4. Основные типы печей для плавки чугуна. Характеристики печей, качество металла.

Наиболее распространенным чугуноплавильным агрегатом является вагранка. Она имеет шахту 1 (см. рис 1 , в), в ниж­ней части которой расположены фурмы 2 для подачи воздуха, шлакоотделительное устройство 3 и копильник 4. В шахту загружается холостая колоша кокса от уровня фурм до высоты, равной диаметру шахты, а также рабочие колоши металлошихты, кокса и флюса. Чугун плавится за счет тепла, выделяюще­гося от сгорания кокса, стекает в нижнюю часть шахты, называемую горном, и либо накапливается там, либо непрерывно уходит в копильник, где собирается определенная порция для выпуска на заливку.

рис. 1

Пламенные печи (ПлС и ПлВ, рис. 2 а, б) работают пе­риодически. В рабочее пространство 1 загружают твердую шихту или заливают жидкий металл из вагранки, включают горелки или форсунки 2 и ведут плавку.

рис. 2

Индукционные печи (ИТП), получающие все более широкое распространение, просты по конструкции (см. рис. 3, г). Металл находится в тигле 1. Шихту загружают в так называемое «бо­лото», то есть в жидкий металл от предыдущей плавки (около 1/3 массы плавки). Индукционные токи наводятся в металле индуктором 2, охватывающим тигель в виде обмотки. Выпуск готового чугуна осуществляется по желобу 3 посредством на­клона печи.

рис. 3

Дуговые печи (ДП, рис. 4, е) загружают шихтой сверху, свод 4 при этом отводится в сторону, шихта, а затем жидкий металл находятся в ванне 2. Плавление производится при по­мощи дуговых разрядов, создаваемых электродами 3. Выпуск готового чугуна осуществляется посредством наклона печи по желобу 2.

рис. 4

В качестве печи ожидания наиболее целесообразно приме­нять ИКП, так как они имеют более высокий КПД по сравне­нию с другими электропечами. Генерация теплоты в этих печах производится в канале 2 (рис. 29, д), заполненном жидким ме­таллом и охватывающем подобно обмотке трансформатора сер­дечник 1 с первичной обмоткой.

В АРУ (рис. 5, ж) обычно также используется индукцион­ный канальный источник генерации теплоты (как и в ИКП). Металл 1, находясь в канале 2, постоянно подогревается. Для автоматической разливки производят давление на металл сжатым воздухом через отверстие 3 в своде. При этом уровень в основной емкости понижается и металл через отверстия 4 выжимается из АРУ и поступает в форму 5.

рис. 5

5. Дуплекс процессы для плавки металлов. Преимущества, область применения.

Дуплекс – процесс – получение сплава в двух последовательных агрегатах вагранка – индукционная печь, вагранка – эл. Дуговая печь, эл. дуговая печь – индукционная печь.

Дуплекс – процесс (д-п) применяются для улучшения качества сплава и снижения суммарных энергозатрат, т.к. объединяют агрегаты, имеющие различный КПД на разных стадиях плавки. Например: вагранка имеет КПД >60% при нагреве шихты и 10% при перегреве жидкого металла, а индукционная печь ≈20% при нагреве и >60% при перегреве жидкого металла.

Разные печи оказывают разное воздействие на жидкий металл: вагранки увеличивают содержание C и S и уменьшают Si и Mn, а индукционные не изменяют состав.

В эл.- дуговых шлак горячий (жидкий), а в индукционных – холодный, низкий (вязкий), поэтому окислительно – восстановительные реакции в эл.- дуговых печах проходят лучше, чем в индукционных.

Имеются и другие отличия.

Применение дуплекс - процесса позволяет стабилизировать параметры жидкого металла, повысить гибкость производства.

Дуплекс – процесс применяется при выплавке высокопрочного и ковкого чугуна, легированных и специальных сталей, в цехах цветных сплавов при спец. видах литья.