ИЗУЧЕНИЕ ПОВЕДЕНИЯ  КАЛЬЦИЯ ПРИ ЭЛЕКТРОШЛАКОВОМ ПЕРЕПЛАВЕ  МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ

 

В виду необходимости получения высококачественных  особочистых металлов и сплавов разрабатывается множество способов получения сплавов ответственного назначения.  Применение металлического кальция в виде добавки его  в шлак(фтористый кальций) позволяет:

        -  рафинировать переплавляемый металл от вредных примесей;

        -  достигать высокой дегазации выплавляемого слитка;

        -  получать однородную структуру по сечению слитка ;

Целью работы изучение поведения металлического кальция в процессе переплава. Для этого были определены следующие задачи исследований:

- установление возможной зависимости параметров процесса ЭШП от содержания металлического кальция в расплаве;

- наблюдение за смещением температурного поля на границе электрод-металл при использовании металлического кальция;

- влияние концентрации металлического кальция на структуру выплавляемого слитка;

В  процессе электрошлакового переплава металлический кальций, растворенный в расплаве фтористого кальция проявляет высокую рафинировочную способность. Как известно из литературных источников: экспериментально доказана эффективность удаления таких примесей как: кислород, сера, азот, фосфор, мышьяк, сурьма, олово при добавлении металлического кальция в шлак при ЭШП. При этом существенных изменений концентраций металлов: цинка, алюминия, никеля, хрома,  марганца, а также углерода и кремния не наблюдается.

Применение металлического кальция в процессах камерного электрошлакового переплава способствует рафинированию металла, но с другой стороны вносит ряд изменений в протекание тепловых процессов, что делает актуальным изучение изменения температурного поля, физики процесса и  самого механизма поведения кальция в плавильном пространстве на различных стадиях переплава.

Наличие камеры обусловлено температурой кипения металлического кальция (1480°С), что при температуре  процесса переплава (1600-2000°С) приводит к испарению металлического кальция.

Для получения слитков высокого качества, необходимо поддерживать концентрации кальция в шлаке близкими к равновесным. Содержание металлического кальция также влияет на стабильность электрических параметров ведения плавки.

При обзоре научно-технической литературы был рассмотрен ряд статей, публикаций и некоторых материалов конференций за последние 5 лет. Среди них :

-Перспективы применения металлического кальция и РЗМ при ЭШП – Л.Б.Медовар, В.Я.Саенко – Проблемы СЭМ 2000 г. №;

-Рафинирование стали 18%Сr-8%Niраствором Са – СаF2 – Накамура Я., Токумицу Н.,

- и другие.

В дальнейшем планируется провести ряд опытов на печи Таммана в молебденовом тигле, где будут переплавлены различные шлаковые системы с целью изучения поведения металлического кальция. Также планируется изготовить установку для определения содержания металлического кальция в шлаковой системе Ca – CaF2 .

На печи ЭШП при наличии защитной камеры будут проведен ряд плавок с использованием различных электродов с добавлением в шлак металлического кальция, что позволит экспериментально определить влияние металлического кальция на электрические и тепловые режимы электрошлакового переплава.

В данный момент готовится публикация статьи в студенческий сборник на теме : Изучение поведения металлического кальция при электрошлаковом переплаве металлов и сплавов.