Процессы переплава и рафинирования

Процессы переплава( и рафинирования [c.135]

Процессы переплава и рафинирования. ............. [c.7]

Электролитическое рафинирование основано на анодном растворении чушек черновой меди в )астворе медного купороса и серной кислоты 18. Катионы меди из раствора поступают на катод и там разряжаются. Процесс идет в течение нескольких дней. Примеси выпадают в осадок 19, а медь после переплава и разливки подается на прокатку. [c.192]

Неметаллические включения, серу и газообразные примеси удаляют из металла в процессе переплава. В промышленности применяют несколько способов переплава вакуумно-дуговой (ВДП), электронно-лучевой (ЭЛП), электрошлаковый (ЭШП), а также вакуумно-индукционную плавку (ВИП), рафинирование синтетическим шлаком. При вакуумной плавке и вакуумных переплавах металл наиболее полно очищается от растворенных газов. Сера практически не удаляется. При рафинировании синтетическим шлаком и ЭШП, наоборот, наиболее полно удаляется сера. [c.234]

Установки электрошлакового переплава работают на переменном токе промышленной частоты, который обеспечивает высокую стабильность процесса плавления и з(] ективное рафинирование металла. Применение переменного тока является важнейшим достоинством электрошлакового переплава по сравнению с вакуумно-дуговой, электроннолучевой и плазменно-дуговой плавкой. [c.340]

Для увеличения выхода годного разрабатываются новые способы рафинирования центробежный, в статическом электромагнитном и в бегущем магнитном полях. После рафинирования сплав, содержащий 59—62 % А1 34—37 % Si 1,5—1,9 % Fe 0,5—0,7 % Ti 0,9—0,8 % С, в жидком виде передается в отделение получения силумина или на разливку в чушки. Остатки на фильтре содержат 72—76 % А1 16—22 % Si 1,5—2,6 % Fe 2—4 % Mn и небольшие количества других примесей (Сг, Са, Sn), которые после переплава могут быть использованы для комплексного раскис ления или в качестве восстановителя при металлотермических процессах. На 1 т рафинированного сплава расходуется 2,1 т каолина, 0,8 т глинозема, 1,2 т газового угля, [c.104]

Большинство слитков железоникелевых сплавов, предназначенных для использования в деформированном состоянии, подвергают вакуумному электродуговому переплаву (ВДП) с расходуемым электродом или электрошлаковому переплаву (ЭШП) это позволяет повысить однородность и улучшить структуру слитка. В настоящее время слитки железоникелевых сплавов после процесса ВДП имеют диаметр от 305 до 711 мм и массу до 6804 кг. Процесс ЭШП в последние годы становится более популярным, поскольку дает улучшенную поверхность слитка при большем полезном выходе и обладает преимуществом шлакового рафинирования, т.е. вывода в шлак таких вредных примесей, как сера, нитриды и оксиды [47, 48]. Главный недостаток процесса ЭШП заключается в его способности выводить в шлак химически активные легирующие элементы, особенно Ti, и это требует тщательного управления химическим составом шлака. [c.234]

Указанные стали с целью повышения пластичности и вязкости выплавляют из чистых шихтовых материалов, а также тщательно очищают в процессе производства от серы, фосфора, газов и неметаллических включений, в ряде случаев подвергая их вакуумно-дуговому, электро-шлаковому переплавам, рафинированию в ковше жидкими синтетическими шлаками. Термомеханическая обработка (ТМО) позволяет достичь на среднеуглеродистых сталях хорошего сочетания прочности, пластичности и вязкости. [c.296]

Главным достоинством такой схемы по сравнению с любым способом переплава расходуемого электрода является разделение процессов выделения теплоты и плавления металла. И при вакуумном, и при электрошлаковом переплаве расходуемых электродов оба эти процесса совмещены, происходят одновременно, взаимосвязанно. При желании повысить температуру жидкого металла с целью интенсификации металлургических реакций, мы вынуждены соответственно увеличить мощность, выделяемую в разрядном промежутке (в столбе дуги и приэлектродных областях при ВДП, в шлаковой ванне при ЭШП). Увеличение мощности, в свою очередь, влечет за собой повышение скорости расплавления расходуемого электрода, увеличение глубины металлической ванны и скорости наращивания слитка и, следовательно, повышение скорости его кристаллизации. Последнее обстоятельство, как уже указывалось, обычно сказывается отрицательно на степени рафинирования металла. [c.404]

Промышленное применение каких-либо процессов переплава и рафинирования, кроме вакуумно-дугового или электрошлако-вого переплавов, очень ограничено. Однако вне промышленного производства такие процессы активно разрабатывают. Задача этих разработок — добиться преимуществ в стоимости качества или долговечности материала по сравнению с теми, что удается достичь с помощью вакуумно-дугового или элек-трошлакового переплавов. К числу процессов, получивших наиболее заметное развитие, относятся процессы электронно-лучевого переплава на холодном поду, вакуумного двойного электродугового переплава и плазменного переплава. Рассмотрим коротко оборудование и процедуры, которые используют в рамках этих процессов. [c.147]

В отличие от процессов электронно-лучевого переплава на холодном поду или плазменного переплава процесс вакуумно-дугового двухэлектродного переплава предназначен для управления структурой отливки, а не для операций переплава и рафинирования, направленных на получение нового химического состава. Достоинством этого процесса является возможность получать мелкозернистые отливки суперсплавов высокого эксплуатационного уровня, которые с трудом поддаются горячей деформационной обработке на требуемую форму. Некоторые специалисты полагают, что капли, образующиеся в данном процессе и падающие в изложницу, нагреты до температур между температурами солидус и ликвидус обрабатываемого сплава и служат зародышами равноосных зерен по всему объему формирующегося слитка или электрода. Такого результата можно достигнуть за время примерно втрое большее, чем требуется для вакуумно-дугового переплава, но со значительно меньшими энергетическими затратами. В отличие от вакуумно-дугового или электрошлакового переплава процесс вакуумно-дугового двухэлектродного переплава дает практически безликвационную продукцию. К недостаткам метода относятся жесткая зависимость между подводимой энергией, и скоростью плавления, невозможность рафинирования и сколь-нибудь существенного раскисления. Наиболее серьезная проблема заключается в том, что в процессе вакуумно-дугового двухэлектродного переплава качество исходного электрода в части включений, белых пятен и скоплений первичных фаз передается конечному продукту. Следовательно, наивысший достигаемый уровень качества по всем признакам, кроме характеристик микроструктуры, не может быть выше, чем у исходного электрода. [c.157]

Большинство суперсплавов производят, комбинируя вакуумную индукционную выплавку с электродуговым или с элек-трошлаковым переплавом, — приемы, разработанные в 1950-х и 1960-х гг. Процессы переплава были усовершенствованы управление ими позволило добиться хороших результатов в ограничении макросегрегации и снижении микросегрегации. Поскольку конструкторы двигателей требовали все новых улучшений качества, металлурги добились большей чистоты сплавов (ибо было показано, что повышение чистоты ведет к явному улучшению надежности вращающихся деталей). Сейчас, чтобы еще успешнее управлять главными процессами выплавки, стремятся выяснить возможности двойного вакуумного электродугового переплава с расходуемым электродом, а также рафинирования путем электронно-лучевого переплава на холодном поду или плазменного переплава. Это новые разработки, они сочетают различные процессы выплавки чтобы достичь максимально высокого качества продукции. [c.123]

Тугоплавкие сплавы. Для переплавки отходов тугоплавких сплавов чаще всего используют электроннолучевые и дуговые печи мощностью до 600 кВт. Наиболее производительна технология непрерывного переплава с переливом, когда плавка и рафинирование отделены от кристаллизации сплава, а печь содержит четыре-пять электронных пушек различной мощности, распределенных по водоохлаждаемому поду, изложнице и кристаллизатору. При переплаве титана жидкая ванна перегревается на 150— 200 выше температуры ликвидус сливной носок изложницы обогревается форма может быть неподвижной или вращающейся вокруг своей оси с частотой до 500 об/мин. Плавка происходит при остаточном давлении 1,3-10 Па. Процесс плавки начинают с наплавления гарнисажа, после чего вводят лом и расходуемый электрод. [c.313]

Для технологии получения отливок из конструкционных алюминиевых чугунов характерна борьба с неметаллическими включениями, являющимися следствием повышенной склонности расплавов к пленообразованию из-за образования А12О3. Поэтому при плавке и переплавах используют защитные шлаки, а заполнение формы ведут плавно без разрыва струи. Полезно применение различных методов фильтрования металла при заполнении формы. Для фильтрации и рафинирования жидкого металла при заливке в последнее время применяется фирам-процесс , основанный на использовании фильтров из волокнистых огнеупорных материалов на основе карбида 5 , силиката А1, Т1, тугоплавких окислов и др. толщина фильтров 1—2 мм, диаметр отверстий 0,5—1,5 мм. При проходе металла через фильтры включения задерживаются этот способ особенно полезен, в частности, при заливке алюминиевого чугуна. Фильтры могут быть установлены в любом месте литниково-питательной системы и выдерживают прохождение до 2 т чугуна. При фильтрации также уменьшается количество газов в чугуне, повышаются его механические свойства, уменьшается вязкость, несколько повышается [c.97]

Когда требуется высокое качество слитков, используют специальные методы очистки стали. В процессе электрошлакового переплава, например, стальной электрод, отлитый из стали любым из перечисленных выше методов, служит анодом в ванной с флюсом на основе фторида кальция и расплавленный металл оседает на дно ванны, где непрерывно затвердевает. Для получения крупных слитков могут быть использованы электроды различной конфигурации. Этот процесс обеспечивает хорошее распределение частиц интерметаллидов и поэтому позволяет уменьшить отходы, связанные с производством мелких слитков, и в то же время обеспечить получение мелкого зерна. Для получения высококачественной стали используют процесс вакуумного рафинирования. Расход электродов при вакуумной дуговой плавке такой же или несколько больший, чем при электрошлаковом переплаве. Высококачественная сталь может быть также получена электронно-лучевым рафинированием [1]. Плавка в высоком вакууме обеспечивает полную дегазацию и раскисление, улучшение структуры, удаление включений и получение более однородных свойств по всему слитку. Интенсивный перегрев расплавленного металла, который имеет место при электронно-лучевой плавке, способствует удалению легковозгоняющихся примесей, что приводит к увеличению пластичности и повышению коррозионной стойкости. Если необходимо получить крупный по размерам слиток высококачественной стали, можно рекомендовать или процесс непрерывной разливки, или электрошлаковый процесс. [c.64]

Процесс плазменного переплава обеспечивает интенсивный разогрев расплавляемого материала и может быть реализован в различных газовых средах. Поскольку плавление проводят не в вакууме, происходит вынос некоторых легируюш 1х элементов, присутствуюш их как в больших, так и в малых количествах. Конкретные сведения, касаюш 1еся устранения сорных элементов или газовых примесей, малочисленны или полностью отсутствуют. Маловероятно, что процесс плазменного переплава дает материал более чистый, чем процесс электронно-лучевого переплава на холодном поду. Однако первый дешевле и позволяет избежать потерь некоторых легируюш 1Х элементов, выкипаюш их из расплава при втором. Поэтому для переплава (рафинирования) электродов таких сплавов после обработки вакуумно-дуговым методом используют пламенный переплав. Какие-либо публикации на этот счет нам не известны. [c.150]

В перспективе основной упор в области сплавов для турбинных дисков будет сделан на получение очень чистых материалов и их применение для изготовления деталей с очень однородной микроструктурой, что позволит повысить временное сопротивление и малоцикловую усталость материала, а также его сопротивление росту трещин до максимально возможного значения. Применение сверхвысокопрочных порошковых сплавов, таких как Rene 95 и Gatorized IN-100, для изготовления дисков стало возможным лишь в результате предпринятых усилий по сведению к минимуму размера самых больших дефектов, присутствующих в готовых деталях, что было необходимо из-за опасности относительно быстрого распространения трещин под действием высоких механических напряжений, возникающих в дисках [7]. Проявилась тенденция, которая в будущем станет еще сильнее, к использованию все более узко специализированных технологических процессов очистки для получения как можно более чистых исходных материалов для последующего изготовления из них порошка. Наиболее перспективным из известных в настоящее время процессов представляется рафинирование методом электронно-лучевого переплава на холодном поду (ЭЛПХП) [c.333]

По данным Б. И. Медовара, повышенная склонность к ликвации примесей по границам зерен в высоколегированных сталях приводит к тому, что в этих зонах образуются более легкоплавкие прослойки с меньшей прочностью при температурах кристаллизации, когда ранее закристаллизовавшиеся части приобрели достаточную прочность. Под влиянием усадочных напряжений в них возникают надрывы, переходящие в межкристаллитную трещину. В аустенитном металле сварных швов с транскристаллит-ным строением такая трещина может поразить весь шов, проходя по непрерывной межзеренной границе. В связи с рассмотренным для предотвращения появления кристаллизационных трещин в металле аустенитных швов можно использовать особо чистые по сере и фосфору свариваемые стали и присадочные материалы. Хорошо зарекомендовали себя аустенитные стали, рафинированные электрошлаковым переплавом или каким-либо другим методом. Поскольку в процессе сварки нельзя обеспечить снижение содержания фосфора, ибо это достигается окислением, а в стали имеются более легко окисляющиеся элементы, содержание фосфора в свариваемой стали и присадочных материалах ограничивают 0,01 % и избегают использования флюсов и электродных покрытий, способных загрязнять металл шва вредными примесями. [c.273]

В основу ЭШП положены процессы плавления расходуемых электродов в жидком электропроводном шлаке и последовательной кристаллизации переплавленного металла в охлаждаемой водой форме. Такая технология получения слитков обеспечивает литому материалу и, в частности, литым штамповым сталям рафинирование от вредных примесей 5, Р, О2, содержание которых по сравнению с обычным способом производства уменьшается приблизительно в 2 раза [47, 49, 56]. В связи с этим содержание неметаллических включений в металле после ЭШП значительно уменьшается (рис. 6.15), да и сами включения становятся более дисперсными и более равномерно распределяются в объеме слитка. Кроме этого, макроструктура металла после ЭШП ха,рактеризуется более высокой плотностью. Так, центральная пористость и точечная неоднородность стали марки 5ХНВА обычного способа производства оценивается в два-три балла, а после переплава не превышает 0,5 балла по данным Г. Г. Крушенко, В. И. Шабала, А. А. Железновой. [c.100]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...