| 2011 №04 (04) | 2011 №04 (06) |
Современная электрометаллургия, 2011, № 4, c. 14-19
ОХЛАЖДАЕМЫЕ КРИСТАЛЛИЗАТОРЫ ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ СЛИТКОВ С ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫМ ВОЗДЕЙСТВИЕМ НА РАСПЛАВ
И. В. Шейко, В. А. Шаповалов, В. В. Якуша, Ю. А. Никитенко, Д. М. Жиров
Инcтитут электросварки им. Е. О. Патона НАН Украины. E-mail: office@paton.kiev.ua
Реферат
Рассмотрены особенности индукционной плавки в секционном кристаллизаторе и передачи энергии високочастотного электромагнитного поля от индуктора к металлической ванне. Показано, что секционные кристаллизаторы представляют собой весьма сложные в конструктивном отношении агрегаты, функциональные возможности которых значительно шире, чем у кристаллизаторов традиционной конструкции. Они участвуют не только в формообразовании слитка, но и в передаче энергии электромагнитного поля от индуктора или другой электромагнитной системы к расплаву, что в ряде случаев повышает технико-экономические показатели переплавных процессов (например, ЭЛП и ЭШП) и качественные характеристики выплавленного металла. Степень передачи энергии в металлическую ванну в значительной мере зависит от конструкции водоохлаждаемых секций.
Peculiarities of induction melting in a sectional mould and transmission of energy of high-frequency electromagnetic field from inductor to metal pool are considered. It is shown that the sectional moulds represent units of a complicated design, the functional capabilities of which are much wider than in moulds of a traditional design. They effect not only on the ingot formation, but also on transmission of electromagnetic field energy from inductor or other electromagnetic system to the melt, thus increasing in some cases the technical-economical characteristics of remelting processes ( for example EBR and ESR) and quality characteristics of the produced metal. The degree of energy transmission into metal pool depends to a large extent on the design of water-cooled sections.
Ключевые слова: секционный кристаллизатор; индуктор; поддон; загрузка; металлическая ванна; расходуемая заготовка; электромагнитное поле
Поступила 30.09.2011
Опубликовано 25.11.2011
1. Электрические промышленные печи: Дуговые печи и установки специального нагрева: Учебник для вузов. – 2-е изд. / А. Д. Свенчанский, И. Т. Жердев, А. М. Кручинин и др. – М.: Энергоиздат, 1981. – 296 с.
2. Сапко А.И. Механическое оборудование цехов спецэлектрометаллургии. – М.: Металлургия, 1983. – 200 с.
3. Электрошлаковые печи / Б. И. Медовар, Л. М. Ступак, Г. А. Бойко и др. – Киев: Наук. думка, 1976. – 414 с.
4. Патон Б. Е., Мовчан Б. А., Тихоновский А. Л. Анализ современных способов плавки и рафинирования металла в электронно-лучевых печах // Рафинирующие переплавы: Сб. ст. – Киев: Наук. думка, 1974. – С. 179—195.
5. Мовчан Б. А. Электронно-лучевая плавка и испарение в современных металлургии и машиностроении // Сварка и специальная электрометаллургия. – Киев: Наук. думка, 1984. – С. 259—264.
6. Плазменно-дуговой переплав металлов и сплавов / Б. Е. Патон, В. И. Лакомский, Д. А. Дудко и др. // Автомат. сварка. – 1966. – № 8. – С. 1—5.
7. Бортничук Н. И., Крутянский М. М. Плазменно-дуговые плавильные печи. – М.: Энергоиздат, 1981. – 120 с.
8. Shippereit G. H., Leatherman A. F., Everts D. S. Coldcrucible induction melting of reactive metals // J. of Metals. – 1961. – № 2. – P. 140—143.
9. Clites P. G., Beall R. A. Induction-slag melting of titanium. Kept. Investing. Bur. Mines // U.S. Dept. Interior. – 1969. – № 7268. – P. 1—20.
10. Качур Л. И. Индукционная печь с секционированным тиглем для плавки металлов и сплавов // Научно-технические достижения. ВНИИМИ: Сб. тр. – М., 1987. – С. 65—68.
11. Фомин Н. И. Определение параметров системы индуктор—тигель—садка в индукционных печах с холодным тиглем // Исследование в области промышленного электронагрева: Труды ВНИИЭТО. – М.: Энергия, 1981. – Вып. 7. – С. 65—71.
12. Тир Л. Л., Чайкин П. М., Никольский Л. Е. Индукционные плавильные печи с холодным тиглем // Электротермия. – 1968. – Вып. 73—74. – С. 68—71.
13. Индукционный переплав в секционном кристаллизаторе, возможности и перспективы применения его для переплава титановых отходов / Ю. В. Латаш, И. В. Шейко, В. Н. Бернадский и др. // Пробл. спец. электрометаллургии. – 1986. – № 2. – С. 64—70.
14. Дистилляционное рафинирование чернового иттрия при индукционном переплаве в секционном кристаллизаторе (ИПСК) / И. В. Шейко, Ю. В. Латаш, Г. А. Высоцкий и др. // Там же. – 1991. – № 3. – С. 76—80.
15. Sheiko I. V., Latash Yu. V. Induction Melting with an Ingot Formatioin in a Sectional Mould / Ed. by Institute E. O. Paton. – London, 1999. – 11, № 4. – 99 p.
16. Электронно-лучевая плавка в литейном производстве / С. В. Ладохин, Н. И. Левицкий, В. Б. Чернявский и др. – Киев: Сталь, 2007. – 627 с.
17. Протоковілов І. В. Магнітокерована електрошлакова плавка багатокомпонентних титанових сплавів: Дис. … канд. техн. наук / НАН України, Ін-т электрозварювання ім. Є. О. Патона. – Київ, 2006. – 178 с.
18. Басин А. С., Шишкин А. В. Получение кремниевых пластин для солнечной энергетики. Методы и технологии. – Новосибирск: ИТ СЩ РАН, 2000. – 196 с.
19. Абдюханов И. М. Разработка основ технологии производства металлургического кремния повышенной чистоты для наземной фотоэнергетики // Рос. хим. ж-л. – 2001. – 45, № 5-6. – С. 107—111.
20. Солнечная энергетика и возможности индукционной гарниссажной плавки в холодном тигле для получения солнечного кремния / А. В. Шкульков, Ю. В. Черпак, С. А. Позируй и др. // Индукционный нагрев. – 2009. – № 3. – С. 16—19.
21. Kaneko K., Misava T., Tabata K. Cold crucible induction casting of semiconductor silicon for solar cells // Photovoltaic Specialists conf. (21—25 May 1990, Kissimmee, EL, USA). – Kissimmee, 1990. – Vol. 1. – P. 674—677.
22. Continuous pulling of photovoltaic silicon using an inductive cold crucible / P. Ribeyron, A. Gagnoud, M. Anderhuber et al. // Proc. Intern. conf. Electromagnetic Processing of Materials UIE/EPM (June 6, Paris, 1997). – Paris, 1997. – Vol. 2. – P. 303—308.