Электротермическое оборудование
Внимание! эта страница распознана автоматически, поэтому мы не гарантируем, что она не содержит ошибок. Для того, чтобы увидеть оригинал, Вам необходимо
Если Вы являетесь автором данной книги и её распространение ущемляет Ваши авторские права или если Вы хотите внести изменения в данный документ или опубликовать новую книгу свяжитесь с нами по по .
Страницы: 1 2 3... 344 345 346 347 348 349 350... 414 415 416
|
|
|
|
В разреженной атмосфере весьма вероятна диффузия заряженных частиц в зазор между электродом и кристаллизатором, что приводит к частичному или полному переходу анодного пятна на стенку последнего. При этом возникает объемная ионизация, сопровождающаяся появлением устойчивых катодных пятен на боковой поверхности электрода и изменением распределения мощности в рабочем пространстве печи. Возникновению объемной ионизации способствует наличие в металле веществ, имеющих низкую работу выхода электронов. Объемная ионизация опасна, так как может перейти в устойчивый боковой разряд и вызвать проплавле-ние стенки кристаллизатора. Нестабильность разряда усиливается под влиянием магнитных полей в зоне дуги, возникающих вследствие неравномерности растекания тока по стенке кристаллизатора. Применение переменного тока при переплаве легкоплавких металлов возможно при повышенном напряжении на дуге или принятии специальных мер, способствующих ионизации межэлектродного промежутка. При переплаве тугоплавких металлов дуга переменного тока горит устойчиво в связи с развитием термоэлектронной эмиссии. б) ТЕПЛОВЫЕ ПРОЦЕССЫ В ЭЛЕКТРОДЕ Расходуемый электрод представляет собой стержень круглого или прямоугольного сечения, нижний торец которого обогревается теплом, выделяющимся при бомбардировке положительно заряженными ионами. Распределение температуры по сечению электрода практически равномерное. Аксиальное температурное поле электрода в квазистационарном режиме плавления описывается уравнением * = 'о + ('гор *о) е~"5/Ч(9-74) где и — линейная скорость плавления, м/с; | — расстояние до обогреваемого торца, м; ам — коэффициент температуропроводности, м2/с; 'гор — температура обогреваемой поверхности, °С; (0 — начальная температура, °С. Температурное поле нерасходуемого электрода описывается уравнением , = ,гор(ГМ5|"\(9.75) где На — длина электрода, м. В процессе плавления расходуемого электрода на его нижнем торце постоянно существует слой расплавленного металла небольшой толщины (пленка), из которого формируются капли. Пленка удерживается силами поверхностного натяжения, и ее толщина составляет 1—2 мм. Форма плавящегося торца электрода зависит от плотности тока. При высокой плотности тока торец выпуклый, при малой плотности — вогнутый. Форма торца определяет направление стекания пленки и место капле-падения. Скорость испарения каждого компонента £исп*, кг/(м2-с), может быть рассчитана по формуле e-^Vpt, (9-76) где р% — упругость пара компонента при температуре Т, Па; "г —массовая доля компонента в сплаве; М,— атомная масса металла; Г — температура поверхности испарения, К; Рг — давление остаточных газов в зоне испарения, Па. При короткой дуге уход паров из зоны испарения затруднен, так как большинство испарившихся частиц снова конденсируется. Поэтому практическое значение имеет лишь испарение с открытой части зеркала ванны. в) ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ В ЖИДКОЙ ВАННЕ В жидкой ванне наиболее важную роль играют гидродинамические явления. Движение расплава происходит вследствие возникновения электродинамических и гравитационных усилий, а также давления капель, падающих с электрода. Электродинамические усилия создаются в результате взаимодействия тока, протекающего через ванну, с магнитным полем соленоидов или токоподводов. Под действием соленоида, создающего вертикальное поле, расплав совершает вращательное движение вокруг вертикальной оси, при этом скорости движения составляют 0,2—0,7 м/с. Циркуляция под действием магнитного поля, возникающего вблизи токоподводов и вследствие неравномерности растекания тока по кристаллизатору, происходит в горизонтальной и в вертикальной плоскостях со скоростями в диапазоне 0,01—0,1 м/с. Движение расплава под действием гравитационных сил происходит вследствие разницы температур в центре и на периферии ванны, причем скорости движения составляют не более 0,001—0,002 м/с. Независимо от направления движения теплопередача вдоль потока настолько велика, что даже при скоростях порядка 0,001—0,002 м/с перепад температуры вдоль потока практически отсутствует (менее 1°С). Тепловое сопротивление между расплавом и твердой фазой сосредоточено в елое жидкости, прилегающем к гарни-сажу, причем теплопередача в нем осуществляется за счет турбулентных пульсаций поперек потока и поперечного смещения слоев. Коэффициент эффективной теплопроводности при вынужденной конвекции можно определить по формулам: ЯЭф = Яивэ;(9-77) 8Э = 0,45 (Рг Ие)0'438 при Рг Не 8600; 1 ^ еэ "= 1,35Ю-6 (Рг Не)1-84 при Рг Ие 8600, | где Ям — коэффициент молекулярной теплопроводности металла; еэ — коэффициент конвекции. Для оценки скорости движения расплава V, м/с, может быть рекомендована формула 2цг ц,0 пг Ш Рм.ж £м #в (9-79) где р. г — относительная магнитная проницаемость среды; М-о —магнитная постоянная, Гн/м; рм,ж — плотность жидкого металла (расплава), кг/м3; |м=1,6 — коэффициент гидравлического сопротивления; / — ток, А; Я — напряженность магнитного поля, А/м; пг — доля тока, протекающего в радиальном направлении (nr=0,5-f-0,7); Нв — глубина ванны, м. Скорость движения расплава в значительной мере определяет скорость плавки. г) ТЕПЛОВЫЕ ПРОЦЕССЫ В СЛИТКЕ Наплавляемый слиток отдает тепло поддону и стенке кристаллизатора. В верхней части слиток имеет хороший тепловой контакт со стенкой, коэффициент теплоотдачи в этой зоне составляет 800—3000 Вт/(м2-°С). Ниже вследствие усадки слитка последний отходит от стенки и образуется зазор, теплопередача через который осуществляется излучением, при этом коэффициент теплоотдачи уменьшается до значений 15—200 Вт/(м2Х Х°С). Теплоотдача к поддону в течение всей плавки осуществляется излучением за исключением начала плавки, когда расплавленный металл непосредственно контактирует с поддоном и коэффициент теплоотдачи достигает 1000—2000 Вт/(м2-°С).,
Карта
|
|
|
|
|
|
|
|
Страницы: 1 2 3... 344 345 346 347 348 349 350... 414 415 416
Внимание! эта страница распознана автоматически, поэтому мы не гарантируем, что она не содержит ошибок. Для того, чтобы увидеть оригинал, Вам необходимо скачать книгу |
