Использование разрядов конденсаторов для управления кристаллизацией металла при ЭШП

Abstract

Рассмотрены возможности использования разрядов емкостных накопителей электрической энергии для управления плавлением и кристаллизацией металла при электрошлаковом переплаве. Разработано экспериментальное оборудование для генерирования электрических разрядов на основе конденсаторных батарей и тиристорных ключей. Приведены результаты экспериментальных исследований влияния импульсных электрических и магнитных полей, созданных разрядами конденсаторов, на технологические особенности электрошлакового процесса и формирование металла титановых слитков. Показано, что для управления процессами кристаллизации металла слитков при ЭШП разряды конденсаторов можно использовать как для создания мощных импульсных магнитных полей, воздействующих на жидкую металлическую ванну, так и для непосредственного воздействия на расплав металла посредством электрических разрядов на зону плавки. Экспериментально установлено, что наиболее эффективным является использование комбинированных методов воздействия на кристаллизацию за счет импульсных режимов электропитания электрошлакового процесса и внешних импульсных воздействий электрическими и магнитными полями.

The possibilities of applying of capacitor storage discharges for control of melting and crystallization of metal in electroslag remelting are considered. Experimental equipment was designed for generation of electric discharges on the base of capacitor banks and thyristor keys. The results of experimental investigations of effect of pulsed electric and magnetic fields, generated by capacitor discharges, on technological features of the electroslag process and formation of metal of titanium ingots are given. It is shown that to control the processes of crystallization of metal of ESR ingots it is possible to apply the discharges of capacitors both for the creation of powerful pulsed magnetic fields, having effect on the molten metal pool, and also for the direct effect on metal melt by means of electric discharges into the melting zone. It was found experimentally that the most effective is the application of combined methods of effect on crystallization at the expense of pulsed conditions of power supply of electroslag process and external pulsed effects by electric and magnetic fields.