Печи для плавки цветных металлов и сплавов, страница 5

Канальные печи предназначены для непрерывной работы. В случае вынужденного перерыва в печи всегда оставляют такое количество металла, которое обеспечивает заполнение каналов. Этот металл поддерживают в расплавленном состоянии. В канальных печах не рекомендуется использовать загрязненную шихту, особенно при плавке А1-сплавов, а также лигатур и сплавов, содержащих свинец и олово, так как при этом резко снижается срок службы канальной части печи. Канальные печи обеспечивают наименьшие окисляемость и угар металла, высокую чистоту и однородность состава сплава. Они экономичны, обладают высокими производительностью и кпд, могут длительно работать без ремонта футеровки (до 1500...3000 плавок), просты в устройстве и удобны в эксплуатации. По сравнению с тигельными канальные печи занимают меньшую площадь.

Недостатки канальных печей: сложность изготовления футеровки (особенно кольцевого канала); тяжелые условия работы канала, быстрый выход его из строя; низкая температура шлака, затрудняющая некоторые операции по рафинированию расплава шлаками; сложность перехода от одной марки сплава к другой в связи с необходимостью оставлять "болото".

Удельный расход электроэнергии, кВт-ч/т: 200 для латуни; 110 и 450 для Zn- и AI- сплавов. Индукционные единицы могут быть заменены в процессе плавки. Печи для плавки Al-сплавов выполняют с отъемной нижней частью, что облегчает чистку канала.

Дуговые печи. По способу нагрева различают дуговые печи косвенного, прямого и смешанного нагрева. В печах косвенного нагрева (см. рис. 3,а) дуга горит между двумя электродами, теплота к шихте передается излучением от дуги и футеровки, нагреваемой дугой. Печи такого типа применяют для плавки Cu-сплавов. Аля перемешивания расплава печь в процессе плавки непрерывно покачивается. Продолжительность плавки 30...60 мин. Угар 6...7%. В печах прямого нагрева (см. рис. 3 д,е) дуга горит между электродом и нагреваемой шихтой.

Существуют открытые и вакуумные дуговые печи (ВДП). Последние применяют для плавки высокоактивных тугоплавких металлов (вольфрама, титана, циркония, ниобия, молибдена и др.) и получения из них отливок и слитков.

Плавку металла осуществляют в дуговых печах с расходуемым электродом в графитовых или медных водоохлаждаемых гарнисажных тиглях. Применение медных тиглей позволяет избежать насыщения сплава углеродом и повысить температуру сливаемого металла, что важно для получения тонкостенных отливок. Аля питания электрической дуги во всех типах плавильно-заливочных установок применяют постоянный ток. Переменный ток не обеспечивает постоянства горения дуги. Катод здесь - расходуемый электрод, анод - ванна жидкого металла. Вакуумные плавильно-разливочные установки по способу разливки металла разделяют на две группы: с разливкой металла при горящей дуге; с разливкой после отключения дуги.

Разливку металла при горящей дуге выполняют либо одновременным наклоном расходуемого электрода и тигля (рис. 6,а), либо поворотом одного тигля специальной коробчатой конструкции (рис. 6,6). В печах первой группы при горящей дуге не происходит охлаждения металла, что является определенным преимуществом. Однако эти установки менее надежны в эксплуатации. В печах второго типа перед разливкой металла дугу выключают и остаток электрода поднимают, чтобы не мешать повороту тигля (рис. 6,в). В таких установках во время подъема электрода снижается температура сплава, однако для печей большой вместимости это не существенно.

Рис. 7. Принципиальная схема ДППТ: 1- сливной желоб; 2 - сводовый электрод; 3 - электрическая дуга; 4 - расплав; 5 - загрузочное окно; 6 - подовые электроды; 7 - система электроснабжения печи

ВДП подразделяют на печи для плавки в гарнисажном тигле и для плавки в кристаллизаторе. В процессе плавки и кристаллизации слитка происходит удаление газов и, неметаллических включений. Слиток получается с мелкозернистой структурой.

Для плавки цветных сплавов применяют дуговые печи постоянного тока (ДППТ) нового поколения (рис. 7) открытого и закрытого типа.