Варіант 4

а) Технология приготовления металлических расплавов должна обеспечивать высокое качество отливок, быть простой и надежной, осуществляться с минимальными расходами металлов, энергии, различных материалов, трудовыми затратами, с наименьшим ущербом здоровью работающих и состоянию окру­жающей среды. Создание такой технологии невозможно без знания физических и физико-химических свойств жидких металлов и сплавов, без анализа возможных процессов взаимодействия расплавов с га­зами, с огнеупорными материалами и т. д. Температура плавления металла во многом предопределяет используемые при плавке вид топлива или энергии и способ нагрева металла. Температура плавления сплавов может быть однозначно опре­делена по соответствующей диаграмме состояния. Это довольно просто сделать для двойных и тройных сплавов. В случае же многокомпонентных сплавов с большим содержанием добавок необходимо прибегать к практическим замерам. При приготовлении сплавов желательно, чтобы температура плавления вводимых добавок была близка к температуре расплава.

б) При введении тугоплавких добавок затягивается плавка, увели­чиваются потери металла в результате его окисления. Слишком низкая температура плавления добавок вызывает затруднения при плавке; поскольку такие добавки могут затеряться в шлаке, стремятся подобрать такой вид добавки, чтобы разница темпе­ратур их плавления и расплава была наименьшей. Это достигается применением лигатур.

Плотность металлов и сплавов предопределяет массу заготовки и изделия. Данные о плотности необходимы для определения количества расплава, нужного для заполнения литейной формы. Знание плотностей расплава и всех добавок, которые предстоит ввести в сплав, позволяет предвидеть их поведение и рационально проводить плавку. Если добавки обладают значительно меньшей плотностью, чем расплав, они будут плавать на поверхности, окисляться и ошлаковываться. Если же они значительно тяжелее расплава, то будут погружаться на дно плавильной ванны, и не всегда удается надежно проверить, насколько полно они раство­рились.

Варіант 5

а) Для плавки сплавов на основе никеля и железа обычный шамот непригоден из-за недостаточной огнеупорности, поэтому исполь­зуют динас (для плавки углеродистых сталей), магнезит, хромо­магнезит, циркон.

Для плавки тугоплавких металлов (титана, хрома, циркония, ниобия, молибдена, вольфрама) никакие огнеупорные материалы непригодны по причине недостаточной огнеупорности и активного взаимодействия с расплавом, имеющим температуру более 2000 ⁰ С. Поэтому все тугоплавкие металлы плавят в специальных медных водоохлаждаемых тиглях-кристаллизаторах. В качестве огнеупорного материала для плавки металлов иногда используют графит. Чистый графит пригоден лишь для приготовления сплавов, не растворяющих углерод. Кроме того,. его применение требует защитной атмосферы, поскольку выше 600 °С графит на воздухе быстро сгорает. Как добавка в оксидные огнеупоры, графит повышает стойкость материала. Из подобных материалов известен графитошамот (40—50 % графита), широко используемый для изготовления плавильных тиглей.

б) В процессе плавки всегда имеют место потери металла, так что масса полученного расплава оказывается несколько меньше массы металла, загруженного в печь или тигель. Потери при плавке составляют от десятых долей процента до нескольких процентов. Потери связаны с окислением металла, его испарением, взаимодействием с огнеупорной футеровкой. Весь металл, который загружается в печь для плавки, назы­вается шихтой. Шихта может состоять из чистых металлов, полу­ченных с металлургических предприятий, а также отходов и лома, полученного со стороны, собственных отходов в виде бракованной продукции металлообрабатывающих цехов, стружки, бракован­ных отливок, литников, прибылей. Все эти шихтовые материалы загрязнены песком, т, е. кремнеземом. При плавке образую­щиеся оксиды металлов сплавляются с кремнеземом, и возникает естественный шлак, содержащий металл в связанном виде. Кроме того, в шлаке имеются капли свободного металла, механически захваченные при перемешивании. Таким образом, часть металла теряется со шлаком.