Вакуумный индукционный переплав

 

Общая характеристика.

Вакуумная индукционная плавка является одним из самых распространенных процессов индукционной плавки как в промышленности, так и в области лабораторного эксперимента. Развитие ВИП идет по трем направлениям:

1) выплавка металла для слитков, предназначенных для последующего передела методами обработки металлов давлением;

2) производство литых изделий (в частности, турбинных лопаток) способами как точного, так и центробежного литья;

3) выплавка электродов и заготовок для последующего переплава (ВДП, ЭЛП, ЭШП и др.).

На заводах черной металлургии, когда поставлена цель получить металл наивысшего качества, ВИП используются в основном для выплавки заготовок для дальнейшего переплава.

Методом ВИП выплавляют в основном две группы марок стали:

-жаропрочные сплавы на никелевой основе (это главный сортамент ВИП);

- особонизкоуглеродистые коррозионностойкие стали.

Стали занимают меньший объем и если коррозионностойкие стали можно сразу передавать из ВИП на прокатку, то жаропрочные сплавы нельзя, так как структура слитка, получаемого при выплавке стали и сплавов ВИП, обладает теми же дефектами, что и обычный слиток, так как разливка производится в обычную изложницу.

Основные преимущества ВИП:

- отсутствие электродов;

- возможность глубокой дегазации металла;

- низкое содержание оксидных и нитридных неметаллических включений;

- рафинирование металла от вредных примесей цветных металлов за счет дистилляции;

- высокая однородность за счет хорошей циркуляции металла;

- получение металла в узких пределах по химическому составу;

- при большой вместимости - малый угар легирующих элементов;

- возможность интенсификации процесса: продувка газами, ЭМП, обработка шлаками;

- высокая производительность и др.

Основные недостатки ВИП:

1) Взаимодействие металла с огнеупорной футеровкой. Оксиды
из которых изготавливают тигли, могут реагировать с углеродом или
другими компонентами расплава по реакциям:

 

МеО_т+[С] = [Ме]+СО;

МеО_т+[К] = [Ме]+КО_т,ж.

 

Таким образом, металл может загрязняться оксидами и растворенным кислородом. Восстановленные Мg и Са, имеющие высокое давление насыщенного пара и плохо растворяющиеся в железе и никеле, могут испаряться.

Взаимодействие металла с футеровкой отсутствует при так называемой «плавке в холодном тигле», когда тигель изготовлен из электрически изолированных водоохлаждаемых медных трубок.

2) Получение слитков с дефектами, характерными для обычного слитка, и зерном более крупным, чем в обычном слитке из-за большей чистоты металла по неметаллическим включениям - которые служат центром кристаллизации. Это приводит к ухудшению деформируемости ряда сплавов и требует последующего переплава металла с целью улучшения его структуры.

3) Низкая стойкость тиглей.

4) Металлоактивные шлаки.

5) Высокая стоимость оборудования.