Процесс дуговой плавки с использованием расходуемых электродов, называемый вакуумно-дуговой переплавкой (VAR), предполагает использование источника постоянного тока (DC) для создания дуги в вакуумной среде. Дуга возникает между расходуемым электродом и охлаждаемым водой медным тиглем, который служит анодом. Интенсивное тепло от дуги расплавляет электрод, образуя расплавленный бассейн в тигле. Затем этот расплавленный металл быстро застывает и кристаллизуется, образуя слиток.
Подробное объяснение:
-
Установка и подготовка электродов:
-
Перед началом процесса в печь загружается электрод, который необходимо расплавить. Материал электрода зависит от типа обрабатываемого металла. Для специальных сталей и сверхпрочных сплавов электрод обычно заливается воздухом или вакуумом. Для реактивных металлов, таких как титан, электрод изготавливается из прессованной губки и/или лома, либо с помощью процесса плавки в горне, например, плазменного или электронно-лучевого.Типы электродов:
-
Электроды, используемые в дуговой плавильной печи, в основном бывают трех типов: угольные, графитовые и самообжигающиеся. Выбор материала (углерод или графит) основывается на их электропроводности, нерастворимости, неплавкости, химической инертности, механической прочности и устойчивости к тепловому удару. Диаметр таких электродов может составлять от 18 до 27 см, а температура дуги может достигать от 3 000 °C до 3 500 °C.
-
Конфигурация печи:
-
Печь состоит из двух основных механических узлов: подвижной головки печи и неподвижной плавильной станции. Подвижная головка печи поддерживает электрод с помощью узла плунжера, который управляется сервоприводом. Электрод, выступающий в качестве катода, зажимается на нижней части водоохлаждаемого плунжера. Стационарная плавильная станция включает съемный медный тигель, помещенный в стационарную водяную рубашку из нержавеющей стали.Процесс плавления:
После закрепления электрода и герметизации горловины печи внутри сосуда создается вакуум. Затем включается источник питания постоянного тока, и система управления запускает сильноточную дугу между расходуемым электродом (катодом) и основанием тигля (анодом). Эта дуга быстро расплавляет электрод, образуя расплавленный бассейн. Непрерывное плавление электрода питает бассейн, обеспечивая постоянную подачу расплавленного металла.
