Курсовая работа: Оборудование для зонной плавки

5 Установка бестигельной зонной плавки с электронно-лучевым нагревом

Разновидностью установок такого типа является представленная на рис.-8 японская установка модели IEBZ-3B, в которой расплавле­ние зоны происходит в глубоко вакуумированной камере в результате бомбардировки прутка обрабатываемого материала направленным ста­билизированным пучком электронов, создаваемым электронной пушкой с кольцевым катодом. Эту установку фирма рекомендует использовать для бестигельной зонной плавки полупроводниковых материалов и туго­плавких металлов.

В комплект установки входят: печной агрегат, блок высоковольтно­го питания, шкаф управления и форвакуумный насос. Печной агрегат состоит из рабочей камеры, приводов верхнего и нижнего штоков, при­вода кольцевого катода, вакуумной системы и системы водяного охлаж­дения. Эти узлы смонтированы на столе, закрытом боковыми листами.

Рабочая камера — водо-охлаждаемая из нержавеющей стали, внутрь камеры встроена кольцевая электронная пушка, введены штоки с патро­нами-держателями стержня. На заднем торце камеры имеется патрубокдля вакуумирования. На дверце камеры расположено вертикальное щелеобразное смотровое окно для наблюдения за процессом. Подлежащий очистке стержень помещают в центр опоясывающей его кольцевой нити накала — катода, укрепленного на фигурном кольце. Форма и располо­жение анода, по мнению фирмы, предотвращают загрязнение стержня материалом катода.

Рис.-8 Установка японской фирмы модели IEBZ-3B

Перемещение расплавленной зоны достигается вертикальным пере­мещением электронной пушки. Скорость перемещения зоны зависит от материала и может регулироваться в пределах 0,2—2 и 2—20 мм/мин. Скорость холостого хода электронной пушки составляет примерно 200мm/mиh.

Когда электронная пушка достигает крайнего верхнего положения, автоматически прекращается поток электронов, далее пушка опускается в исходное нижнее положение со скоростью холостого хода, после чего операция очистки возобновляется. Эти повторяющиеся операции осуще­ствляются автоматически, для этого предусмотрено программное устрой­ство. Перемещение пушки может быть приостановлено и вновь включено оператором на любом участке очищаемого слитка.

Заключение

Вращение очищаемого стержня осуществляется соответствующими механизмами вращения верхнего и нижнего штоков. Для достижения более полной гомогенности материала при очистке конструкцией уста­новки в период рабочего хода при образовавшейся расплавленной зоне допускается вращение верхней и нижней частей очищаемого стержня с различным числом оборотов; например, верхней со скоростью 5 об/мин, а нижней 2 об/мин.

Вакуумная система расположена за рабочей камерой. Она состоит из диффузионного пар масляного насоса, форвакуумного насоса, ловушки, вакуумных задвижек и вентилей. Рабочий вакуум, требуемый в процес­се очистки, может быть, достигнут в течение 10 мин, после включения ва­куумной системы. Система водяного охлаждения обеспечивает охлажде­ние анода электронной пушки, верхнего и нижнего штоков, рабочей ка­меры и узлов вакуумной системы. Электрооборудование установки со­стоит из блока питания и контрольного блока, в котором сосредоточены все схемы контроля регулирования и управления установкой.

Список использованных источников

1. Основы металлургии, Т. 7. Технологическое оборудование предприятий цветной металлургии. Под редакцией И.А. Стригина, А.И. Басова, Ф.П. Ельцева, А.В. Троцкого. «Металлургия», 1975. с.1008.