Индукционная печь — Принцип плавки различных металлов

По конструкции индукционную печь можно разделить на два метода: стержневой и без стержневой. Индукционная печь с сердечником предназначена для плавки цветных металлов и их сплавов. Бесконтактная индукционная печь подходит для плавки черных металлов и сплавов. Он особенно подходит для высококачественных легированных сталей и специальных сплавов.

По частоте входного тока индукционная печь может быть разделена на высокочастотный (10000 Гц и выше, высокочастотный генератор с вакуумной трубкой), промежуточный частотный (от 500 до 10000 Гц, генератор типа промежуточной частоты). И постоянная частота, то есть частота сети.

Индукционные печи: преимущества и принцип работы, подробно об этом можно узнать по ссылке https://kanekt.ru/indukcionnye-pechi-preimushhestva-i-princip-raboty/

Преимущества и недостатки индукционной печи

Метод производства стали в индукционной печи имеет следующие преимущества перед другими методами производства стали:

1) Без использования углеродного электрода углерод не добавляется в процессе плавления, поэтому можно плавить стали и сплавы с очень низким содержанием углерода.

2) Без дуги можно избежать разложения газа в высокотемпературной области дуги, и, таким образом, можно расплавить сталь с более низким содержанием газа.

3) Настройки мощности и температуры просты и удобны, а их диапазон широк, что позволяет точно контролировать температуру, необходимую для металла.

4) Электрическое перемешивание жидкой стали в тигле ускоряет металлургическую реакцию между жидкой сталью и шлаком и может способствовать удалению неметаллических включений и газов, а также способствовать гомогенизации температуры и химикатов. Состав жидкой стали.

5) Скорость регенерации легирующих элементов высокая. Легко окисляемые легирующие элементы могут быть добавлены, когда расплавленная сталь хорошо раскислена. Единичная площадь поверхности ванны индукционной печи мала, поэтому легирующие элементы меньше сгорают, а коэффициент использования высок.

6) Плавка может производиться в вакууме или в атмосфере, благоприятной для плавления.

Индукционные печи имеют следующие недостатки:

Шлак нельзя нагреть индукцией, его можно нагреть только жидкой сталью, так что температура шлака низкая, что не приводит к реакции между границей раздела шлак-сталь.

Стенка тоньше, что связано с постоянным перемешиванием и смывом металлической струи, промывкой и эрозией шлака и большой разницей температур между внутренней и внешней стороной стенки, так что срок службы тигля короткий, обычно всего лишь один несколько десятков раз.

Процесс плавления

Требуемый материал футеровки выбирается в зависимости от типа выплавляемой стали.

Некоторые стали подходят только для плавки в щелочной печи. При плавке сталей и сплавов с высоким содержанием марганца в кислотной печи (MnO) он соединяется с SiO 2 в футеровке с образованием силиката с низкой температурой плавления, быстро повреждая футеровку. При плавлении сталей и сплавов с более высоким содержанием алюминия и титана содержащиеся в нем алюминий и титан значительно снижают содержание кремнезема в футеровке, что не только повреждает футеровку, но и затрудняет контроль над сталью. Кроме того, никелевая сталь с высоким содержанием хрома, полученная в кислотной печи, содержит больше включений кремнезема, чем в щелочной печи; поэтому предпочтительно плавить сталь в щелочной печи.

Индукционные плавильные печи — это в основном плавильный процесс. Окисление применяется редко. Температура шлака низкая, способность удалять серу и фосфор низкая, а время плавления очень короткое. Невозможно полагаться на предварительный анализ камня для проверки химического состава. По этим причинам требования к оплате очень строгие.

Содержание серы и фосфора в шихте должно быть как можно ниже, по крайней мере, на 0,005–0,01% ниже нижнего предела спецификации. Вес и химический состав всей шихты, включая различные сплавы железа, должны быть точно определены, чтобы можно было контролировать состав стали в процессе плавки. Заряд должен быть чистым, сухим и без ржавчины, особенно для сталей и газочувствительных сплавов, таких как сплавы на основе никеля. Перед использованием шихту и шлак необходимо тщательно подогреть.

Размер блока должен быть подходящим для обеспечения плотности упаковки. Слишком тонкий заряд увеличивает площадь контакта между материалами. Когда блок слишком велик, размер всего столбца уменьшается, и оба увеличивают значение сопротивления столбца.

Погрузка и плавка

Перед загрузкой необходимо удалить остатки стали в печи и проверить футеровку на предмет повреждений. Местные повреждения серьезны, быстро почернеют и требуют ремонта. Размер частиц печи должен быть меньше связующего материала, а используемого связующего — немного больше. Большие печи с серьезными повреждениями можно поднять в чугунную изложницу для заполнения и связывания.

Поскольку индукционная печь остывает после выпуска, ее необходимо быстро загружать. Бак должен быть максимально наполнен. Чтобы ускорить плавление, его следует соответствующим образом обработать в соответствии с распределением температуры внутри печи.  Из-за воздействия тока на обшивку окружающая поверхность колонны у стенки тигля представляет собой высокотемпературную зону, нижнюю и среднюю зоны. Плохо охлаждается до зоны с более высокой температурой, а верхняя имеет меньший поток и тепло.

Материал добавляется на дно печи перед заполнением, известь и флюорит добавляют в щелочную печь, а осколки добавляют в кислотную печь. После того как печь полностью расплавится, жидкая сталь до некоторой степени нагревается, а затем подводимая мощность снижается в соответствии с требованиями плавления.

Следует проверить правильное время плавления. Если время плавления слишком мало, это затруднит выбор напряжения и конденсатора. Если он будет слишком длинным, увеличатся неиспользованные тепловые потери.

В результате электромагнитного перемешивания средняя часть жидкой стали поднимается, и шлак часто стекает к краю тигля и прилипает к стенке печи. Следовательно, шлак следует добавлять непрерывно в зависимости от состояния печи во время процесса плавления.

Рафинирование и раскисление

Раскисление — одна из важных задач плавильных индукционных печей. Чтобы добиться хорошего раскисляющего эффекта, сначала следует выбрать шлак правильного состава. Температура шлака индукционной печи низкая, поэтому следует выбирать шлак с низкой температурой плавления и хорошей скоростью потока. В качестве щелочного шлака обычно используется 70% извести и 30% флюорита. Поскольку в процессе плавления флюорит постоянно испаряется, его следует пополнять в любое время, но из-за эрозионного и осмотического воздействия флюорита на мокроту не добавляйте слишком много.

Легирование индукционной печи такое же, как и для электродуговой печи. Некоторые легирующие элементы могут быть добавлены во время загрузки, а некоторые могут быть добавлены при хорошем раскислении. Когда стальной шлак полностью уменьшен, можно проводить операцию легирования. Перед добавлением окисляющего элемента восстанавливающий шлак может быть полностью или частично удален для увеличения скорости регенерации. Из-за электромагнитного перемешивания добавленный сплав железа обычно плавится быстрее и имеет более равномерное распределение.

Температуру перед выпуском газа можно измерить оптическим пирометром или вставной термопарой. Наконец, алюминий можно раскислить перед выпуском. Маленькая печь непосредственно заливает жидкую сталь в форму, а большая печь также может заливаться в стальной барабан.