Выплавка металла в вакуумных дуговых печах (ВД-печах) осуществляется посредством электрической дуги. Высокое содержание мощности и тепла в электрической дуге нагревают металл за малые временные промежутки. ВД-печи бывают двух типов – с расходуемым и не расходуемым электродом. Электрическая дуга горит между расходуемым электродом и ванной метала в ВД-печах первого типа и между графитовым электродом и расплавляемым металлом в ВД-печах второго типа.
В данной работе рассматривается ВДпечь с расходуемым электродом типа ДСВ-3,2-Г1, устройство которой приведено в соответствии с рис. 1.
Элементы ВД-печи:
- Электродвигатель, перемещающий шток электрододержателя и расходуемый электрод.
- Вакуумная камера.
- Источник питания печи.
- Соединительные силовые кабели.
- Шток электрододержателя.
- Кристаллизатор.
- Вакуумирующие насосы.
- Механизм перемещения электрода.
- Система видеонаблюдения за процессом переплава и измерения скорости образования слитка.
Между расходуемым электродом, именуемым катодом, и водоохлаждаемой изложницей – анодом – возникает электрический разряд. Выделяющееся в результате электрического разряда тепло начинает расплавлять конец электрода. Жидкий металл наполняет кристаллизатор – водоохлаждаемую изложницу. Кристаллизатор состоит из медной трубы определенного сечения и кожуха водоохлаждения. Кристаллизатор устанавливается в нижнюю часть вакуумной камеры, обеспечивая вакуумное уплотнение с достаточно низким переходным сопротивлением электрического тока. Снизу к кристаллизатору крепится поддон – медная плита. При начале работы и наведении жидкой ванны электрическая дуга горит между электродом и поддоном, а затем между электродом и жидким металлом. Механизм подачи электрода и электрододержатель установлены на несущей раме. Токопродводы обеспечивают равномерное контактное соединение между поддоном и кристаллизатором, а также между кристаллизатором и вакуумной камерой, позволяя добиваться равномерного протекания тока по кристаллизатору и поддону и снижая интенсивность магнитных полей.