Особливості теплообміну в сталеплавильних печах з дугою постійного струму

Данилюк В. В., керівник доц.. Буланий П.Ф.

Національна металургійна академія України

В світовій практиці помітна тенденція до переходу одержання сталі в печах з дугою постійного струму. В таких печах менш інтенсивне пило – і газовиділення, менший рівень звукових і електромагнітних шумів, значно нижча ерозія електродів.

Відсутність літературних даних про особливості теплообміну в таких печах призводить до інтуїтивного пошуку оптимальних параметрів процесу плавлення.

Через технічні труднощі вивчення теплообміну в таких печах вибрана експериментальна модель-стабілізована потоком газу дуга постійного струму, що горить в строго контрольованих умовах.

Ціль роботи-експериментальневивченняенерго-іструмо переносу до аноду дуги постійного струму. Експериментальна установка давала можливість вимірювати вольт-амперну характеристику дуги, загальний і локальний потоки енергії до аноду, температуру і концентрацію електронів в прианодній області, динамічний натиск потоку плазми.

Аналіз експериментальних даних вказує на основний механізм переносу енергії до аноду-це вимушена конвекція. Менший внесок в нагрівання вносять дисоціаційна іон-електронна рекомбінації, а також енергія, що приносять електрони,прискорені в прианодній області дуги.

Порівняння експериментальної моделі і дуги в печі показує, що відсутність вимушеного обдування в печі компенсується присутністю катодного струменя, що виникає за рахунок нерівномірного стиснення стовпа власним магнітним полем. Можливе також незначне зниження конвективної складової і збільшення долі обміну випромінюванням за рахунок більшої довжини і перерізу дуги в печі.

ОТРИМАННЯ ОКСИДНИХ ПОКРИТТIВ З ЗАДАННИМИ ВЛАСТИВОСТЯМИ МЕТОДОМ МIКРОДУГОВОГО ОКСИДУВАННЯ..

Кабацька В.В.,Склярова А.Е., керівники: проф. Тутик В.А., доц.Рожков А.Д.

Національна металургійна академія України

Технологія мікродугового оксидування (МДО) на сьогоднішній день є найбільш перспективною з точки зору створення високотвердих і високоміцних поверхневих шарів на деталях з алюмінієвих сплавів. Потенційні можливості цієї технології дозволяють сформувати модифіковані поверхневі шари, що володіють: високою мікротвердістю, теплостійкістю, зносостійкістю, пористістю гарну адгезію до підкладки і значною товщиною - до 400 мкм.

Однак управління процесом МДО та формування оксидних покриттів із заданими параметрами не достатньо вивчені.

Метою цієї роботи є дослідження технології МДО нанесення оксидних покриттів і їх властивостей на алюмінії і його сплавах.

МДО проводили на експериментальній установці включає: двохелектродну клітинку, термостат U10, джерело живлення постійного струму потужністю P ≈ 5 кВт. Дослідження проводилися в діапазоні робочих напруг U ≈ 300 ... 650В і при щільності струму до j ≈ 15 А/дм², з використанням електроліту, що містить силікат і гідроксид лужного металу, при температурі Т <308 К. В якості зразків використовувався первинний алюміній марки А6.

Дослідження фазового складу покриття на зразках на рентгенівському дифрактометрі ДРОН-2. Як показують дифрактограми , після МДО в складі покриття утворюється α-Al₂O₃. Дана фаза має високу зносостійкість і корозійну стійкість.

Досліджувалася корозійна стійкість керамічного покриття за допомогою потенціостата П-5848. Виміряні поляризаційні криві показали, що анодна поляризація практично не обумовлює появу струмів розчинення навіть в електролітах, що містять іони хлору. Це свідчить про досить високі захисні властивості мікродугового покриттів на алюмінії і становить 1 бал за десятибальною шкалою.

Адгезійна міцність покриття визначалася методом нанесення сітки подряпин і становила 100 МПа. Мікротвердість керамічного покриття вимірювали на мікротвердомірі ПМТ-3 і досягала до 60 HRC. Коефіцієнт тертя знизився до 0,08-0,22.

Отримані результати свідчать про високі фізико-механічних та корозійних властивостях отриманих покриттів. Що відкриває перспективність їх використання для захисту та зміни властивостей різних алюмінієвих виробів. В результаті досліджень запропоновано технологію і обрані оптимальні режими отримання методом МДО зносостійких оксидних покриттів на алюмінії і їх сплавах.