Технологические схемы печей

Тигельная топливная печь (см. рис. 6.1 а) имеет графитовый, стальной или чугунный тигель 3 для металла, в пространстве 2 сжигается газ или мазут при помощи горелок 1, продукты сгорания уходят в газоход 4. Шихтовые материалы загружают в тигель, расплавляют, затем сплав доводят до требуемой кондиции.

Рис. 6.2. Технологические схемы печей для плавки медных и никелевых сплавов:

а – стационарная пламенная печь; б – поворотная пламенная печь; в – индукционная тигельная печь; г – индукционная канальная печь; д – индукционная вакуумная печь; е – дуговая печь с независимой дугой.

Пламенная печь (см. рис. 6.1 б) отличается от тигельной тем, что расплав в ванне 1 контактирует с атмосферой печи. Загружают эти печи через окна 3, газ сжигается при помощи горелок 4, для выпуска жидкого металла имеется летка 2.

Шахтно-пламенная печь (см. рис. 6.1 в) имеет шахту 5, с подиной 4, на которой плавится шихта, и ванну 3, где скапливается металл. Над ванной расположена го­релка 2. Для раздачи металла служит камера 1. Эти печи применяют для плавки алюминиевых сплавов.

В ванной электропечи сопротивления (см. рис. 6.1 г) нагрев ванны осуществляется нагревательными элементами 1, расположенными у свода 3. В ванну 2 через окна 4 загружают шихту. Металл сливают, наклоняя печь.

Тигельные электропечи сопротивления (см. рис. 6.1 д) получили наибольшее распространение при плавке в небольших литейных цехах, а также в качестве раздаточных печей. В тигле 2 приготовляют сплав, нагрев производится при помощи спирали 1.

Индукционные тигельные печи (см. рис. 6.1 е) имеют обычное устройство: индуктор 1 охватывает тигель 2 и индуцирует в металле вихревые токи. Для плавки алюминиевых сплавов серийно выпускаются печи типа ИAT.

Индукционные канальные печи могут быть двух типов: с одним тиглем и с двумя. На рис. 6.1 ж показана двухтигельная печь. Индуктор на сердечнике 1 охватывает каналы 2, в которых выделяется теплота. Эти каналы соеди­няют тигли 3 и 4. Раздача металла осуществляется из тигля 3, а загрузка производится в тигель 4.

Для плавки медных сплавов (см. рис. 6.2 а) предназначена стационарная пламенная печь, которая отапливается горелками или форсунками 2, расположенными над ванной 1. Загрузка производится через окна 3, дымовые газы уходят в газоход 4. Масса садки для этих печей обычно достаточно большая, и их применяют при соответствующих объемах производства.

При небольших объемах производства могут приме­няться топливные печи с графитовым тиглем или поворотные печи барабанного типа (см. рис. 6.2 б). В этой печи сжигание жидкого топлива производится при помощи форсунки 1 в форкамере 2, газы по каналу 3 поступают в рабочее пространство 5, загрузку осуществляют через горловину 4.

Индукционные тигельные печи (см. рис. 6.2 в) применяют как для медных сплавов (серия печей ИЛТ – для латуней), так и для никелевых сплавов (серия ИСТ, т. е. сталеплавильные).

Индукционные канальные печи для плавки латуней выпускают тигельного и барабанного типа (это печи серии ИЛК.). Масса садки печей для барабанного типа (см. рис. 6.2 г) больше, чем для тигельных печей. Барабан 4 с металлом в нижней части имеет обычно несколько индукционных единиц; сердечник 2 с первичной обмоткой 3 охватывает канал 1 с жидким металлом, являющийся вторичной обмоткой, в которой генерируется тепловая энергия.

Индукционные вакуумные печи (см. рис. 6.2 д) применяют для плавки никелевых сплавов. В вакуумной камере 1 располагается как сама печь 2, так и форма 3.

Дуговые печи применяют в основном для плавки бронзы. Это печи с независимой дугой (см. рис. 6.2 е). Они имеют рабочее пространство 1 барабанного типа, в которое с тор­цов введены графитированные электроды 2, между которыми горит дуга.

Рис. 6.3. Технологические схемы печей для плавки сплавов на основе титана и тугоплавких металлов.

Для плавки титановых сплавов и сплавов тугоплавких металлов применяют в основном три типа печей (рис. 6.3): вакуумные дуговые, электронно-лучевые и плазменные.

Вакуумно-дуговая печь (рис. 6.3 а) с расходуемым электродом имеет вакуумную камеру 1, в которой расположен медный водоохлаждаемый тигель 4, связанный с внешней средой электрическим кабелем 2 и шлангами водяного охлаждения 3. Вокруг тигля располагается соленоид 6, предназначенный для фокусирования дугового разряда и перемешивания ванны жидкого металла. Футеровкой тигля служит гарнисаж 5, представляющий собой слой переплавляемого металла или сплава, застывшего на стенках водоохлаждаемого тигля. Шихтовый слиток 7 является обычно электродом. Иногда применяют нерасходуемый электрод, а шихтовый слиток подают отдельно. Шихтовый слиток прикреплен к электрододержателю 8, который перемещает его вниз по мере оплавления. Для оплавления настыля на сливном носке тигля имеется вспомогательный нерасходуемый электрод 9. Наблюдение за процессом производят через гляделку 10. Формы 11 находятся на поворотном столе 12.

Электронно-лучевая печь (рис. 6.3 б) имеет электронную пушку 4. В вакуумной камере 1 расположены водоохлаждаемый гарнисажный тигель 2 и форма 5. Шихтовый слиток 3 подается сбоку печи.

Плазменная переплавная печь (рис. 6.3 в) имеет камеру тигель 2 и несколько плазмотронов 3, оплавляющих шихтовый слиток 4. Жидкий металл, так же как и в электронно-лучевой печи, заливается из поворотного тигля 2 в форму 5.