Исследование, анализ и выбор оптимального режима химико-термической обработки образцов из стали 20 (Аналитический обзор научно-исследовательской работы), страница 22

После полного расплавления   шихты и окончания рафинирования металла   излишний шлак удаляют и производят   раскисление   металла и легирование его соответствующими добавками. Когда добавки расплавятся и распределятся в металле,   мощность, подводимая к печи, постепенно увеличивается для достижения   температуры,   желательной при разливке металла. Затем ток выключают, печь наклоняется и металл выливается либо непосредственно в изложницу, либо в разливочный ковш.

После разливки плавки шлак, налипший на стенки тигля, счищается, и печь готова к завалке следующей плавки.

Преимущества плавки металла в индукционных печах.     

Индукционные печи стоят сравнительно дешево, по сравнению с другими плавильными агрегатами; от одного генератора может работать несколько печей различной емкости, причем установка нескольких печей вместо одной требует лишь незначительного увеличения затрат; возможно также использование для выплавки одного вида сплава специальной печи, что исключает опасность загрязнения металла и необходимость в промывных плавках. Среди других преимуществ следует отметить исключительно малые потери тепла за счет радиации, так как индукционные печи охлаждаются водой, и почти полное отсутствие шума при работе.

Расход энергии на 1 т металла, выплавляемого в индукционной печи, составляет около 650 квт-ч, а продолжительность плавки – от 1 часа до 1 часа 15 мин.

1.4.5 Вакуумные печи и плавка в защитной атмосфере

В последние годы для промышленного получения некоторых металлов и сплавов начали применять вакуумные индукционные печи, а также печи, работающие в защитной атмосфере. В вакуумных печах выплавляют некоторые марки стали для получения более высоких физических и механических свойств, чем при выплавке этой стали обычными способами. Следует отметить, что некоторые из металлов, например титан, вообще невозможно выплавить иным способом. Вакуумные печи могут быть дуговыми, печами сопротивления, индукционными и газовыми. Однако только индукционные вакуумные печи нашли относительно широкое промышленное применение для выплавки стали; при этом используются высокочастотные бессердечниковые индукционные печи, помещаемые в герметичный сосуд, в котором можно создать вакуум или газовую атмосферу желаемого состава и давления.                 Большинство вакуумных печей, имеет садку от 225 до 450 кг, однако практически целесообразными показали себя и печи емкостью до 3 т.

Несмотря на то, что вакуумные печи применяют главным образом для переплава очень чистых материалов, применение их особенно эффективно в тех случаях, когда необходимо рафинировать металл. В частности, при переплаве в вакуумных печах можно существенно понизить содержание кислорода, азота и водорода в металле, а также и углерода при выплавке сплавов с очень низким содержанием углерода, например некоторых нержавеющих сталей.

Плавка в вакуумных печах в настоящее время находится еще на ранней стадии развития. В дальнейшем можно будет с большим основанием сравнивать свойства металла, выплавленного в вакууме и в инертной атмосфере, со свойствами сплавов, выплавленных в атмосфере воздуха обычным способом. Выплавка стали и сплавов в вакууме и в регулируемой атмосфере в дальнейшем, бесспорно, будет увеличиваться в соответствии с ростом потребности в металле, обладающем особыми свойствами, которые могут быть обеспечены этими методами плавки.


1.5 ХИМИКО-ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА УГЛЕРОДИСТОЙ СТАЛИ

Цементацией (науглероживанием) называется ХТО, заключающаяся в диффузионном насыщении поверхностного слоя стали углеродом при нагреве (чаще 900—950 °С) в углеродсодержащей среде (карбюризаторе). Окончательные свойства цементованные изделия приобретают после закалки и низкого отпуска. Назначение цементации и последующей термической обработки — придать поверхностному слою высокую твердость и износостойкость, повысить предел контактной выносливости и предел выносливости при изгибе при сохранении  вязкой  сердцевины.