Современная металлургическая промышленность производит почти все известные металлы

Лекция 12. ПЛАВКА МОЛИБДЕНА И ВОЛЬФРАМА
Для производства крупных заготовок (200 - 3000 кг), предназначенных для проката листов больших размеров, вы­тяжки труб и производства изделий методом литья освоена плавка молибдена и вольфрама, а также сплавов на их осно­ве в дуговых и электронно-лучевых печах.
Дуговая плавка
Во всех современных дуговых печах плавку ведут в ва­кууме с расходуемым молибденовым или вольфрамовым элект­родом и охлаждаемым медным тиглем - кристаллизатором (рис.20). Металл плавится в дуге, возникающей между верх­ним (расходуемым) электродом и нижним электродом - расп­лавленным металлом в медном кристаллизаторе. Плавку ведут большей частью на постоянном токе при полярности: расхо­дуемый электрод — катод, расплав — анод. Однако для воль­фрама в случае плавки на переменном токе дуга вполне устойчива (в отличие от плавки менее тугоплавких металлов).
Наиболее распространены печи, в которых расходуемый электрод предварительно приготовляют из спеченных молиб­деновых или вольфрамовых штабиков. Стыковой сваркой штабики соединяют в электрод длиной 1 - 2,5 м. Затем их объединяют в пакет (4 — 16 штабиков и больше в зависимос­ти от размеров кристаллизатора).

Перемещение расходуемого электрода при плавке и подвод к нему тока большей частью осуществляют с помощью штанги, на конце которой укреплен электрод. Плавку ведут вытяги
в анием слитка путем опускания поддона. Перед плавкой на дно ] кристаллизатора помещают диск из I металла, подлежащего плавке. I
Плавку осуществляют в ваку­уме (0,13 0,013 Па) в рабочей камере печи. В зоне дуги давле­ние примерно на два порядка вы- ] ше. Постоянство напряжения дуги I (30 - 60 В) поддерживается авто- ] магически за счет регулирования расстояния между электродами


Рис. 20. Схема дуговой печи с расходуемым электродом для плавки молибдена и вольфрама 1 - механизм подачи электрода; 2 - траверса; 3 - шток; 4 - токоподводящие шины; 5 - каме­ра расходуемого электрода; 6 - расходуемый электрод; 7 - смотровое окошко; 8 - плавиль­ная камера; 9 - механизм засыпки лигатур; 10 - патрубок к вакуумной системе; 11 - со-1 леноид; 12 - слиток; 13 - поддон; 14 - ниж­ний шток; 75 - кристаллизатор; 16 - механизм вытяжки слитка
(длина дуги), которое в зависимости от режима плавки ко­леблется от 10 до 30 мм. Для регулирования формы дуги и исключения побочных дуг (например, дуг между электродом и стенкой кристаллизатора) кристаллизатор окружен электро­магнитной катушкой (соленоидом).
Для раскисления металлов (содержание кислорода в плав­леных молибдене и вольфраме не должно превышать 0,002 %) в состав электрода при его изготовлении вводят небольшие количества углерода, циркония, титана или их карбидов.
Легирующие добавки можно вводить в состав расходуемого электрода или вносить в зону дуги (в форме таблеток, кру­пного порошка). Так как при дуговой плавке в расплавлен­ном состоянии находится кратковременно небольшая доля ме­талла, легирующие добавки распределяются неравномерно. Для получения однородного по составу слитка обычно прово­дят повторную плавку.
После вакуумной дуговой плавки с раскислением содержа­ние примесей в молибдене и вольфраме снижается и нахо­дится в следующих пределах, %: кислород 1 ∙ 10^-3 —10^-4; водород
3∙10^-4 - 10^-5; азот 1∙10^-3 — 10^-4; углерод
2∙10^-3. Получающиеся слитки имеют крупнокристаллическую структуру, что усложняет обработку давлением. С целью по­лучения слитков с мелкозернистой структурой иногда ис­пользуют гарниссажную дуговую плавку с разливом металла в изложницу.