Автореферат
Электрошлаковый процесс (ЭШП) - альтернатива вакуумным процессам. Этот метод характеризуется относительной простотой оборудования, гибкостью технологических параметров, высоким качеством полученного металла и низкими издержками производства.
Наличие камеры и контролируемой атмосферы, создает благоприятные условия для эффективного рафинирования, модификации, и получения сплава металлов и использование соединений активных компонентов (кальций, редкоземельные элементы и другие) в течение переплавляемого процесса. В то же самое время, без сомнения, все это имеет влияние на все комплексы физических, химических, электрических и тепловых процессов переплава. Таким образом, добавление металлического компонента (в особенности кальций) в шлак ЭШП вызывают значительные изменения электрического режима переплава. В свою очередь, это оказывает влияние на скорость переплава расходуемого электрода, баланс производительности процесса и формирования переплавляемого слитка.
Присутствие в шлаке ЭШП металлического кальция с высоким давлением пара обеспечивает ряд очень существенных исправлений физического характера развития высокой температуры во время ЭШП. В зоне близлежащей к электроду с максимальной температурой, вероятно испарение кальция. В результате этого нарушается обычный режим, который отражается на переплаве и формировании дуги. Испарение дуги "уносит" пары кальция от зоны близлежащей к электроду в атмосферу печи. После уплотнения они формируются вместе с парами и капельками шлака в "короне" на поверхности электрода и тигля. После этого режим дуги изменяется на режим сопротивления, и циклы могут повторятся снова. Испарившийся с поверхности раздела "газ-шлак" и зоны близлежащей к электроду кальций позже частично возвращаться в зону реакции в результате подплавления "короны". Естественно, такие циклические изменения уменьшают стабильность электрического режима и могут вызвать ухудшение качества поверхности слитка, макро- и микроструктуры. Развитие этих явлений тесно связано с концентрацией кальция в шлаке и увеличивается с его ростом. Таким образом, когда содержание кальция в шлаке достигает больше чем 15 % мас. концентрации, процесс полностью преобразовывается в дуговой режим. Поэтому принимая во внимание потребность достижения главной цели ЭШП - получение высококачественных слитков из металлов с высокой способностью реакции, целесообразно поддерживать в шлаке оптимальные концентрации кальция (близко к равновесному).