Выбор плавильного агрегата

Для плавки алюминиевых сплавов чаще всего применяются печи сопротивления. В печах сопротивления для плавки металлов используют косвенный нагрев, основанный на передаче теплоты шихте излучением.

В зависимости от конструкции в электрических печах сопротивления возможны следующие способы передачи теплоты шихте:

В тигельных печах емкостью 30-200 кг нагревательные элементы расположены вокруг тигля с шихтой, поэтому теплоту передают стенки тигля. В подовых, ванных, барабанных печах (емкостью более 500 кг) нагревательные элементы размещены по бокам и над подом; шихта нагревается прямым излучением.

В качестве нагревательных элементов чаще всего применяют спирали из нихрома (для температур до 1000-1100⁰С), фехраля (до 1050⁰С) и карбидокремниевые элементы типа силитов (температура в рабочем пространстве печи может достигать 1400-1750⁰С, расплав может иметь температуру 1500⁰С и выше).

При использовании графитовых тиглей металлическая ванна может иметь температуру не выше 750 - 850⁰С; для металлических тиглей - до 1000⁰С. К достоинствам печей сопротивления относится возможность работы в произвольной атмосфере.

Достоинство электрических печей сопротивления заключается также в возможности точного (и автоматического) регулирования температуры, уменьшении опасности перегрева и высокого угара металла, легкости защиты расплава от газонасыщения, улучшении безопасности, гигиены труда и условий обслуживания.

Таблица 1. Продолжительность плавки алюминия в разных печах.

Таблица 2. Тепловой к. п. д. электропечей сопротивления при плавке цветных металлов.

Для изготовления данной отливки ножки при малом объеме производства в небольших литейных удобно использовать стационарные и поворотные тигельные печи сопротивления. Емкость и производительность этих печей выбирается в зависимости от номенклатуры и количества изготавливаемых изделий. Промышленностью производятся печи САТ 0.04; САТ 0.06; 0.15; 0.25 (емкость тигля по расплавленному металлу). Для небольшого размера отливки и малого количества экземпляров принимаем САТ 0.04.

В относительно умеренной области температур (1000-1100⁰С), которую можно получать при непрерывной работе с обычными нагревательными элементами (нихром), температура металла в графитовых тиглях доводится до 700 - 750⁰С. Тепловой к. п. д. составляет 60%. В тигельных печах теплоту излучают стенки тиглей; тепловой к. п. д. снижен из-за низкой теплопроводности графита. Для улучшения результатов можно применить чугунный тигель, если сплав не взаимодействует с материалом тигля. Расход электрической энергии составляет 0.7-1.0 кВт∙ч на 1 кг алюминиевого расплава при плавке в керамических тиглях и 0.5 кВт∙ч - при плавке в чугунных тиглях.

Рис.5. Электрическая тигельная печь сопротивления типа САТ с металлическими нагревателями для плавки и подогрева сплавов алюминия.

1 - кожух,

2 - футеровка и теплоизоляция,

3 - нагревательные элдементы,

4 - тигель,

5 - крышка,

6 - колпак.

Печи выкладывают фасонным шамотом и слоем теплоизоляции из термолитового кирпича. Они оборудованы вытяжкой.

Лучшие результаты дает применение указанных печей в качестве раздаточных устройств, обеспечивающих поддержание заданной температуры расплава с помощью автоматического регулирования. Расход электроэнэргии в этом случае составляет 15 - 20 кВт∙ч на 100 кг алюминиевого сплава.