Конструкция вакуумной дуговой печи

Титановая губка всегда содержит примеси, которые во время плавки значительно быстрее удаляются в вакууме, где не подавляются 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.

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.

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

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.