Индукционные тигельные печи для чугуна имеют закрытую конструкцию, т. е магнитный поток в них с внешней стороны индуктора проходит по радиально расположенным пакетам трансформаторной стали. Такая конструкция создает большую жесткость и контактность печи, повышает коэффициент полезного действия и использования печи. Печи для плавки чугуна работают, как правило, на токе промышленной частоты. Отличительной особенностью индукционных печей промышленной частоты (по сравнению с печами средней и высокой частоты) является их относительно малая установочная мощность при одинаковой емкости и более низкая производительность. Это связано с необходимостью снижения сил электродинамического давления, обусловленных взаимодействием электромагнитного поля индуктора и тока, возникающего в садке. Воздействие этих сил вызывает выдавливание расплава вдоль оси тигля вверх и вниз, и его перетекание к краям тигля на поверхности и у дна. Это электродинамическое переливание расплава способствует выравниванию температуры и химического состава, более быстрому расплавлению и усвоению различного рода присадок. С другой стороны, циркуляция расплава механический износ футеровки, а также вовлечение шлаковых включений в глубь ванны. В целях снижения эффекта циркуляции расплава в индукционных печах промышленной частоты обычно ограничивают мощности питающего трансформатора.
Металлургические особенности и футеровка печей
Запуск печей обычно ведется с использованием пусковых слитков, ток как при употреблении более мелкой шихты в первый период плавки индуктор работает с малым КПД и расплавление затягивается. После расплавления чугун доводится до требуемой кондиции. В целях увеличения производительности печей, последующие плавки ведутся на жидком «болоте» , поэтому из печи выпускают тигельную усадку (50-70% от емкости тигля).
Плавка чугуна в индукционных печах характеризуется наличием холодного шлака. Это препятствует проведению эффективных металлургических операций по удалению из расплава вредных примесей (серы, фосфора) за счет обработками активными шлаками. Вместе с тем интенсивное перемешивание чугуна, характерное для печей промышленной частоты, дает возможность эффективно обрабатывать расплав различными реагентами с целью легирования, науглероживания, снижение содержания серы и т. д. В индукционных печах отсутствует контакт жидкого металла с вредными реагентами, поэтому при чистой шихте без труда удается получить требуемое качество литья. В целом практически в индукционных печах можно получить чугун любого химического состава, как с очень низким, так и с высоким содержанием углерода.
Наиболее распространенной металлургической операцией, которую ведут в индукционных печах является науглероживание расплава. Науглероживание расплава можно производить либо присадкой карбюризатора на зеркало ванны, либо подачей его вместе с шихтой. Первый способ применяется в том случае, если требуется повысить содержание углерода на 0,2-0,5%. При более высоких степенях науглероживания необходимо применять комбинированный способ: 75% карбюризатора вводить с шихтой, остальное – присадкой на зеркало. Вести процесс науглероживания расплава следует при температурах 1400-1500С.
Тигельные печи емкостью до 30 тонн имеют набивные тигли, печи емкостью более 30 тонн – кирпичную кладку. В отечественной практике наибольшее применение получили набивные футеровки из кварцита. В качестве связующего используется борная кислота, содержание которой в футеровочных массах дифференцируется.
Содержание борной кислоты по зонам должно быть следующим: для нижней зоны – 0,9%, средней – 1,5%, верхней – 2,5% (7,с.15).
При использовании токов промышленной частоты повысить производительность печей можно за счет одновременного увеличения мощности и емкости, а так же предварительного подогрева шихты. При подогреве шихты до 300 – 400 С0 обеспечивается удаление влаги и большинство летучих органических веществ, чем исключается опасность выброса жидкого металла из печи при загрузке в нее шихты и выделение дыма. При подогреве шихты для черных сплавов до 600 – 800 С0 из шихты, кроме того, удаляются легкоплавкие цветные металлы и сплавы, увеличивается на 20 – 35% производительность печей и на 20 – 30% уменьшается расход электроэнергии. Такой высокий подогрев шихты возможен только в печах скоростного нагрева в безокислительной атмосфере. Обычно шихту нагревают после загрузки ее в загрузочные емкости в камерных или туннельных печах или под специальными стендами.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.