Плавка алюминия в индукционных печах - GazSnabStroy.ru
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд (пока оценок нет)
Загрузка...

Плавка алюминия в индукционных печах

Плавка алюминиевых сплавов

При плавке и разливке на воздухе алюминиевые сплавы легко окисляются и насыщаются водородом, причем вредное влияние растворенных газов на качество отливок заметно уже при небольших количествах их в расплаве. Практикой установлено, что предельно допустимое количество водорода в алюминиевых сплавах, позволяющее получать качественное литье, оценивается 0,1—0,20 см 3 /100 г металла. Поэтому основное внимание при плавке уделяют предупреждению излишнего окисления и газонасыщения сплава. Учитывая вредное влияние примесей в алюминиевых сплавах, стремятся также получить сплав с минимальными количествами этих примесей, особенно железа.

Способы плавки алюминиевых сплавов зависят от применяемого типа печей и шихтовых материалов. Тип плавильных печей выбирают в зависимости от характера производства и назначения сплава.

Плавку алюминиевых сплавов производят в тигельных печах с нефтяным, газовым и электрическим обогревом, в пламенных отражательных печах, подовых электропечах сопротивления и индукционных печах. По назначению различают печи плавильные, раздаточные и плавильно-раздаточные.

Наиболее качественный металл получается при плавке в индукционных печах. В этих печах плавка идет быстро, металл получается хорошо перемешанным и менее газонасыщенным. Отражательные печи, отапливаемые газом, применяют для плавки алюминиевых сплавов в цехах заготовительного литья, а также для переплавки отходов и стружки. В фасоннолитейных цехах распространены отражательные электропечи сопротивления.

Тигельные печи с различными способами нагрева применяют для плавки сравнительно небольших количеств металла (особенно они удобны как раздаточные печи).

Для плавки алюминиевых сплавов применяют преимущественно металлические сварные, литые, реже кованые тигли.

При плавке в металлических тиглях имеется опасность взаимодействия сплава с тиглем и загрязнение его примесями железа. Наиболее агрессивны по отношению к чугунным тиглям алюминиевые сплавы с кремнием, затем с магнием и менее с медью и цинком. Поэтому стенки тиглей перед плавкой покрывают специальными защитными красками, кроме того, подбирают составы чугуна или стали, более стойкие по отношению к алюминию. Например, серые чугуны более стойки, если в них больше графита и он находится в сильно разветвленной форме. Кремний в чугуне (как и кремний в расплаве) способствует взаимодействию металла с материалом тигля поэтому стремятся снижать содержание его в чугуне до нижнего предела, а в качестве графитизирующего элемента при выплавке используют алюминий (1,2—3,0%). Алюминий, кроме того, снижает окисляемость тигля и с наружной стороны. Содержание марганца должно быть минимальным. Высокую стойкость имеют тигли из чугуна с содержанием алюминия до 8% и с присадками хрома (0,4—1,0%), а также никеля и молибдена.

Рекомендуются следующие общие правила приготовления алюминиевых сплавов:

  1. При плавке на свежих шихтовых материалах и лигатурах в первую очередь загружают (целиком или по частям) алюминий, а затем растворяют лигатуры.
  2. Если плавка ведется на предварительном чушковом сплаве или на чушковом силумине, в первую очередь загружают и расплавляют чушковые сплавы, а затем подшихтовывают сплав необходимым количеством алюминия и лигатур.
  3. Сильно склонные к угару металлы, например цинк, магний, вводят в сплав в последнюю очередь, желательно под слой флюса.
  4. Если шихта состоит из отходов и чушковых металлов, очередность загрузки определяется количеством составных частей шихты: в первую очередь загружают в печь и расплавляют наибольшую часть шихты. Если, однако, отходы сильно загрязнены, то лучше их вначале расплавить, дегазировать и затем загружать чушковый металл.
  5. Если емкость печи и габариты шихты позволяют загружать различные ее составляющие одновременно, то вместе загружают то, что имеет близкую температуру плавления, например силумин, отходы, чушковый алюминий. Шихту подбирают с наименьшим количеством примесей для данного сплава. Укладку шихты в печь надо производить компактно, расплавление вести быстро. При загрузке в жидкую ванну твердую шихту необходимо предварительно подогревать.

Шихтовые материалы и возвраты необходимо хранить в сухих и теплых помещениях. Хранение их в сырых помещениях или же на открытом воздухе приводит к адсорбции влаги и усиленному окислению.

Шихту обычно составляют из отходов и 20—60% свежих материалов, тщательно взвешивают в соответствии с расчетными данными. Расчет шихты литейных алюминиевых сплавов проводят по данным ГОСТа (по среднему или оптимальному составу). В зависимости от особенностей сплавов и требований к свойствам отливки состав одних компонентов рассчитывают по минимальному количеству, других — по максимальному, а третьи компоненты рассчитывают по среднему количеству.

Например, при расчете шихты для приготовления слитков из алюминиевых сплавов АК4, АК5, АК6 и Д16 содержание меди в сплавах берут по верхнему пределу, что способствует снижению склонности сплавов к трещинообразованию, а содержание железа, магния и кремния принимают, наоборот, по нижнему пределу, для уменьшения ликвации.

Сплав АЛ4 имеет следующие пределы химического состава по ГОСТу: 8—10,5% Si, 0,25—0,5% Mn, 0,17—0,3% Mg, остальное Al. Обычно расчет ведут на содержание кремния 8,25—9,25%. Пониженное по сравнению со средним (9,25%) содержание кремния берут потому, что это способствует повышению прочности, уменьшению концентрированной усадки и ликвации сплава. Но чрезмерное понижение кремния вызывает уменьшение жидкотекучести и механических свойств, что особенно важно при литье тонкостенных деталей. Поэтому в таких случаях расчет ведут на содержание кремния 9,25%. Марганец вводят в сплав АЛ4 главным образом для устранения вредного влияния железа, но повышенное содержание марганца может вызвать сильную ликвацию. Поэтому если шихта сравнительно чистая по железу, то расчет ведут на среднее содержание марганца (0,37%), а если шихта сильно загрязненная, то количество марганца доводят до 0,45%, т. е. ближе к верхнему пределу. Особенно важно при составлении шихты сплава АЛ4 учитывать влияние магния на механические свойства этого сплава. При содержании магния на нижнем пределе сплав будет иметь пониженную прочность и твердость, но высокую пластичность.

Часто при выборе оптимального состава сплава приходится учитывать одновременно влияние на свойства сплава нескольких компонентов и затем выбирать наиболее удобные их сочетания. Например, сплав Д19 (3,8—4,3% Cu; 1,8—2,3% Mg) высокие жаропрочные свойства имеет в том случае, если суммарное количество меди и магния в сплаве будет равным 6,1%, что необходимо учитывать при расчете шихты. При плавке сплава АЛ19 (4,5—5,3% Cu, 0,6—1,0% Mn, 0,25—0,35% Ti,

Pereosnastka.ru

Обработка дерева и металла

Для плавки алюминиевых сплавов используют тигельные печи, обогреваемые различными видами топлива, стационарные пламенные и электрические — сопротивления и индукционные.

1. Шихтовые материалы

В качестве исходных шихтовых материалов применяют первичные и вторичные металлы и сплавы, оборотные сплавы и лигатуры.

Первичный алюминий поставляется по ГОСТ 11069—74 в виде чушек массой 5, 15 и 1000 кг. Для производства алюминиевых сплавов обычно используют алюминий марок А5, А6 и АО, а для изготовления отливок высокоответственного назначения — алюминий особой и высокой чистоты.

Вторичные алюминиевые сплавы получают переплавкой и рафинированием лома и отходов. Они поставляются в виде чушек различных марок по ГОСТ 1583—73.

Свежие металлы. В состав алюминиевых сплавов входят цинк, магний, кремний, марганец, медь, бериллий, никель, железо, титан и другие элементы. Для алюминиевых сплавов обычно применяют цинк марок Ц1 и Ц2. Магний поставляется по ГОСТ 804—72 в чушках массой 8,0±1 кг. Ввиду большой склонности его к коррозии поверхность чушек подвергается антикоррозионной обработке. Кремний вводят в алюминиевые сплавы в виде чушкового силумина (сплав кремния с алюминием), поставляемого по ГОСТ 1521—76, а марганец —в виде лигатуры алюминий — марганец, содержащей около 10% марганца. Для приготовления лигатур используют марганец марок Mp1, Мр2 и Мр3.

Качество отливок в большой степени зависит от тщательности подготовки шихтовых материалов к плавке и способов их хранения. Они должны храниться в сухих крытых помещениях раздельно по маркам сплавов. Оборотный сплав должен очищаться от песка в очистных барабанах.

Лигатуры. При плавке алюминиевых сплавов, как правило, применяют двойные лигатуры — сплавы из двух компонентов. Введение лигатур обеспечивает получение сплава с точным содержанием элементов, что особенно важно для сплавов, содержащих магний, так как даже малые добавки его сказываются на свойствах сплавов.

Шихта для приготовления алюминиевых сплавов может состоять из чушкового алюминия, силумина, оборотного металла, лигатур и чистых металлов.

Рассмотрим пример расчета шихты для сплава АЛ5 при плавке в тигельной печи. Средний химический состав этого сплава: 5% кремния, 0,4% магния, 1,25% меди, остальное — алюминий. Допустимое содержание железа при заливке в металлические формы не должно превышать 1%. Расчет ведем на 100 кг сплава. Угар принимаем в следующих размерах, в %: кремния—1, магния — 3, меди — 1, алюминия — 1.

Для доведения до необходимого количества содержания кремния применяем чушковый силумин (с Si=13%), а магния и меди— алюминиево-магнневую и алюминиево-медную лигатуры.

3. Флюсы, рафинирующие и модифицирующие материалы

Для получения высококачественных сплавов осуществляют плавку под флюсом, рафинирование сплава для удаления неметаллических включений, а также модифицирование для получения мелкой структуры и повышения механических свойств.

Для рафинирования и модифицирования алюминиевых сплавов часто применяют универсальные флюсы, состоящие из смеси солей и криолита. Универсальные флюсы используются как в жидком, так и в порошкообразном состоянии.

Читайте также:  Как запаять алюминий в домашних условиях

4. Плавка в тигельных печах

Плавку алюминиевых сплавов в небольших объемах осуществляют в тигельных печах, работающих на нефти и газе..

Печь состоит из стального кожуха с футеровкой и вставленного в него сверху чугунного тигля. Последний своим широким фланцем крепится к стальному кольцу, перекрывающему шахту сверху, что обеспечивает полную изоляцию расплавленного металла от печных газов. Печь установлена на сварной или литой раме. Поворот ее осуществляется штурвалом. Для увеличения срока службы тиглей и уменьшения насыщения сплавов железом внутреннюю поверхность их рекомендуется окрашивать краской, состоящей из 60% кварцевого песка, 30% огнеупорной глины и 10% жидкого стекла.

5. Плавка в электрических печах

Плавку алюминиевых сплавов производят в электрических печах сопротивления, тигельных и отражательных печах, а также в индукционных.

Плавка в электрических отражательных печах. На предприятиях, где алюминиевые сплавы выплавляются в больших объемах, применяют электрические печи САН (печи сопротивления для алюминиевых сплавов, наклоняющиеся) и камерные стационарные.

Печь САН (рис. 2) имеет удлиненный металлический корпус, установленный на катках и укрепленный на фундаменте. Корпус изнутри выложен кирпичом. В торцах печи расположены две форкамеры, а в середине — центральная ванна. Свод печи выложен фасонными огнеупорными кирпичами, в гнездах которых уложены нагревательные спирали. Такие же спирали имеются и в форкамерах.

Шихту загружают через окна. Она плавится в форкамерах за счет тепла, отраженного от свода и стенок печи, и по наклонным плоскостям стекает в центральную ванну. Слив готового металла из печи осуществляется через лётку при повороте печи на опорных катках с помощью штурвала или электропривода.

Плавка в тигельных электрических печах сопротивления. При сравнительно небольших масштабах производства для плавки алюминиевых и магниевых сплавов применяют однотигельные печи сопротивления САТ -0,15 и САТ -0,25, а также двухтигельные печи СЖ.Б-230 и ОКБ -75.

Печи CAT выполнены в виде сварного цилиндрического кожуха, футерованного фасонным легковесношамотным кирпичом, и имеют теплоизоляцию. Нагрев чугунного тигля, установленного на литом чугунном кольце, производится нихромовыми нагревателями, которые уложены на полочках фасонных шамотных кирпичей и укреплены металлическими крючками. В нижней части печи имеется аварийное отверстие для выпуска сплава на случай прогорания тигля. Температура автоматически регулируется самопишущим потенциометром с помощью хромель-алюмелевой термопары.

Плавка в индукционных электрических печах. Различают индукционные печи со стальным сердечником и индукционные тигельные печи ИАТ . Печи со стальным сердечником широко применяются для плавки как алюминиевых, так и медных сплавов. Они имеют ряд преимуществ по сравнению с печами сопротивления: более высокую производительность, меньший удельный расход электроэнергии, возможность рафинирования металла в печи, обеспечивают высокое качество сплава с минимальным содержанием газов. В этих печах интенсивное движение металла происходит в устьях каналов, а поверхность жидкого сплава в самой печи находится в спокойном состоянии, что обеспечивает сплошность окисной пленки и предохраняет сплав от дальнейшего окисления.

В последнее время получили распространение бессердечниковые тигельные индукционные печи ИАТ емкостью 0,4—0,6 т и производительностью 0,235—2,0 т/ч.

6. Особенности технологии плавки и разливки алюминиевых сплавов

Для большинства алюминиевых сплавов принята одна технология плавки вне зависимости от конструкции печи.

Шихтовые материалы перед загрузкой тщательно очищают от загрязнений и подогревают до 100—150 °С для удаления с их поверхности влаги.

Плавка алюминиево-кремнистых сплавов. Как уже указывалось, лучше всего вести плавку в индукционных печах высокой или промышленной частоты и в электрических печах сопротивления. В качестве шихтовых материалов применяют чушковые силумины, первичный алюминий и оборотный металл (до 50% от массы шихты).

Плавку осуществляют в следующей последовательности. Печь или тигель нагревают до температуры 600—700 °С, загружают в них подогретые чушки силумина и предварительно очищенный в барабане оборотный сплав. После расплавления металл перегревают до 720—730 °С, рафинируют хлористым цинком (0,1% от массы шихты) и производят его модифицирование.

Рафинирование осуществляют путем погружения навески хлористого цинка на дно тигля с помощью «колокольчика», который медленно водят по дну тигля до полного прекращения выделения пузырьков газа.

Модифицирование смесью хлористых и фтористых солей калия и натрия производят путем покрытия ими очищенной от шлака поверхности сплава и выдержки в течение 12—14 мин. Затем соли рубят и замешивают в сплав в течение 2 мин, после чего модификатор снимают с поверхности сплава.

При использовании универсальных флюсов операции рафинирования и модифицирования совмещают.

Плавка алюминиевых сплавов, содержащих магний. Во избежание насыщения сплава вредными примесями — железом и кремнием — плавка ведется только в графитовых тиглях. Вспомогательный инструмент — счищалка, колокольчики и др. — также изготовляется из графита или титана.

В качестве шихтовых материалов применяют первичный алюминий высокой чистоты, магний и лигатуры алюминиево-бериллие-вую, алюминиево-титановую, алюминиево-циркониевую и оборотный сплав соответствующей марки (до 50—60% от массы всей шихты).

После нагрева тигля до температуры 600 °С. загружают чушки первичного алюминия и алюминиево-бериллиевую лигатуру. При температуре сплава 670—700 °С вводят лигатуры алюминий — титан и алюминий — цирконий и после полного растворения всех лигатур с помощью графитового колокольчика вводят магний. При этом необходимо следить, чтобы магний все время был погружен в сплав. После ввода магния сплав рафинируют. Затем с поверхности ванны снимают шлак, сплав тщательно перемешивают и опять снимают шлак, после чего производят разливку. На протяжении всей плавки не допускается перегрев сплава свыше 750 °С.

Для разливки применяют разливочные тигли и футерованные ковши емкостью до 1000 кг. Длина струи сплава должна быть минимальной. Тигли, ковши и разливочный инструмент обязательно прокаливают и покрывают специальными красками.

Индукционная печь для плавки алюминия

Индукционная печь для плавки алюминия

Для плавки алюминия в крупносерийном производстве используют индукционные тигельные печи промышленной частоты. Также применяются среднечастотные печи для плавки алюминиевых сплавов. Индукционная печь для плавки алюминия представляет собой практически аналог устройств, используемых для плавления чугуна и стали. Современное производство требует от металлических изделий высокого качества, и при этом без сильного повышения цены. Именно таких результатов можно достичь при помощи нашего оборудования для плавки алюминия.

индукционная плавильная печь

По вопросам приобретения оборудования и обращайтесь в отдел маркетинга ООО «Термолит»

Тел./Ф.: (0619) 42-40-12; 42-02-19; 42-03-14

Моб.: (095)040-75-17; (098)63-502-63;

E-mail: info@termolit.ua;

Устройство печи для плавки алюминия

Индукционная печь состоит собственно из плавильной установки и вспомогательного оборудования. Установка – это опорный каркас из двух стоек с гидравлическими плунжерами, а также узловая составляющая индуктора. Установочный механизм изготовлен из листовой нержавеющей стали. Катушка индуктора выполнена из медной трубы, которая охлаждается холодной водой. Через последовательно соединенные гибкие кабели к индутору подключается электричество и вода. Наклон установки 95 градусов обеспечивается гидравлическими плунжерами. Питание оборудования происходит от частотного преобразователя тиристорного типа, благодаря которому трехфазный ток преобразуется в однофазный. На передней панели ТПЧ расположены индукторы, которые отображают работу преобразователя.

Частота регулируется автоматически на протяжении всей плавки. Система контроля протока и температуры процесса охлаждения печи, установлена на сливном коллекторе.

Индукционные плавильные печи в работе

Преимущества индукционной печи

Для открытия своего дела или расширения уже существующего производства, печь для плавки алюминия купить будет отличным решением. Это современное оборудование обладает большим количеством преимуществ, благодаря которым оно активно используется как на огромных металлургических заводах, так и в небольших литейных цехах.

Индукционное оборудование для плавки алюминия имеет ряд таких преимуществ:

  • высокая мощность плавки;
  • тепловая энергия очень быстро выделяется;
  • высокий КПД и производительность;
  • возможность достигать любую температуру, необходимую для плавки;
  • использование качественных и экологически чистых материалов;
  • высокий уровень пожарной безопасности (корпус печи надежно защищен);
  • безопасность эксплуатации;
  • загрязнение воздуха минимальное;
  • применение надежных комплектующих.
  • простота в использовании и обслуживании.

Такое оборудование для литья алюминия является одним из самых востребованных в металлургии. Тигельные печи имеют много вариантов: различаются по размерам тиглей, по температурному диапазону, конструкции, а также организации плавильного процесса.

Промышленное индукционное оборудование от ООО «Термолит»

Предприятие «Термолит» на сегодняшний день является лидером как на отечественном, так и на зарубежном рынке индукционного оборудования. Высокая квалификация и опыт сотрудников, а также новейшее оборудование гарантируют самое высокое качество производимой продукции. Комплексное техническое оснащение позволяет выполнять самые сложные заказы клиентов.

Структура условного обозначения ИТПЭ – ХХ/ХХХ ТГ Пример- ИТПЭ-0,4/0,35 ТГ1

И – метод нагрева- индукционный0,4 – номинальная емкость тигля, т
T – конструктивный признак- тигельная0,35 – мощность преобразователя, МВт
П – плавильнаяТ – тиристорный преобразователь частоты
Э -электропечьГ – гидравлический наклон
1 – один плавильный агрегат

Структура условного обозначения ИТПЭ – ХХ/ХХХ ТрМ Пример- ИТПЭ-0,03/0,05 ТрМ1

И – метод нагрева- индукционный0,03 – номинальная емкость тигля, т
T – конструктивный признак- тигельная0,05 – мощность генератора, МВт
П – плавильнаяТр – транзисторный генератор
Э -электропечьМ – механический наклон
1 – один плавильный агрегат
Читайте также:  Микродуговое оксидирование алюминия в домашних условиях

В комплект поставки ИТПЭ – ХХ/ХХ ТГ* входит:

НаименованиеС одним тиглемС двумя тиглями
1Плавильный агрегат ИТПЭ*12
2Тиристорный преобразователь частоты ТПЧ11
3Батарея конденсаторная ИТПЭ11
4Кабель водоохлаждаемый ИТПЭ24
5Пульт управления и сигнализации ШУС с гидростанцией11
6Шкаф теплообменный ИМ11
7Комплект трубошин ИТПЭ12
8ЗиП к ТПЧ11
9Комплект монтажных принадлежностей11
10Комплект эксплуатационной документации11

* возможна комплектация двумя и тремя плавильными агрегатами

В комплект поставки ИТПЭ – ХХ/ХХ ТрМ* входит:

НаименованиеС одним тиглемС двумя тиглями
1Плавильный агрегат ИТПЭ*12
2Транзисторный генератор ВТГ11
3Кабель водоохлаждаемый ИТПЭ24
4Комплект монтажных принадлежностей11
5Комплект эксплуатационной документации11

Технические характеристики

Тип печиЕмкость в тоннахМощность питающего преобразователя, кВтСкорость расплавления и перегрева металла, т/чНапряжение питающей сети, ВРасход воды на охлаждение (общий), куб. м/чУдельный расход эл. энергии, квт.ч/тТип источника питания
1ИТПЭ-0,005/0,01 ТрМ*0,005100,013801,3540ВТГ-5-22
2ИТПЭ-0,01/0,02 ТрМ*0,01200,023801,5540ВТГ-20-22
3ИТПЭ-0,03/0,05 ТрМ*0,03500,043803,5540ВТГ-50-2,4/8,0/10,0
4ИТПЭ-0,03/0,1 ТрМ*0,031000,063803,8540ВТГ-100-2,4/4,0
5ИТПЭ-0,06/0,05 ТрМ*0,06500,073803,3550ВТГ-50-6,0
6ИТПЭ-0,06/0,1 ТрМ*0,061000,113804,5530ВТГ-100-2,4
7ИТПЭ-0,1/0,1 ТрМ*0,101000,163805,0540ВТГ-100-8,0
8ИТПЭ-0,1/0,1 ТГ*0,101000,163806,0540ТПЧ-100-2,4
9ИТПЭ-0,16/0,16 ТГ*0,161600,233808,5550ТПЧ-160-2,4
10ИТПЭ-0,16/0,25 ТГ*0,161600,363808,7530ТПЧ-250-2,4
11ИТПЭ-0,25/0,25 ТГ*0,252500,383808,9550ТПЧ-250-1,0
12ИТПЭ-0,25/0,35 ТГ*0,253500,43809,0530ТПЧ-350-1,0
13ИТПЭ-0,4/0,35 ТГ*0,403500,583809,8540ТПЧ-350-1,0
14ИТПЭ-0,4/0,4 ТГ*0,404000,613809,8530ТПЧ-400-1,0
15ИТПЭ-0,4/0,5 ТГ*0,405000,7638010,0520ТПЧ-500-1,0
16ИТПЭ-0,5/0,4 ТГ*0,504000,5838010,3550ТПЧ-400-1,0
17ИТПЭ-0,5/0,5 ТГ*0,505000,6038010,5530ТПЧ-500-1,0
18ИТПЭ-0,65/0,5 ТГ*0,655000,6538011,5550ТПЧ-500-1,0
19ИТПЭ-0,8/0,65 ТГ*0,86501,038018,0560ТПЧ-650-1,0
20ИТПЭ-1,0/0,8 ТГ*1,008001,36000/1000021,2570ТПЧ-800-1,0
21ИТПЭ-1,5/1,2 ТГ*1,5012001,36000/1000024,0570ТПЧ-1200-1,0
22ИТПЭ-2,5/1,6 ТГ*2,516002,36000/1000027,2570ТПЧ-1600-0,5
23ИТПЭ-3,0/1,6 ТГ*3,016002,86000/1000032,0590ТПЧ-1600-0,5
24ИТПЭ-5,0/3,2 ТГ*5,032005,26000/1000041,0590ТПЧ-3200-0,25

Почему индукционную печь для плавки алюминия купить лучше в ООО «Термолит»?

  1. Во-первых, это всегда высокое качество выпускаемого оборудования, которое с каждым годом усовершенствуется.
  2. Во-вторых, стоимость оборудования. Благодаря тому, что вы покупаете непосредственно у производителя, без посредников, поэтому на индукционную печь для плавки алюминия цена вас устроит.
  3. В-третьих, минимальные сроки поставки, даже самого сложного и нестандартного оборудования.

Главный принцип ООО «Термолит» – это индивидуальный подход к заказчику, а также высокий уровень сервисного обслуживания. Независимо от того, где находится заказчик, мы обеспечим гарантийное и постгарантийное обслуживание. Сроки поставок и ввода индукционных печей в эксплуатацию максимально короткие.

Оборудование для литья алюминия нашего производства обладает лучшими техническими характеристиками, эффективно в работе, и соответствует международным стандартам качества.

Способ плавки алюминиевого лома в индукционной тигельной печи

СПОСОБ ПЛАВКИ АЛЮМИНИЕВОГО :ЛОМА В ИНДУКЦИОННОЙ ТИГЕЛЬНОЙ ПЕЧИ CfCf) включающий-загрузку шихты в расплав, наведенный в тигле, расплавление при нагреве индукционными токами, удаление шлака и слив металла, отличающийся тем, что, с целью повышения коэффициента полезного действия печи за счет уменьшения настьшеобразования на стенках тигля, в расплав перед загрузкой шихты вводят стойкие к расплаву огнеупорные куски в виде кирпичей-и блоков в количестве , достаточном для заполнения периметра тигля в один слой, и с плотностью, близкой к плотности расплава .

(l9) (! )) СОЮЗ СОВЕТСНИХ

РЕСПУБЛИК (5))4 С 22 В 21/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К ABTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ ” 1 „ (21) 3711758/22-02 (22) 22.12.83 ,(46) 15.09.85.. Бюл. Р 34 (72) А,В.Рудик, А.Г.Андруха, Ю.М.Карпачев и К.N.Ñåðãèåíêî ,(71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт вторич-. ных цветных металлов (53) 669.714.8(088.8) (56) Крапухин В.В. Печи для цветных и редких металлов. И,: Металлургия, 1980, с. 332=333. (54)(57) СПОСОБ ПЛАВКИ АЛНИИНИЕВОГО

;SrOm S ИИДУКЦИОННОй ИГЕЛ БОй rem включающий- загрузку шихты в расплав, наведенный в тигле, расплавление при нагреве индукционными токами; удаление шлака и слив металла, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения коэффициента полезного действия печи за счет уменьшения настылеобраэования на стенках тигля, в расплав перед загрузкой.шихты вводят стойкие к .расплаву. огнеупооные куски в виде кирпичей и блоков в количестве, достаточном для заполнения периметра тигля в один слой, и с плотностью, близкой к плотности расплана.

ВНИИПИ Заказ 5611/23 .Тираж 583 Подписное

Филиал ППП “Патент”, r.Ужгород, ул.Проектная, 4

Изобретение относится к металлургии, в частности к способам плавки алюминиевого лома с использованием индукционных тигельных печей.

Цель изобретения — повышение КПД печи за счет уменьшения настылеобразования на стенках тигля за счет удапения настылей при циркуляции плава.

Сущность способа заключается в 10 следующем.

В индукционной тигельной печи наводят расплав, в него при включенных индукторах загружают куски из огнеупорного стойкого к расплаву материа- 1S ла с удельным весом, близким к весу расплава. В качестве кусков используют стандартные огнеупорные кирпичи и блоки, количество их должно быть достаточно для заполнения периметра щ тигля в один слой. Затем в печь загружагт алюминиевый лом, который выдерживают в печи до расплавления при нагреве расплава индукционными токами. 25

При перемешивании расплава индуктором огнеупорные куски перемещаются вдоль стенок тигля и не дают возможности окислам осаждаться на стенках тигля, а осевшие окислы соскребают, поэтому рост настыли на стенках тигля замедляется, После расплавления и перегрева расплава удаляют шлак, куда переходят окислы, не осевшие на стенках, и сливают металл. Огнеупорные куски при этом остаются на дне тигля.

Пример. Во включенную печьИАТ-6, содержащую 3 т жидкого алюминиевого сплава плотностью 2,4 кг/дм, были э гружены магнезитовые блоки в

40 количестве 10 шт (200 кг) с плотностью 2,4 кг/дм . На поверхность расплава периодически подавалось расплавляемое сырье по 100″200 кг, велась плавка до заполнения тигля. Съем

l шлака с поверхности металла осуществлялся ложками для съема шлака. Темо пература расплава доводилась до 750 С, затем металл (3 т) сливался, а магнеэитовые блоки оставались в тигле.

Магнезитовые блоки совершали движение по кругу- вдоль стенок тигля к его центру во время работы индуктора. После слива металла на стенках обнаружена настыль толщиной до 5 мм.

После 20 плавок износа магнезитовых блоков не обнаружено. Расход электроэнергии составил 620 кВтч/т. Чистка 1 раз за 4 плавки.

Во вторичной цветной металлургии используется, как правило, окисленная шихта. При расплавлении окислы переходят в расплав и, транспортируясь потоками перемешиваются электрическим полем расплава, в отсутствие кусков оседают на стенках тигля, увеличивая их толщину и сопротивление воздушного зазора, снижая электрический КПД печи.

В случае, если в тигель загружают огнеупорные куски с плотностью, близкой плотности расплава; то гидродинамические силы потока. заставляют их двигаться по траектории, проходящей вдоль стенок тигля. При этом блоки м создают неустойчивый гидродинамический режим, препятствующий осаждению окис лов на стенки, и одновременно соскребают осевшие окислы со стенок.

Увеличение плотности блоков приводит к. осаждению их на дно тигля, уменьшение плотности — к нахождению их на поверхности расплава.

Таким образом, предложенный способ плавки алюминиевого лома обеспечивает уменьшение толщины настылки в процессе плавки на стенках тигля в 2 раза за счет механического воздействия вво” димых огнеупорных тел с .плотностью, близкой к плотности жидкого металла, движущихся вдоль стенок и соскребающих настыпь в процессе плавки, за счет чего достигается снижение реак тивного сопротивления воздушного зазора печи; снижение расхода элект.роэнергии; увеличение производительности. Снижение доли ручного труда при доочистке стенок тигля приводит к увеличению суточного ресурса печи на 1 ч.

Принцип индукционной печи для плавки различных металлов

Индукционная печь используется для плавки цветных и черных металлов. Агрегаты такого принципа действия применяют в следующих сферах: от тончайшего ювелирного дела до промышленной плавки металлов в крупных размерах. В данной статье будут рассмотрены особенности различных индукционных печей.

Индукционные печи для плавки металла

Принцип работы

Индукционный нагрев положен в основу действия печи. Другими словами, электрический ток образовывает электромагнитное поле и получается тепло, которое используется в промышленных масштабах. Этот закон физики изучается в последних классах общеобразовательной школы. Но понятие электрического агрегата и электромагнитных индукционных котлов нельзя путать. Хоть в основе работы и там и тут лежит электричество.

Читайте также:  Травление алюминия щелочью

Как это происходит

Генератор подключается к источнику переменного тока, который поступает в него через индуктор, находящийся внутри. Конденсатор задействуется для создания контура колебания, в основе которого лежит постоянная рабочая частота, на которую настраивается система. При возрастании напряжения в генераторе до предела в 200 В индуктор создает магнитное поле переменного действия.

Замыкание цепи происходит, чаще всего, посредством сердечника из ферромагнитного сплава. Переменное магнитное поле начинает взаимодействие с материалом заготовки и создает мощный поток электронов. После вступления в индукционное действие электропроводящего элемента в системе происходит возникновение остаточного напряжения, которое в конденсаторе способствует возникновению вихревого тока. Энергия вихревого тока преобразовывается в тепловую энергию индуктора и происходит нагревание до высоких температур плавления искомого металла.

Тепло, производимое индуктором, применяют:

  • для расплавления мягких и твердых металлов;
  • для закаливания поверхности металлических деталей (например, инструмента);
  • для обработки в термическом режиме уже произведенных деталей;
  • бытовых потребностей (обогрев и кулинария).

Краткая характеристика различных печей

Разновидности приборов

  • Тигельные индукционные печи используют для расплавки металлов, главным их принципом, отличным от работы других агрегатов, является отсутствие сердечника.
  • Канальные агрегаты индукционного действия представляют собой своеобразный трансформатор, которая имеет стальной наконечник – магнитный привод. Нагрузка подается через вторичную обмотку, выполненную одним витком.
  • Индукционные приборы вакуумного действия, который процесс плавки выполняют в условиях полного вакуума, который буквально вытягивает из металла все примеси.
  • Плавильные тигельные печи – индукторы на массу плавки от 5 до 200 кг с преобразователем по принципу транзистора.

Индукционные тигельные печи

Является наиболее распространенным типом печного индукционного нагрева. Отличительной чертой, отличной от других видов является то, что в ней переменное магнитное поле появляется при отсутствии стандартного сердечника. Тигель в форме цилиндра размещается внутри индукторной полости. Печь, или тигель изготавливается из материала, который прекрасно сопротивляется огню и подключается к переменному электрическому току.

Положительные аспекты

  • энергия выделяется при загрузке металла, отсутствует необходимость в установке промежуточных элементов;
  • металлические сплавы, состоящие из нескольких составляющих, после завершения плавки получают однородную консистенцию и одинаковый химический состав в любом выбранном объеме;
  • при помощи регуляторов давления представляется возможным проводить восстановительный, окислительный или нейтральный процесс;
  • средние частоты переменного тока показывают высокие значения удельной мощности, что ставит тигельные печи в ряд высокопроизводительных агрегатов;
  • печь может работать с перерывами между загрузкой металла, на последующей плавке это не отразится, переход от одного вида металла к другому происходит без длительной перенастройки параметров;
  • тигельные агрегаты легко поставить на автоматическое управление, они простые в эксплуатации и легко перестраиваются на любой из режимов;
  • в результате процесса получаются качественные славы, состоящие из многих компонентов, температура имеет постоянное и одинаковое значение в пределах ванны, а остатки и отходы быстро расплавляются, отсутствуют перегревы.

Тигельные агрегаты относят к экологически чистым источникам тепла, окружающая среда не загрязняется от плавки металлов.

В работе тигельных печей присутствуют недостатки:

  • при технологической обработке используются шлаки пониженной температуры;
  • произведенная футеровка тигельных печей имеет низкую стойкость против разрушения, больше всего это заметно при резких скачках температур.

Имеющиеся недостатки не представляют особенных трудностей, достоинства тигельного индукционного агрегата для плавки металла очевидны и сделали такой тип приборов популярным и востребованным среди широкого круга потребителей.

Канальные печи индукционной плавки

Такой тип нашел широкое применение в плавильном деле цветных металлов. Эффективно используется для меди и медных сплавов на основе латуни, мельхиора, бронзы. Активно плавят в канальных агрегатах алюминий, цинк и сплавы в составе этих металлов. Широкое использование печей этого типа ограничено из-за невозможности выполнить футеровку, стойкую к разрушениям, на внутренних стенках камеры.

Расплавленный металл в канальных печах индукционного типа совершает тепловое и электродинамическое движение, что обеспечивает постоянную однородность смешивания компонентов сплава в печной ванне. Использование канальных печей индукционного принципа оправдано в случаях, если к расплавленному металлу и изготовленным слиткам предъявляются особые требования. Сплавы получаются качественными в плане коэффициента насыщения газами, присутствия в металле органических и синтетических примесей.

Индукционные канальные печи работают по типу миксера и предназначаются для выравнивания состава, поддержки постоянной температуры процесса, и выбора скорости разлива в кристаллизаторы или формы. Для каждого сплава и состава литья существуют параметры специальной шихты.

Достоинства

  • подогревание сплава происходит в нижней части, к которой нет воздушного доступа, что уменьшает испарение с верхней поверхности, нагретой до минимальной температуры;
  • канальные печи относят к экономичным индукционным печам, так как происходящее расплавление обеспечивается маленьким расходом электрической энергии;
  • печь имеет высокий коэффициент полезного действия благодаря применению в работе замкнутого контура магнитного провода;
  • постоянная циркуляция в печи расплавленного металла вызывает ускорение плавильного процесса и способствует однородности перемешивания компонентов сплава.

Недостатки

  • стойкость каменной внутренней футеровки снижается при использовании высоких температур;
  • футеровка разрушается при плавлении химически агрессивных сплавов из бронзы, олова и свинца.
  • при плавлении загрязненной низкосортной шихты происходит засорение каналов;
  • поверхностный шлак на ванне не нагревается до высокой температуры, что не позволяет проводить операции в промежутке между металлом и укрытием и расплавлять стружку и скрап;
  • канальные агрегаты плохо переносят перерывы в работе, что заставляет постоянно хранить в жерле печи значительное количество жидкого сплава.

Полное удаление расплавленного металла из печи ведет к ее быстрому растрескиванию. По этой же причине невозможно выполнить быструю перестройку с одного сплава на другой, приходится делать несколько промежуточных плавок, получивших название балластных.

Вакуумные печи индукционного действия

Этот вид имеет широкое применение для плавления сталей высокого качества и никелевых, кобальтовых и железных сплавов жаростойкого качества. Агрегат успешно справляется с плавкой цветных металлов. В вакуумных агрегатах варят стекло, обрабатывают высокой температурой детали, производят монокристаллы.

Печь относят к высокочастотному генератору, расположенному в изолированном от внешней среды индукторе, пропускающем ток высокой частоты. Для создания вакуума из него насосами откачивают воздушные массы. Все операции по введению добавок, загрузке шихты, выдаче металла производится автоматическими механизмами с электрическим или гидравлическим управлением. Из вакуумных печей получают сплавы с небольшими примесями кислорода, водорода, азота, органики. Результат намного превосходит открытые печи индукционного действия.

Жаропрочную сталь из вакуумных печей применяют в инструментальном и оружейном производстве. Некоторые сплавы из никеля, с содержанием никеля и титана являются химически активными, и получить их в других видах печей проблематично. Вакуумные печи выполняют розлив металла поворотом тигеля во внутреннем пространстве кожуха или вращением камеры с неподвижно закрепленной печью. Некоторые модели имеют в дне открывающееся отверстие для слива металла в установленную емкость.

Тигельные печи с транзисторным преобразователем

Применяют для ограниченного веса цветных металлов. Они мобильные, имеют небольшой вес и с легкостью переставляются с места на место. В комплектацию печи входит высоковольтный транзисторный преобразователь универсального действия. Позволяет подобрать мощность, рекомендуемую для подключения в сети, а соответственно ей тип преобразователя, который необходим в этом случае с изменением параметров веса сплава.

Транзисторная индукционная печь широко применяется для металлургической обработки. С ее помощью нагревают детали в кузнечном деле, закаляют металлические предметы. Тигли в транзисторных печах выполняют из керамики или графита, первые предназначены плавить ферромагнитные металлы, такие как чугун или сталь. Графит устанавливается для плавления латуни, меди, серебра, бронзы и золота. На них плавят стекло и кремний. Алюминий хорошо плавится посредством чугунных или стальных тиглей.

Что такое футеровка печей индукционного действия

Ее предназначение состоит в защите печного кожуха от разрушающего действия высоких температур. Побочным действием является сохранение тепла, следовательно, повышается результативность процесса.

Тигель в конструкции индукционной печи выполняется одним из способов:

  • способом выемки в маленьких по объему печах;
  • набивным способом из огнеупорного материала в виде кладки;
  • комбинированным, сочетающим керамику и прокладку буферного слоя в промежутке кладки и индикатора.

Футеровка выполняется из кварцита, корунда, графита, шамотного графита, магнезита. Во все эти материалы домешивают добавки, улучшающих характеристики футеровки, уменьшающих изменения объема, улучшающих спекание, увеличивающие стойкость слоя к агрессивным материалам.

Для выбора того или иного материала для футеровки учитывают ряд сопутствующих условий, а именно, вид металла, цену и огнеупорные свойства тигля, срок службы состава. Правильно подобранный состав футеровки должен обеспечить технические требования для проведения процесса:

  • получение слитков высокого качества;
  • наибольшее количество полноценной плавки без проведения ремонтных работ;
  • безопасную работу специалистов;
  • стабильность и непрерывность проведения плавильного процесса;
  • получение качественного материала при использовании экономного количества ресурсов;
  • применение для футеровки распространенных материалов по невысокой цене;
  • минимальное влияние на окружающее пространство.

Применение индукционных печей позволяет получить сплавы и металлы отменного качества с минимальным содержанием различных примесей и кислорода, что повышает их применение в сложных областях производства.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector