ИНДУКЦИОННАЯ ПЛАВКА

Металл, получаемый дуговой плавкой, используют для про­ката. Для небольших отливок, фасонного литья и для перера­ботки отходов редких металлов применяют методы плавки в тигле.

Индукционная высокочастотная плавка имеет преимущества перед дуговой плавкой. Одним из главных достоинств индук­ционной плавки является интенсивное перемешивание объема расплавленного металла, что дает возможность получать одно­родные по составу и структуре слитки за один переплав. При индукционной плавке в тигле можно использовать куски метал­лических отходов; отпадает необходимость в приготовления электродов. Но в этом случае наиболее остро встает проблема материала тигля, поскольку расплавленный металл способен активно взаимодействовать с огнеупором. Материалом тигля обычно служит окись бериллия или тория. Но частичное загряз­нение металла кислородом все же происходит.

Для плавки циркония тигли изготовляют из окиси бериллия, так как примесь бериллия в ядерном цирконии относительно безвредна. Широкое распространение получили также тигли из специального плотного графита. Расплавленный металл обла­дает очень низким поверхностным натяжением и хорошо сма­чивает графитовый тигель. Кроме первой плавки все последую­щие происходят в тигле, покрытом слоем металла. Но загрязне­ние углеродом все же может до­стигать 0,6%. Поэтому получен­ный металл не обладает доста­точной для проката пластично­стью.

Плавку ведут в. атмосфере инертного газа (аргон чистотой не менее 99,8%) или в вакууме.

В тиглях из окиси бериллия в днище имеется пробка, которая вынимается с помощью стопор­ного стержня. И стержень, и пробка также сделаны из окиси бериллия. В случае графитовых тиглей пробку делают из того же металла, который подвергается переплавке. Для расплавления пробки в печи имеется специаль­ный малый редуктор. Расплав­ленный металл выливается в гра­фитовую или медную водоохлаждаемую изложницу. Графито­вая изложница в отличие от мед­ной водоохлаждаемой нуждается в предварительной дегазации, так как изложница в процессе плав­ки не должна выделять газов.

Схема высокочастотной индук­ционной печи с графитовым пла­вильным тиглем показана на рис. 91. Тигли и изложницы из плотного графита выдерживают 10-20 отливок.

Чтобы уменьшить турбулент­ность в струе выливаемого ме­талла, используют так называе­мую поворотную печь. В этой печи тигель и изложницы распо­ложены в вакуумной камере под углом, и при повороте камеры расплавленный металл выли­вается в изложницу через край (рис. 92).

Рис. 91. Индукционная печь с графитовым тиглем для плавки гитана (Милицын К. И.. Ловчиков В. С., Суворов А. М., 1956, рис. 59): 1 - смотровое окно; 2 - графитовая труба; 3 - графитовый тигель; 4 - за­сыпка из сажи; 5 - кварцевая труба; 6 и 7 - индукционный контур на 20 и 6 квт соответственно; 8 - графитовая или медная изложница; 9 - механиче­ское устройство для подъема и опу­скания изложницы.

Рис. 92. Устройство вакуумных индукционных высокочастотных печей (Пазухин В.А., Фишер А. Я., 1956, рис. 183): а - с индуктором внутри печи; б - с внешним индуктором. 1 - индуктор; 2 - кожух; 2а - керамический стакан со сферическим дном; 3 - плавильный тигель; 4 - керамическая труба; 4а - керамический экран; 5 - крышка; 6 и 7 - вводы индуктора; 8 - съемная крышка; 9 - смотровое окно; 10 - из­ложница; 11 - выступ кожуха; 12 - полая ось; 13 - желоб; 14 - патрубок.

Чтобы уменьшить турбулент­ность в струе выливаемого ме­талла, используют так называе­мую поворотную печь. В этой печи тигель и изложницы распо­ложены в вакуумной камере под углом, и при повороте камеры расплавленный металл выли­вается в изложницу через край (рис. 92).

Однако при выпуске металла через дно плавильного тигля слиток получается чище, потому что неплавкие частицы, всплы­вающие на поверхность, не попадают в изложницу или же выходят из тигля последними.