Характеристики некоторых металлов и сплавов, расплавляемых в индукционных тигельных печах

Рис. 2.1. Индукционная тигельная печь типа ИАТ-6 для плавки алюминиевых сплавов:   1 – крышка с механизмом подъема; 2 – установка индуктора; 3 – установка подшипников; 4 – футеровка; 5 – плунжер механизма поворота; 6 – пакеты магнитопровода; 7 – кожух печи; 8 – рабочая площадка
Рис. 2.2. Общий вид индукционной тигельной печи типа ИЛТ-2,5:   1 – крышка; 2 – установка индуктора; 3 – кожух выводов; 4 – рама основания; 5 – каркас печи
Достоинства тигельных плавильных печей:   · Выделение энергии непосредственно в загрузке, без промежу­точных нагревательных элементов. · Интенсивная электродинамическая циркуляция расплава в тигле, обеспечивающая быстрое плавление мелкой шихты и отходов, быстрое выравнивание температуры по объему ванны и отсутствие местных перегревов и гарантирующая получение много­компонентных сплавов, однородных по химическому составу. · Принципиальная возможность создания в печи любой атмо­сферы (окислительной, восстановительной, нейтральной) при любом давлении (вакуумные или компрессионные печи). · Высокая производительность, достигаемая благодаря высо­ким значениям удельной мощности (особенно на средних частотах). · Возможность полного слива металла из тигля и относительно малая масса футеровки печи, что создает условия для снижения тепловой инерции печи благодаря уменьшению тепла, аккумулиро­ванного футеровкой. Печи этого типа весьма удобны для периодиче­ской работы с перерывами между плавками и обеспечивают возмож­ность для быстрого перехода с одной марки сплава на другую.
Рис. 2.3. Конструкция индукционной тигельной печи промышленной частоты для плавки чугуна емкостью 10 т:   1 – установка индуктора; 2 – поворотная рама; 3 – опорная рама; 4 – плунжеры; 5 – крышка печи с механизмом; 6 – тигель; 7 – сливной носок   (штрих-пунктиром показано положение печи в момент полного слива металла)

· Простота и удобство обслуживания печи, управления и регулирования процесса плавки, широкие возможности для меха­низации и автоматизации процесса.

· Высокая гигиеничность процесса плавки и малое загрязне­ние воздушного бассейна.

Рис. 2.4. Схематическое изображение тигельной печи с кольцевой камерой и движением расплава в ней	Рис. 2.5. Тигельная печь с кольцевой камерой, рассчитанная на сифонные заливку и отбор, с пневматическим устройством разливки с помощью ковша

Необходимо отметить следующие недостатки тигельных печей:

· Относительно низкая температура шлаков, наводимых на зеркало расплава с целью его технологической обработки. Относительно холодные шлаки затрудняют протекание реакций между металлом и шлаком и, следовательно, затрудняют процессы рафинирования. Шлак в ИТП, индифферентный к электрическому току, нагревается только от расплавляемого металла, поэтому его температура всегда ниже.

· Сравнительно низкая стойкость футеровки при высоких рабочих температурах расплава и при наличии теплосмен (резких колеба­ний температуры футеровки при полном сливе металла).

· Высо­кая стоимость электрооборудования, особенно при частотах выше 50 Гц.

· Более низкий КПД всей установки вследствие необходимости иметь в установке источник получения высокой или повышенной частоты, а также конденсаторов, а также при плавке материалов с малым удельным сопротивлением.

Сочетанием таких качеств (высокая стоимость электрооборудования и низкий КПД) определяется область применения индукционных тигельных печей: плавка легированных сталей и синтетического чугуна, цветных тяжелых и легких сплавов, ред­ких и благородных металлов. Поскольку область применения этих печей ограничивается не техническими, а экономическими факто­рами, по мере увеличения производства электроэнергии она не­прерывно расширяется, захватывая все более дешевые металлы и сплавы.

К сказанному необходимо добавить, что тигельные индукционные печи широко применяют для плавки и вы­держки чугуна.

Основной тенденцией в развитии индукционных тигельных пе­чей является рост как единичной емкости, так и суммарной емкости парка печей, связанный, прежде всего с потребностью в больших количествах высококачественного металла. Кроме того, при уве­личении емкости повышается КПД печи и снижаются удельные расходы на ее изготовление и эксплуатацию.

По сравнению с топливными печами производительность тигельных индукционных печей выше; кроме того, плавка в тигельных индукцион­ных печах дает металл более высокого качества и потери вы­плавляемых сплавов меньше.

Тигельные печи все чаще стали использовать в комплексе с другими плавильными агрегатами (вагранками, дуговыми печами). В этих случаях металл, предварительно расплавленный в указанных печах, поступает в индукционную электропечь для рафинирования и доведения до заданного химического состава.