6 Огнеупорная футеровка индукционных печей

Основными элементами индукционной печи являются металли­ческий каркас, индуктор и тигель, располагающийся внутри ин­дуктора, через который пропускают переменный ток. Индук­торы изготавливают из полых медных труб, по которым цир­кулирует вода для охлаждения. К индукторам подводится переменный ток от высокочастотных или машинных генераторов. Индукционные печи делятся на два типа — питаемые током по­вышенной частоты (до 1000 Гц) и питаемые током промышлен­ной частоты (50 Гц). В металле наводятся токи Фуко, вызы­вающие его нагрев и плавление. Обычно в индукционных печах выплавляют стали методом переплава или путем сплавления чистого железа с соответствующими ферросплавами и леги­рующими элементами. Вместимость индукционных печей дости­гает 60 т. Одной из особенностей индукционных печей является циркуляция жидкого металла, вызываемая взаимодействием электромагнитных полей, возбуждаемых токами, проходящими по индуктору, и вихревыми токами в металле. Плотность индук­тируемых токов достигает максимума на поверхности металла у стенок тигля и снижается по направлению к оси тигля (по­верхностный эффект).

Футеровка тиглей индукционных печей может быть основной или кислой. Для основной футеровки тиглей применяют огне­упорные смеси различных составов, чаще магнезитовый поро­шок. Для связки применяют огнеупорную глину, жидкое стекло, борную кислоту и др. Набивную кислую футеровку тиглей из­готавливают из дробленого кварцита или кварцевого песка с добавкой в качестве связующего материала борной кислоты. Стойкость кислых тиглей до 250 плавок, основных — до 100 пла­вок. Футеровка тиглей должна обладать высокими огнеупор­ностью и шлакоустойчивостыо, термостойкостью и механиче­ской прочностью.

Перед началом плавки металлическую шихту полностью загружают в тигли, после чего включают переменный ток. Когда расплавится ванна, наводят шлак, в кислые тигли присаживают SiO2, в основные —известь В процессе плавки происходит интенсивное перемешивание металла под дей­ствием электромагнитного поля. Если возникает необходимость науглерожи­вания металла, производят присадку электродного боя.

Плавку в индукционных печах ведут без окисления примесей. Так как шлак нагревается от верхних слоях расплавленного металла, в шлаке не индуктируется ток, шлак холоднее металла, вязкий, что затрудняет массо-обменные процессы. В таких условиях осуществлять дефосфорацию и десульфурацию практически невозможно В индукционных печах с основной футеровкой тиглей можно выплавлять сталь любого состава. Ферросплавы при плавке стали присаживают в следующей последовательности: феррохром, ферросилиций, ферромолибден, никель в завалку, ферромарганец, ферросили­ций, феррованадий за 7—10 мин до выпуска плавки, алюминий перед вы­пуском

Плавка стали в индукционных печах по сравнению с дуговыми печами характеризуется следующими преимуществами: уменьшается поглощение во­дорода и азота, а также угар металла при плавлении, так как отсутствуют высокотемпературные дуги; имеет место незначительный угар легирующих элементов при переплаве легирующих отходов; относительно небольшой габа­рит индукционных печей позволяет помещать их в закрытые камеры и вести плавку и разливку в вакууме или атмосфере инертного газа; электро­динамическое перемешивание обеспечивает получение однородного по со­ставу и температуре металла.