С возникновением таких точных отраслей промышленности как космическая, ракетостроение, атомная энергетика и т.д, широкое распространение получили вакуумные печи. Печи используются для плавки высококачественных и высоколегированных сталей: нержавеющих, конструкционных, шарикоподшипниковых, тугоплавких и жаропрочных сплавов.
Вакуумно-дуговые печи позволяют получить такие преимущества, как низкое содержание газов и неметаллических включений в сплаве, высокую однородность и плотность слитка за счёт направленной кристаллизации жидкого металла, значительно улучшить свойства металла.
В вакуумных печах благодаря их конструкции (использование водоохлаждемого корпуса и нержавеющей стали) возможно достижение особых условий: самых высоких температур до 2000°С и высоких давлений. Вакуум в печах позволяет проводить широкий спектр термообработок: сушка, спекание, плавка и т. д. Управление температурным режимом может производиться как вручную, так и с помощью регулятора.
История
В конце XIX века в металлургии все шире начинают использовать энергию электрического тока для получение наиболее качественных сплавов. Открытие электрической дуги и возможность плавки металлов связано с именем русского физика В. В. Петрова, в 1802 г. он создал крупнейшую гальваническую батарею из медно-цинковых элементов. Патент на первую электро-термическую печь в 1853 году был получен французским инженером Пишоном.
В 1898 году француз П. Эру получил патент на электропечь с электродами расположенными над ванной.
В 1909 году в России начинается промышленное производство стали на электропечах, в первый год на дуговой печи конструкции Эру, расположенной на Обуховском заводе в Петербурге было выплавлено 190 т качественной стали. В 1911 г было выплавлено уже 1120 т, а к 1913 году на заводах в России работало уже 4 печи, производившие в год 3500 т стали.
В 1915 году на Мотовилихинском заводе в Перми была пущена первая сталеплавильная однофазная печь сопротивления с нагревом ванны от расположенных над ней угольных стержней, созданная русскими инженерами С. С. Штейнбергом и А. Ф. Грамолиным. В дальнейшем аналогичные печи успешно выполняли военные заказы во время первой мировой войны.
Процесс выплавки
Выделение тепловой энергии в дуговых печах происходит благодаря электрической дуге, являющейся одной из форм дугового разряда в газах. При таком небольшом объёме дуги возможно получение очень высоких температур, благодаря концентрации мощности в объёме. Высокая концентрация тепла и мощности в дуге позволяет нагревать металл за короткие промежутки времени. Различают 2 типа печей, прямого и косвенного действия. В печах прямого действия дуга горит между металлом и электродом, в печах косвенного действия нагрев металла происходит излучением, дуга горит между электродами. Условия теплопередачи значительно лучше в печах прямого действия, в этом случае очаг высоких температур находится максимально близко к металлу. Часть тепла из зоны высоких температур поглощается металлом, свод печи обладает экранизирующим действием, это позволяет сконцентрировать в дуге больше мощности и успешно проводить нагрев до высоких температур. Дуговые печи прямого действия не получили широкого применения для плавки дорогих металлов с низкой температурой испарения, так как вблизи поверхности металла происходит его испарение. Но более высокие температуры испарения и меньшая стоимость черных металлов делает недостаток печи прямого действия не существенным, если учесть достоинства этого типа, такие как: возможность проведение высокотемпературной обработки и большую производительность.
Дуговые печи широко распространены в чёрной металлургии и ферросплавной промышленности. Существуют два типа дуговых вакуумных печей, с расходуемым и не расходуемым электродом. В первом типе дуга горит между расходуемым электродом и ванной металла, во втором между графитовым электродом и расплавляемым металлом.
Достоинства и недостатки
Достоинства: возможность безокислительного нагрева металлов; во многих случаях применение низкого давления печной среды вместо защитных и инертных газов экономически выгоднее; обеспечение высокой чистоты металла благодаря вакууму; увеличение рабочей температуры в печи за счет защиты нагревателей от окисления — отсутствие контакта жидкого металла с керамическими материалами.
Недостатки: ограниченное время пребывания металла в жидком состоянии, что существенно снижает рафинирующие возможности вакуума.
Литература
Казачков Е. А., Чепурной А. Д. Вакуумно-дуговой переплав 1992
Линчевский Б. В., Соболевский А. Л., Кальменев А. А. Металлургия чёрных металлов: Учебник для техникумов — 2-е издание, перераб. и дополн. — Металлургия, 1986. — 360 с. — 12700 экз.
При вакуумном дуговом переплаве под воздействием высоких температур, возникающих в зоне электрической дуги между переплавляемым электродом и поддоном кристаллизатора, сталь на нижнем торце электрода расплавляется и капли расплавленного металла падают в ванну, где под воздействием охлаждения кристаллизатора формируется слиток. До начала операции печь вакуумируют (остаточное давление обычно не более 1,33 Па); вакуумные насосы продолжают работать в течение всей плавки. Таким образом, капли металла падают через вакуумированное пространство, при этом обеспечивается очень полное очищение металла от газов, оксидных неметаллических включений (общее содержание кислорода снижается до очень низких пределов), от примесей некоторых цветных металлов и получается плотный слиток. Кристаллизация металла в водоохлаждаемом кристаллизаторе (обычно медном) имеет четко направленный характер, отвечающий направлению отвода тепла. В результате вакуумно дугового переплава механические характеристики металла улучшаются и становятся почти одинаковыми в различных направлениях. В современных установках вакуумно дугового переплава получают слитки массой от нескольких сотен килограммов до 40-50 т. Достоинством способа вакуумного дугового переплава является отсутствие контакта металла с огнеупорной футеровкой, недостатком -- невозможность снижения содержания серы (отсутствие шлаковой фазы). Дуговая выплавка отличается высокой концентрацией тепла в дуге, поэтому вакуумный дуговой переплав получил широкое распространение при производстве слитков из тугоплавких металлов (титана, циркония, ниобия, молибдена, вольфрама и др.). Схему, при применении которой электрод переплавляется, называют вакуумный дуговой переплав с расходуемым электродом.
Название :(Печь VCF -0.2 ВД) -200кг загрузка в рабочую камеру цена договорная ,срок изготовления 6-8 мес.
Название :(Печь VCF -1 ВД ) -1тонна загрузка в рабочую камеру цена договорная. ,срок изготовления 6-8 мес.
Название :(Печь VCF -3 ВД) -3 тонны загрузка в рабочую камеру цена договорная , ,срок изготовления 6-8 мес.