ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Раскисление стали из "Общая металлургия " Для выплавки высококачественных сталей и сплавов с особыми свойствами применяются бессердечниковые индукционные печи. [c.328] В основе работы индукционных печей лежит трансформаторный принцип передачи энергии от первичной цепи к вторичной. Переменный ток, подводимый к индуктору, являющемуся первичной обмоткой, индуктирует (возбуждает) ток в расплавляемом металле, который служит вторичной обмоткой. Таким образом, генерирование тепла происходит непосредственно в металлической шихте, помещенной в тигле внутри индуктора. Это обеспечивает высокий тепловой к. п. д. и делает индукционные печи наиболее совершенным в теплотехническом отношении агрегатом. [c.328] Частота питающего тока зависит от величины садки и сопротивления шихты. В индукционных печах малой емкости (до 10 кг) для питания применяют высокочастотные ламповые или искровые генераторы с частотой до 10 Мгц. Для питания печей средней и большой емкости (от 500 до 6 тыс. кг) используют машинные генераторы с частотой 0,5—10 кгц. Наиболее крупные печи питаются непосредственно от сети токами промышленной частоты (50—60 гц). [c.328] Емкость больших индукционных печей составляет 6—12 т, имеются печи емкостью 27—60 т последние используются в установках непрерывной разливки стали для поддержания необходимой температуры металла или для вакуумной обработки стали. [c.328] Индукционные печи строятся как открытые, так и закрытые для плавки в защитной атмосфере или вакууме. [c.328] Рабочее пространство печи перекрыто футерованной крышкой 4. Для наклона печь оборудована электрогидравлическим механизмом. Печь может наклоняться при выпуске металла на любой угол до 95°. Металл выпускают через сливной носок 5 при выключенном токе. [c.329] Футеровка индукционных печей изготовляется набивкой из основных или кислых огнеупорных материалов. Кислая футеровка выполняется из молотого кварцита определенного гранулометрического состава с добавкой в качестве связующего 2% борной кислоты или буры. Стойкость подобной футеровки — до 150 плавок. Для основной футеровки применяют смеси а) молотый магнезит с добавкой 3% борной кислоты или буры б) молотый магнезитохромит с добавкой 2% плавикового шпата и др. Стойкость основной футеровки составляет 40—100 плавок. [c.330] Наиболее распространена плавка в печах с кислой футеровкой в них выплавляются стали и сплавы разнообразных марок, за исключением содержащих высокие концентрации титана, алюминия, марганца и никеля. Титан и алюминий восстанавливают кремний из кремнеземистой футеровки, что приводит к получению металла с повышенным содержанием кремния. Марганец, окисляясь, взаимодействует с футеровкой и быстро разрушает ее, образуя легкоплавкие силикаты. [c.330] При выплавке в печах с кислой футеровкой, как обычно, используют чистые по сере и фосфору шихтовые материалы. Такие же требования предъявляют и при плавке в основных тиглях, так как процессы дефосфорации и десульфурации затруднены вследствие низкой температуры шлака, нагрев которого происходит за счет тепла металла. Состав шихты практически предопределяет состав готового металла ввиду того, что угар легирующих небольшой (5—10% Мп, 2—3% W, 2—3% Мо). Большинство легирующих дают в завалку. [c.330] По расплавлении металла наводят шлак добавкой битого стекла при кислой футеровке, при основной — добавляют смесь магнезитового порошка, извести и плавикового шпата в соотношении 1 3 1. [c.330] Одна из особенностей индукционных печей — непрерывное перемешивание металла в тигле, вызываемое воздействием электродинамических сил на расплавленный металл. Перемешивание способствует выравниванию температуры и состава металла и ускоряет реакции раскисления. Кроме указанных, преимуществами индукционных печей является отсутствие науглероживания металла (отсутствуют электроды), возможность выплавки металла с низким содержанием углерода, меньшее поглощение газов, которое почти полностью исключается при выплавке в вакуумных индукционных и вакуумных дуговых печах. [c.330] В условиях вакуума происходит также уменьшение оксидных неметаллических включений вследствие взаимодействия их с углеродом жидкого металла (Л1еО) .в + I ] = [Ме] + СО . Было установлено, что после вакуумирования количество включений типа МпО и СгзОз уменьшалось на 70—80%, а силикатов до 50%. Однако следует отметить одно отрицательное явление плавки в вакууме — взаимодействие материала тигля с расплавом, которое в ряде случаев затрудняет получение металла с низким содержанием кислорода. [c.331] При взаимодействии материала тигля с жидким металлом в глубоком вакууме происходит восстановление окисла. Восстанавливаемый элемент растворяется в железе и, раскисляя его, загрязняет металл частицами окисла. Поэтому при вакуумной индукционной плавке важное значение имеет выбор материала тигля, который обычно изготавливается из трудновосстановимых окислов — окиси магния или двуокиси циркония. [c.331] Наряду с уменьшением кислорода при плавке в вакууме происходит удаление серы (в виде газообразных соединений с кислородом или элементарной серы). [c.331] Нержавеющие и жаропрочные стали, выплавленные в вакууме, отличаются повышенной коррозионной устойчивостью и более высокими механическими свойствами, а подшипниковые и низколегированные стали содержат меньше примесей и характеризуются более высокими усталостными свойствами. [c.332] Вакуумные индукционные печи разделяются на печи периодического и полунепрерывного действия. В печах полунепрерывного действия (наиболее совершенной конструкции) загрузка шихты, разливка стали и выдача слитков происходит без нарушения вакуума в плавильной камере. Имеются подобного рода печи, выплавляющие до 9000 кг стали за одну плавку. [c.332] На рис. 118 представлена схема установки полунепрерывного действия, с двумя взаимозаменяемыми индукционными печами емкостью в 136 и 900 кг. Камеры для загрузки шихты 1 и для изложниц 17 герметически изолируются от плавильной камеры 8 специальными затворами. В камере для разливки имеется приспособление для обогрева верхней части слитка. [c.332] Плавление в вакуумных печах производится при давлении 13,3—0,13 н1м (0,1 до 10- мм рт. ст.). Иногда для тщательного контроля процесса плавки (регулирование кипения, уменьшение испарения из металла элементов с высокой упругостью пара и др.) поддерживают давление внутри печи в несколько миллиметров за счет выделяющихся газов или в печь специально впускают инертный газ (аргон). Тигли в вакуумных печах — обычно набивные, изготовляются чаще всего из окиси магния или двуокиси циркония. [c.333] Магнезитовая футеровка имеет то преимущество, что восстанавливаемый из нее магний испаряется и не загрязняет металл частицами окисла. Загрязненность металла окислами элементов и элементами, восстанавливаемыми из материала тигля, практически устраняется при вакуумной дуговой плавке с расходуемым электродом, осуществляемой в медной водоохлаждаемой изложнице. [c.333] Вакуумные дуговые печи предназначены в основном для переплава стали или сплавов с целью уменьшения в металле содержания газов и неметаллических включений, и получения плотного однородного высококачественного слитка. [c.333] Вернуться к основной статье