Дъговото топене е електротермичен металургичен метод, който използва електрическа енергия за генериране на дъга между електродите или между електродите и разтопения материал за стопяване на метали. Дъгите могат да се генерират с постоянен или променлив ток. При използване на променлив ток между двата електрода ще има мигновено нулево напрежение. При вакуумно топене, поради ниската плътност на газа между двата електрода, е лесно да се предизвика изгасване на дъгата. Следователно захранването с постоянен ток обикновено се използва за вакуумно дъгово топене.
Според различните методи на нагряване дъговото топене може да бъде разделено на две категории: дъгово топене с директно нагряване и дъгово топене с индиректно нагряване. Основните технически и икономически показатели за дъгово топене включват времето за топене, количеството твърд материал на пещта, разтопен за единица време (производствен капацитет), консумация на електроенергия за единица твърд материал на пещта, огнеупорни материали, консумация на електроди и др.
1、 Директно нагряване на дъгова топене
Електрическата дъга, генерирана от директно топене на нагряващата дъга, е между пръта на електрода и разтопения материал на пещта. Материалът на пещта се нагрява директно от електрическата дъга, която е източник на топлина за топене. Има два основни вида топене с дъгова дъга с директно нагряване: метод на топене в трифазна дъгова пещ с директно нагряване без вакуум и метод на топене в дъгова пещ с директно нагряване на консумативи с вакуум.
(1) Метод на трифазно дъгово топене без директно нагряване без вакуум. Това е често използван метод при производството на стомана. Стоманодобивната електродъгова пещ е най-важният тип трифазна електродъгова пещ без вакуум с директно нагряване. Електрическата дъгова пещ, обикновено наричана от хората, се отнася за този тип пещ. За да се получи високо легирана стомана, е необходимо да се добавят легиращи компоненти към стоманата, да се регулира съдържанието на въглерод и друго съдържание на сплав в стоманата, да се премахнат вредни примеси като сяра, фосфор, кислород, азот и неметални включвания по-долу определената гама на продукта. Тези задачи за топене са най-удобни за изпълнение в електродъгова пещ. Атмосферата вътре в електродъговата пещ може да бъде контролирана така, че да бъде слабо окисляваща или дори редуцираща чрез производство на шлака. Съставът на сплавта в електродъговата пещ има по-малко загуби при изгаряне и процесът на нагряване е относително лесен за регулиране. Следователно, въпреки че дъговото топене изисква голямо количество електрическа енергия, този метод все още се използва в индустрията за топене на различни висококачествени легирани стомани
(2) Метод на топене във вакуумна дъгова пещ с директно нагряване. Използва се главно за топене на активни метали с висока точка на топене като титан, цирконий, волфрам, молибден, тантал, ниобий и техните сплави. Използва се и за топене на легирани стомани като топлоустойчива стомана, неръждаема стомана, инструментална стомана и лагерна стомана. Металът, разтопен чрез електродъгова пещ с директно нагряване във вакуум, има намалено съдържание на газ и летливи примеси и слитъкът обикновено няма централна порьозност. Кристализацията на слитъка е по-равномерна и свойствата на метала са подобрени. Проблемът с директното нагряване на консумативи във вакуумна дъгова пещ е, че е трудно да се регулира съставът на металите (сплавите). Въпреки че цената на оборудването на пещта е много по-ниска от тази на вакуумната индукционна пещ, тя е по-висока от тази на електрическата пещ за шлака, а цената на топене също е много по-висока. Вакуумната самоконсумираща електродъгова пещ е приложена за първи път в промишленото производство през 1955 г., първоначално за топене на титан, а по-късно за топене на други метали с висока точка на топене, активни метали и легирани стомани.
2、 Непряко нагряване на дъгова топене
Дъгата, генерирана от индиректно нагряване на дъгова дъга, е между два графитни електрода и материалът на пещта се нагрява индиректно от дъгата. Този метод на топене се използва главно за топене на мед и медни сплави. Топенето с индиректна нагряваща дъга постепенно се заменя с други методи на топене поради високия шум и лошото качество на метала.
Време на публикуване: 25 януари 2024 г