Плавка литейных сплавов

Чугун для производства отливок (более 90%) выплавляют в вагранках, а меньшую часть — в электрических печах.

Для вагранок в качестве топлива используют кокс и кокс с добавлением природного газа. Имеются опытные вагранки и другие плавильные агрегаты различных конструкций, которые работают на природном газе.

В качестве металлической шихты применяют доменный и литейный чугуны, отходы собственного производства, лом чугунный и стальной, брикетированную стружку и высечку, ферросплавы (ферросилиций и ферромарганец). В качестве флюса используют известняк.

Вагранка представляет собой шахтную печь с внутренним диаметром от 700 до 2300 мм. Такая печь имеет производительность в зависимости от диаметра и интенсивности процесса от 3 до 30 т чугуна в час. Расход кокса от массы расплава составляет 10—12% и соответственно 2—3,5% флюса.

Шихтовые материалы

Шихтовые материалы в вагранку загружают чередующимися слоями в такой последовательности: кокс и металлическая шихта. В вагранку через фурмы в районе плавильного пояса под давлением 500—1000 мм вод. ст. подают воздух, который в рекуператорах вагранки подогревается теплом отходящих газов.

Для производства отливок из ковкого чугуна часто используют дуплекс-процесс. В этом случае расплав получают в вагранке, а потом его доводят до заданного состава и температуры в электрической индукционной или другой плавильной печи, работающей в миксерном режиме, т. е. в режиме, когда температура расплава выдерживается постоянной или производится небольшой подогрев.

При плавке чугуна в индукционных печах не происходит насыщения расплава серой, как это имеет место при плавке в вагранках, что позволяет получать отливки из высококачественных чугунов, в том числе из модифицированных и легированных.

Питание индукционных плавильных печей осуществляют токами промышленной частоты 50 Гц и токами повышенной частоты до 107 Гц.

Сталь

Сталь в литейных цехах чаще всего выплавляют в различных по производительности дуговых электропечах, реже в малых по емкости и производительности конверторных, мартеновских и индукционных печах.

Цветные сплавы приготавливают чаще всего в электрических печах: дуговых однофазных —медные сплавы, индукционных тигельных — медные и алюминиевые сплавы. Для плавки алюминиевых сплавов используют также электрические плавильные печи сопротивления, а иногда тигельные печи с применением кокса в качестве топлива.

Способы обработки расплавов

Способы обработки расплавов применяют для улучшения качества отливок. Расплавы подвергают различным способам обработки: десульфурации, дефосфорации, рафинированию, дегазации и модифицированию.

Десульфурацию (обессеривание) применяют в чугунолитейном производстве для освобождения расплава от части содержащейся в нем вредной примеси — серы, которая снижает жидкотекучесть, повышает усадку, способствует образованию в отливках газовых раковин. Обессеривание осуществляют присадкой в ковш с расплавом кальцинированной соды, карбида кальция и других добавок.

Дефосфорация — процесс очистки расплава чугуна или стали от фосфора, для этого применяют основной шлак с повышенным содержанием FeO и СаО.

Рафинирование — процесс очистки расплава от окислов, неметаллических включений и шлака. Рафинирование ведут с применением хлористых и фтористых солей и другими методами.

Дегазация — процесс очистки расплава от находящихся в нем газов, расплав вакуумируют, продувают инертными газами (обычно азотом) и обрабатывают ультразвуком.