Плавка в индукционной тигельной печи

В начале плавки (в течение первых 5...10 мин) до прекращения толчков тока генератор работает на пониженной мощности, затем подводимую мощность доводят до максимальной.

В любых условиях плавку должны вести при закрытом тигле. Во время плавления шихту нужно периодически осаживать. Одновременно с этим добавляют оставшуюся часть шихты. Когда последние куски шихты расплавятся, в печь вводят шлаковую смесь. Шлак защищает металл от окисления, снижает угар легирующих элементов, уменьшает тепловые потери и благоприятствует протеканию необходимых физико-химических процессов.

При кислом процессе шлаковая смесь может быть составлена из боя шамота и стекла, свежеобожженной молотой извести и молотого плавикового шпата и т. д. Для основного процесса шлаковая смесь состоит из 70% обожженной извести, 20% плавикового шпата и 10% магнезитового порошка; во время довод­ки к такой смеси могут быть добавлены молотый кокс, ферро­силиций и порошок алюминия.

В табл. 4.1 приведен примерный химический состав кислого и основного шлаков (по основным составляющим).

Таблица 4.1. – Примерный химический состав кислого и основного шлаков, %

Шлак	SiO2	CaO	Al2O3
Кислый
Основной (при выплавке без десульфурации)

Количество образующегося шлака зависит от емкости печи и продолжительности доводки. Для печи емкостью 250 кг это количество составляет приблизительно 3% веса металла.

Плавку в индукционных печах можно вести с окислением и без него. Безокислительный процесс (переплав) характеризуется небольшой продолжительностью и низким угаром. В большинстве случаев плавку без окисления ведут, используя кислый процесс.

Плавку с окислением ведут в тиглях из основных огнеупорных материалов. Окисление углерода, удаление фосфора и серы можно проводить с большой скоростью, что при глубокой ванне и относительно малой поверхности соприкосновения металла и шлака связано с интенсивной циркуляцией жидкого металла. Часто для ускорения окисления примесей поверхность расплава обдувают воздухом или добавляют в шлак железную руду и окалину. Эти окислители могут быть внесены в тигель вместе с шихтой.

Как было отмечено, тугоплавкие и неокисляющиеся легирующие добавки (ферромолибден, никель, медь и другие) целесообразно вводить в печь вместе с шихтой или во время плавления. Другие легирующие вводят в жидкий металл в следующем порядке: феррохром, ферросилиций, феррованадий, ферротитан. При выплавке стали с высоким содержанием хрома большую часть феррохрома можно вводить в конце расплавления.

При выплавке стали, содержащей большое количество вольфрама, ферровольфрам вводят в тигель при наличии в нем полукислого магнезиально-кремнеземистого или кислого шлака. Это объясняется тем, что окисел вольфрама WO₃ является кислотным, и при основном шлаке в последний перейдет значительное количество дорогостоящего вольфрама.

Для предупреждения потерь такого легкоокисляющегося элемента, как титан, на поверхности наводится шлак из окиси кальция и кремнезема при соотношении СаО: SiО₂ = 3...4.

Раскисление стали производят вводом в печь ферромарганца и ферросилиция, а в ковш алюминия. Особенности индукцион­ной плавки позволяют значительно сократить расход алюминия. При заливке в кокиль, изложницы и сухие формы в сталь вво­дят около 200 г алюминия на 1 т металла. При заливке обычных сырых литейных форм, чтобы избежать образования пористости в отливках, расход алюминия увеличивается до 0,8...1,0 кг на 1 т металла.