Развитие современной авиации,
космической техники, радиоэлектроники, атомной энергетики, точного
машиностроения, вычислительных средств потребовало производства
высококачественных сталей, жаропрочных сплавов, чистых металлов, которые
невозможно получать обычными способами. Новые металлы и сплавы для
этих отраслей промышленности должны содержать минимальное количество
кислорода, водорода, азота, серы, фосфора, примесей цветных металлов,
неметаллических включений. Такие металлы можно получать только в
специальных печах, работающих при пониженном давлении (в
вакууме).
Для получения больших масс
высококачественной стали (> 100 т) одновременно используют
вакуумную обработку жидкой стали, выплавленной в обычных
сталеплавильных печах и конвертерах. Вакуумная обработка
позволяет получать не только более чистый металл, но и изменяет технологию
обычного процесса. Существуют две области вакуумной металлургии:
печная и вне-печная.
§ 1. Выплавка стали в вакуумных
печах
Основные закономерности при плавке в
вакууме
При понижении давления атмосферы
над металлом газы, растворенные в металле, выделяются из него,
согласно закону Сивертса. Также происходит выделение из жидкого
металла в газовую атмосферу примесей цветных металлов, которые обладают
высокой упругостью пара. В результате плавки в вакууме, как правило,
содержание олова, сурьмы, свинца и др. цветных металлов заметно
снижается.
После плавки в вакууме
происходит снижение содержания кислорода как растворенного в металле,
так и находящегося в виде неметаллических оксидных включений.
Это возможно благодаря протеканию реакции взаимодействия кислорода с
углеродом: [С]+[0]=СО; [С]+(Л1еО) =СО + Ме. Поскольку
парциальное давление СО в атмосфере вакуумной установки низкое, то
равновесие указанных реакций значительно сдвигается в правую сторону, т.
е. в сторону образования СО, что
