличении в ка­ мере давления выше атмосферного.

383

Установленная в плавильной камере индукционная печь мало отличается от печей, предназначенных для плавления стали на воз­ духе. Учитывая особенности работы в вакууме, более строгие тре­ бования предъявляют лишь к изоляции индуктора и футеровке тигля, а так как индуктор располагается в непосредственной бли­ зости от массивного корпуса, представляющего замкнутый контур,— то и к экранированию индуктора.

Индуктор печи, предназначенной для работы в вакууме, выпол­ няют преимущественно из трубок круглого сечения. Это вызвано тем, что на профилированных трубках под слоем изоляции может остаться воздух, и при понижении давления в камере изоляция бу­ дет нарушена. Нарушение изоляции витков индуктора в вакууме приводит к электрическому пробою, так как при пониженном давле­ нии воздух легко ионизируется и становится электропроводным.

Для уменьшения электрических потерь в каркасе печи и корпусе плавильной камеры вокруг индуктора установлены пакеты магнитопровода, которые наряду со своим прямым назначением удерживают секции индуктора от поперечного смещения при наклоне плавиль­ ной камеры. Печь в целом удерживается при наклоне плавильной камеры упорными винтами, закрепленными на ее корпусе.

Корпус камеры разливки, предназначенной для установки не­ скольких изложниц, изготавливают в виде сварного водоохлаждае­ мого разъемного цилиндра. С торцов корпус закрывается водоох­ лаждаемыми съемными крышками. Верхняя часть корпуса камеры разливки с плоской водоохлаждаемой крышкой неподвижно закреп­ лена на опорных металлоконструкциях и через патрубок сообщается с плавильной камерой. С противоположной стороны вварен патрубок, закрываемый плоской водоохлаждаемой крышкой. В этом патрубке размещается разливочный желоб при закрытом шиберном затворе, разделяющем камеры. Желоб подвешен на монорельсе и при помощи цепной передачи может перемещаться в плавильную камеру для приема металла из тигля печи. Для уменьшения тепловых потерь желоб подогревается электроподогревателем, выполненным в виде проволочных зигзагов, уложенных между футеровкой и теплоизо­ ляцией желоба. Сверху желоб закрывается футерованной крыш­ кой.

Нижнюю часть корпуса камеры разливки с эллиптической крыш­ кой устанавливают на тележку, на которой смонтирован винтового типа механизм подъема. Нижнюю часть корпуса камеры выкаты­ вают на тележке из-под верхней части для замены изложниц. Для установки изложниц под носок разливочного желоба на крышке нижней части корпуса смонтирован поворотный стол. В верхней части корпуса камеры предусмотрено несколько гляделок, исполь­ зуемых для наблюдения за процессом разливки.

Загрузочный бункер предназначен для загрузки шихтовых и добавочных материлов в тигель, осуществляемой без нарушения вакуума в плавильной камере. Цилиндрический сварной корпус бункера сверху закрывается плоской крышкой. В нижнюю часть корпуса вварен патрубок диаметром 1200 мм, в котором размещен

384

лоток вибропитателя. Через этот патрубок в шиберный затвор бун­ кер соединяется с плавильной камерой.

Привод лотка вибропитателя осуществляется от электродвига­ теля через эксцентрик и клиноременную передачу. Изменением угла наклона лотка можно регулировать скорость подачи шихты. Шихту загружают в корзину, разделенную на шесть секций. Кор­ зина разгружается в лоток посекционно в результате открывания дна очередной секции, осуществляемого механизмом, установленным на крышке бункера.

Загрузочный бункер с вибропитателем установлены иа тележке и могут перемещаться поперек рабочей площадки во время наклона плавильной камеры и для загрузки шихты и добавочных материалов.

Для слива металла из тигля плавильную камеру наклоняют иа 100°.

Вакуумная система установки включает механические золот­ никовые насосы предварительного разрежения, бустерные паро­ масляные насосы, тканевые фильтры, вакуум-проводы, затворы, вентили и приборы для измерения давления. Вакуумной системой управляют централизованно с пульта, на котором сосредоточено управление и всеми остальными механизмами, агрегатами и при­ борами установки.

Конструкции установок ВИП других типов отличаются испол­ нением отдельных узлов и механизмов, а также взаимным распо­ ложением загрузочной, плавильной и разливочной камер. В част­ ности, на многих установках камера загрузки бывает расположена на крышке плавильной камеры прямо над тиглем. В этом случае шихту загружают, опуская корзину с шихтой из камеры загрузки в плавильную камеру. Иногда и камеру разливки располагают под плавильной камерой. При этом металл выливают из тигля или непосредственно в вводимую снизу изложницу, или в промежу­ точное устройство машины полунепрерывной разливки.

Таким образом, при вертикальном расположении камер упро­ щаются операции загрузки шихты и разливки металла. Но установки такого типа отличаются большой высотой и сообразно с этим тре­ буют больших затрат на сооружение цеха. Поэтому в некоторых случаях две камеры (чаще всего камеру загрузки и плавильную камеру) располагают одну над другой, а камеру разливки выпол­ няют на уровне плавильной камеры. Изложницы в .этом случае подаются под сливной носок тигля при помощи тележек.

ТЕХНОЛОГИЯ ПЛАВКИ

Преимущества вакуумной плавки, как уже отмечалось, наибо­ лее полно реализуются при бесшлаковом процессе. Поэтому ВИП обычно ведется без шлака и отличается сравнительной простотой: получение требуемого состава достигается либо переплавом соот­ ветствующих отходов, либо сплавлением чистых материалов. Так как плавка проводится в герметичном кожухе, а процесс плавления и нагрева в индукционных печах характеризуется быстротечностью,