• Як впливає вид палива при плавці на якість сплаву?

Для плавки литейных сплавов используются твердые, жидкие и газообразные виды топлива. Кокс литейный каменноугольный (ГОСТ 3340—71). Его получают сухой перегонкой (нагревом до 1100°С без доступа воздуха) коксующихся каменных углей. В процессе перегонки из угля выделяются летучие вещества — коксовый газ, а также смолы, аммиак, бензол. В результате получаются куски пористого вещества, насыпная масса которого около 0,5 т/м3. Горючей составляющей кокса является углерод. По содержанию вредного элемента — серы— различают три марки кокса (КЛ1, КЛ2 и КЛЗ) (табл. 9.4). Для кокса всех трех марок установлены пять классов по размеру кусков: 80 мм и более, 60 мм и более, 40 мм и более, 60...80 мм и 40...60 мм. Мазут. Он является продуктом переработки нефти, который остается после удаления из нее моторных топлив. Горючими составляющими мазута являются углерод (80...87%) и водород (11... 13 %). Содержание серы в малосернистом мазуте — до 0,5 %, в сернистом — до 2 % и высокосернистом — до 3,5 %. Природный газ. Метан — основное вещество природного газа (77...98% СН4), кроме него содержатся этан С2Н6, пропан С3Н8, бутан С4Н10 и тяжелые углеводороды.

• Дати визначення рафінування та охарактеризувати як воно впливає на якісь виливок.

Рафинирование – это очистка сплава от неметаллических включений….см. вопр. 12,38

• Відмінності плавки сплаву у дуговій та індукційній печах.

Индукционный нагрев — нагрев тел в электромагнитном поле за счёт теплового действия вихревых электрических токов, протекающего по нагреваемому телу и возбуждаемого в нём благодаря явлению электромагнитной индукции. При этом ток в нагреваемом изделии называют индуцированным или наведённым током. Индукционными установками называют электротермические устройства, предназначенные для индукционного нагрева тел или плавки тех или иных материалов. Индукционная печь — часть индукционной установки, включающая в себя индуктор, каркас, камеру для нагрева или плавки, вакуумную систему, механизмы наклона печи или перемещения нагреваемых изделий в пространстве и др. Индукционная тигельная печь (ИТП), которую иначе называют индукционной печью без сердечника, представляет собой плавильный тигель, обычно цилиндрической формы, выполненный из огнеупорного материала и помещённый в полость индуктора, подключенного к источнику переменного тока. Металлическая шихта загружается в тигель, и, поглощая электромагнитную энергию, плавится.

Достоинства тигельных плавильных печей:

• Выделение энергии непосредственно в загрузке, без промежуточных нагревательных элементов;

• Интенсивная электродинамическая циркуляция расплава в тигле, обеспечивающая быстрое плавление мелкой шихты, отходов, выравнивание температуры по объёму ванны и отсутствие местных перегревов, гарантирующая получение многокомпонентных сплавов, однородных по химическому составу;

• Принципиальная возможность создания в печи любой атмосферы (окислительной, восстановительной или нейтральной) при любом давлении;

• 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 создаёт условия для снижения тепловой инерции печи благодаря уменьшению тепла, аккумулируемого футеровкой. Печи этого типа удобны для периодической работы с перерывами между плавками и обеспечивают возможность быстрого перехода с одной марки сплава на другую;

• Простота и удобство обслуживания печи, управления и регулировки процесса плавки, широкие возможности для механизации и автоматизации процесса;

• Высокая гигиеничность процесса плавки и малое загрязнение воздуха.

К недостаткам тигельных печей относятся относительно низкая температура шлаков, наводимых на зеркало расплава с целью его технологической обработки. Шлак в ИТП разогревается от металла, поэтому его температура всегда ниже, а также сравнительно низкая стойкость футеровки при высоких температурах расплава и наличие теплосмен (резких колебаний температуры футеровки при полном сливе металла). Однако преимущества ИТП перед другими плавильными агрегатами значительны, и они нашли широкое применение в самых разных отраслях промышленности. В зависимости от того, идёт ли процесс плавки на воздухе или в защитной атмосфере, различают печи:

• открытые (плавка на воздухе),

• вакуумные (плавка в вакууме),

• компрессорные (плавка под избыточным давлением).

По организации процесса во времени:

• периодического действия

• полунепрерывного действия

• непрерывного действия

По конструкции плавильного тигля:

• с керамическим (футерованным) тиглем,

• с проводящим металлическим тиглем,

• с проводящим графитовым тиглем,

• с холодным (водоохлаждаемым) металлическим тиглем.

Для выплавки стали применяются дуговые и индукционные электрические печи. Емкость дуговых печей от 3 до 300 т, индукционных — от 5 кг до 25 т. При плавке в электропечах благодаря достижению высоких температур (до 2000 °С) возможны выплавка сталей, легированных титаном, хромом, молибденом, вольфрамом и другими тугоплавкими элементами, вакуумная плавка или плавка в контролируемой атмосфере. Дуговые печи питаются трехфазным переменным током. Они имеют три графитовых электрода, проходящих через свод в камеру печи (рис. 2.5). Между электродами и металлической шихтой возникает электрическая дуга, теплота которой расплавляет металл. Внутри печь облицована основным или кислым кирпичом в зависимости от ее назначения. Плавильное пространство цилиндрической формы снизу ограничено подом и сверху съемным сводом, который отодвигается во время загрузки печи. Для управления процессом плавки в стенках предусмотрены рабочее окно и летка с желобом для выпуска стали и шлака. При выпуске печь поворачивается вокруг горизонтальной оси в сторону летки. В основной печи ведут плавку, применяя окисление примесей или  метод переплава. Плавка с окислением во многом сходна с мартеновским скрапрудным процессом. Обычно ее применяют для получения углеродистых сталей. Шихтой в этом случае служат стальной лом, передельный чугун, кокс и известь в небольшом количестве (2—3 %). Плавка имеет два периода: окислительный и восстановительный. Во время окислительного периода кремний, марганец, углерод, железо окисляются кислородом, поступающим из воздуха, оксидов шихты и окалины. Полученные оксиды вместе с известью образуют шлак. Благодаря наличию оксида кальция шлак связывает и удаляет фосфор. Восстановительный период включает раскисление стали, удаление серы и доведение содержания всех компонентов до заданного количества. Для этого в печь подают флюс, состоящий из извести, плавикового шпата CaF₂, молотого кокса и ферросилиция (сплава Fe и Si). Кокс и ферросилиций, медленно проникая через слой шлака, восстанавливают оксид железа: FeO + C = Fe + CO; 2FeO + Si = = 2Fe + SiO₂. При этом содержание оксида железа в шлаке уменьшается, и он начинает диффундировать из металла в шлак, где сразу же восстанавливается. Восстановление происходит в шлаке и на границе шлак — металл. Поэтому металл не загрязняется неметаллическими примесями (SiO₂, MnO, Al₂O₃), что происходит при обычном раскислении. Благодаря высокому содержанию в шлаке оксида кальция СаО интенсивно удаляется из металла и сера. В конце восстановительного периода, если это необходимо, сталь окончательно раскисляют ферросилицием и алюминием. Для выплавки качественных высоколегированных сталей специального назначения применяется плавка в индукционных печах. Схема тигельной индукционной плавильной печи показана на рис. 2.6. Она работает от генератора тока высокой частоты. Ее индуктор, в который вставлен тигель, является вторичной обмоткой генератора токов высокой частоты. Индукционные печи по сравнению с дуговыми обладают рядом преимуществ: отсутствие дуги позволяет выплавлять металлы с малым содержанием углерода и газов; возникающие электродинамические силы перемешивают жидкий металл, способствуя выравниванию химического состава и всплыванию неметаллических включений; благодаря небольшим размерам они помещаются в специальные камеры, где можно создавать любую атмосферу или вакуум. В индукционных печах методом переплава (без окисления) проводят плавку отходов легированных сталей или чистого по сере и фосфору углеродистого скрапа и ферросплавов. По сути дела в этом случае производство стали сводится к переплаву шихты, хотя в процессе плавки не исключено и окисление некоторых примесей, а также введение при необходимости легирующих компонентов. Плавка в вакууме позволяет получать сплавы с минимальным содержанием газов и неметаллических включений, легировать сплавы Любыми элементами. Продолжительность плавки в индукционной печи емкостью 1 т составляет около 45 мин, расход электроэнергии на 1 т стали — 600— 700 кВт · ч.