Плавка чугуна в индукционных печах

Для плавки чугуна на твердой завалке широко применяют тигельные индукционные печи. Они удобны в эксплуатации и в них легко получать различные виды чугуна. Серийно выпускают индукционные тигельные печи для плавки чугуна типа ИЧТ–0,01; 0,1; 0,25; 0,5; 1,0; 3,0; 6,0; 10.

Футеровка индукционной плавильной печи является одним из основных и ответственных ее элементов, определяющих длительность работы и экономичность процесса. Для индукционных печей в основном применяют набивные футеровки.

Наибольшее распространение при изготовлении тиглей получила сухая набивная масса на основе молотых кварцитов или кварцевых песков с содержанием не менее 97% SiО₂. Спекание сухой набивной массы достигается обычно за счет добавок борной кислоты в количестве 1,5–2% от массы огнеупорного материала. Достоинство кислой футеровки – невысокая стоимость и хорошая спекаемость.

Для выполнения качественной футеровки важен не только химический, но и гранулометрический состав огнеупорной массы: обычно берут 40–45% крупной фракции (2,5–0,63 мм), 10–20% средней фракции (0,63–0,1 мм) и 40–45% мелкой фракции (до 0,1 мм). В формовочную массу, предназначенную для футеровки верха печи, вводят до 2% борной кислоты, а в массу, используемую для футеровки нижней части тигля,– до 1,5%.

Кроме кислой футеровки применяют также нейтральную, выполненную при помощи глиноземистых и силлиманитовых материалов. Например, футеровка индукционных печей может выполняться из сухой набивной высокоглиноземистой массы, состоящей из 35–40% электроплавленого корунда, 60–65% дистенсиллиманита и 1 –1,5% борной кислоты. Набивку футеровки производят по имеющему форму тигля печи металлическому шаблону, который расплавляется, когда футеровку подвергают спеканию. Известны два различных процесса спекания футеровки индукционных тигельных печей: с холодной садкой и с жидкой. При спекании с холодной садкой в печь загружают массивные металлические диски, температура в печи доводится за 6–8 ч до 800–900 °С. При появлении в тигле жидкого металла, т. е. по мере расплавления дисков, мощность медленно повышается. Как только тигель наполняется жидким металлом, необходимо по возможности быстрее достичь температуры спекания, равной рабочей температуре в печи. Длительность выдержки тигля с металлом при этой температуре 1 ч, после чего печь готова к эксплуатации.

При спекании футеровки печи с жидкой садкой рабочую температуру в тигле можно получить при помощи газовых горелок или форсунок, которые вводятся в печь сверху. Длительность прогрева до температуры 800 – 900 °С 6–8 ч. После прогрева до требуемых температур заливают жидкий металл с температурой ~1350°С. Металл выдерживают в тигле без пуска трансформатора 20–30 мин. Затем печь включается на малую мощность для достижения рабочей температуры при постоянном увеличении мощности. Интервал температур от 1350 °С до рабочей следует проходить по возможности быстро. Время выдержки при рабочей температуре 1 ч.