Лабороторная робота № 3 Плавка сталі в індукційній печі іст-0,06

3.1 Мета роботи

Метою роботи є поглиблення, закріплення знань і вироблення практичних умінь з виплавки сталі в індукційній печі, ознайомлення з основними режимами плавлення корозійностійкої сталі методом сплаву на печі ІСТ-0,06.

В результаті виконання роботи студент повинен:

Знати:

- суть, теоретичні основи і практичні прийоми ведення процесу індукційної плавки;

- переваги, недоліки і шляхи вдосконалення індукційної плавки;

- принцип роботи індукційних печей і конструкцію печі ІСТ-0,06.

Вміти:

- виконувати короткий розрахунок шихти; управляти електричними і технологічними режимами плавлення сталі; визначати основні показники плавлення;

- самостійно ухвалювати рішення в ролі майстра.

3.2 Індукційні печі і їх застосування

У індукційних печах нагрів і плавлення металу в тиглі здійснюється струмами високої частоти, які наводяться безпосередньо в металошихті, що розплавляється, електромагнітною індукцією за рахунок змінного магнітного поля, що утворюється при проходженні струму через індуктор. Індукційну піч можна порівняти з трансформатором, в якому як первинна обмотка є індуктор, а вторинна – металошихта в тиглі.

Величина енергії, що виділяється в металошихті і перетворюється при індукційній плавці, може бути визначена з виразу:

, Дж (3.1)

де I – сила струму в індукторі, А; - число витків індуктора; d  діаметр печі, см; h – висота садки в тиглі, см; - питомий опір садки, 10^-9 Ом/см; - магнітна проникність садки; - частота струму, Гц.

Індукційні печі бувають тигельні – без залізного сердечника (БЗС) і канальні – із залізним сердечником. Індукційні печі БЗС мають низький коефіцієнт потужності cos φ ≈ 0,1, унаслідок розсіювання магнітного потоку і великого індукційного опору. Для підвищення cos φ до 0,7 – 0,75 в електричний ланцюг підключають конденсаторну батарею. Струми в тиглі печі розподіляються нерівномірно: по периферії тигля щільність струму велика, в центрі менша; на поверхні кусків металу щільність струму велика, всередині – менша. Рідкий метал в тиглі перемішується за рахунок електродинамічних сил.

Індукційні печі нині широко застосовуються у фасоносталеливарних, чавуноливарних цехах і в електросталеплавильних цехах для виплавки високолегованих сталей, спеціальних сплавів, металів з високою температурою плавлення і легованих чавунів. Плавку можна вести в повітряній і захисній (аргон) атмосферах або у вакуумі.

Індукційні печі малої місткості (до 1 т) живляться струмом високої частоти (50 – 500 Гц) від лампових генераторів, середньої частоти (150 – 10000 Гц) – перетворювачів тиристорів або машинних генераторів. Печі великої ємкості (> 1 т) працюють на струмі промислової частоти (50 Гц).

3.3 Особливості індукційної плавки

У індукційних печах виплавляють сталь і сплави шляхом сплаву чистих по домішках шихтових матеріалів. Індукційна плавка включає періоди: завантаження і плавлення металошихти, доведення по складу і температурі, випуск і розливання готової сталі.

Переваги індукційної плавки:

- нагрів металу до високих температур;

- виключення навуглецювання металу;

- низький чад легуючих елементів;

- висока продуктивність і тепловий (70%) ккд печі;

- отримання однорідного складу металу унаслідок його перемішування;

- можливість ведення плавлення в різних середовищах;

- низький шум статичних перетворювачів частоти.

Недоліки індукційної плавки:

- низька температура і рафінуюча здатність шлаку;

- невелика поверхня розділу метал-шлак;

- непридатність для десульфурації і дефосфорації металу;

- недостатня стійкість основної футеровки.