Введение. Получение жидкого металла (ЖМ) является одной из основных технологических операций в литейном производстве

Получение жидкого металла (ЖМ) является одной из основных технологических операций в литейном производстве. Технико-экономические показатели выплавки ЖМ зависят от многих факторов, основными из которых являются: возможность использования дешёвых шихтовых материалов; требования к точности химического состава компонентов шихты и к подготовке её к плавке; угар химических элементов при плавке; удобство ведения плавки и доводки ЖМ; удельный расход электроэнергии () на плавку.

Реализация перечисленных и других показателей в значительной степени зависит от типа плавильной печи.

В настоящее время для плавки чугунов, сталей и сплавов цветных металлов часто применяются электрические печи: дуговые, индукционные и сопротивления. Из них большой универсальностью отличаются индукционные плавильные печи (ИПП). Однако учебники по этим печам изданы в ограниченном количестве, а вопросы индукционного нагрева и плавления шихты, особенно в индукционных канальных печах (ИКП), изложены упрощёно и не соответствуют требованиям высшего технического образования. В связи с этим представляется необходимым издание учебного пособия, в котором обобщены сведения об ИПП: устройстве, принципе работы, разновидностей конструкций и т.п.

Актуальность изучения ИПП заключается в их преимуществах по сравнению с другими плавильными печами: минимальный угар дорогостоящих легирующих элементов (Cr, Ni, Mo, Ti), хорошая возможность науглероживания ЖМ, простой переход на плавку сплава другого химического состава в индукционных тигельных печах (ИТП); возможность миксирования ЖМ с минимальным удельным расходом электрической энергии (), незначительный шум при работе печей, возможность ведения плавки в вакууме, широкое использование индукционных тигельных и канальных печей в дуплекс-процессах при плавке, например, высококачественного серого чугуна.

Основанием для изучения ИПП являются учебный план специальности 150104 «Литейное производство чёрных и цветных металлов» и требования Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования по направлению 150100 «Металлургия», рабочая программа дисциплины «Технологическое оборудование литейных цехов». Целью данного учебного пособия является изучение основ индукционной плавки металлов и применяемых ИПП.

В пособии рассмотрены следующие основные задачи:

– сущность индукционного нагрева и плавления шихты;

– принцип действия индукционных тигельных и канальных печей;

– взаимосвязь частоты тока в индукторе с размерами и температурой кусков шихты;

– влияние электромагнитного поля индуктора на перемешивание ЖМ в тигле и в подовом канале;

– разновидности индукционных тигельных и канальных печей и миксеров, а также конструкции их основных узлов;

– индукционные плавильные установки (ИПУ) с тигельными и канальными печами и их энергетический баланс;

– области применения, преимущества и недостатки индукционных тигельных и канальных печей и миксеров.

Материал, посвященный теоретическим и технологическим вопросам процесса индукционной плавки металлов, написан доктором физ.-мат. наук, профессором А.А. Щетининым; материал, касающийся устройства и эксплуатации плавильных индукционных тигельных и канальных печей и миксеров, написан кандидатом техн. наук, доцентом А.Т. Кучером.