ПЛАВИЛЬНЫЕ ПЕЧИ ЛИТЕЙНЫХ ЦЕХОВ
164
По этим аспектам процессы, протекающие в индукционных печах, существенно
отличаются от процессов в вагранках и электродуговых печах.
В индукционных печах футеровка, шлак и газ нагреваются от металла, а
не источника теплоты, как в вагранке и дуговой печи. Кроме того, в индукци-
онных печах поверхности контакта между металлом и шлаком, металлом и га-
зом незначительны. Эта поверхность увеличивается за счёт применения пере-
менного тока промышленной частоты. Скорость металла в тигле может дости-
гать 2,5 м/с в центре и 4 м/с у стенки.
Некоторые особенности во взаимодействии фаз имеются в канальной пе-
чи. Здесь температура шлака и газовой фазы выше, чем в тигельных печах, и
приближается к температуре металла, но относительное количество этих фаз,
когда печь работает как накопитель, настолько мало, что они не могут обеспе-
чить заметного протекания реакций.
В индукционных печах, хотя и вяло, протекают реакции окисления при-
месей чугуна, в том числе и серы. Интенсивность окисления зависит от дли-
тельности перемешивания ванны, плотности шлакового покрова над зеркалом и
доступа кислорода воздуха к зеркалу металла. При закрытой крышке доступ
кислорода незначителен.
Тепловой баланс индукционной плавки подтверждает окисление приме-
сей по приходу теплоты в результате экзотермических реакций, которое дости-
гает 10%.
К наиболее развитым металлургическим взаимодействиям, безусловно,
относятся взаимодействия II рода (АВ, АС, АD, ВС, ВD, CD). Они протекают
на границе раздела смежных фаз, имеющих большую поверхность контакта.
При плавке в тиглях с кислой кварцитовой футеровкой в результате взаимодей-
ствия АС и АВС в зоне шлакового пояса образуются трудноудаляемые настыли
шлака. Они образуются при температурах ниже 1 450
о
С (при плавке чугуна) и
удаляются при повышении температуры выше 1 500
о
С, но это сопряжено с ин-
тенсивным износом стенок тигля. Можно «стравить» настыль содой, если на-
сыпать на нее, однако возможно разъедание футеровки.
Для предупреждения образования настылей рекомендуется обрабатывать
кварцит перед набивкой соединениями хрома. Применение неочищенной за-
грязнённой шихты с неметаллическими примесями: окисью алюминия, кремне-
зёмом, окисью магния – увеличивает количество шлака и способствует образо-
ванию настылей. При взаимодействии АВ могут протекать реакции восстанов-
ления кремния углеродом металлического расплава: SiO
2
+ 2C ↔ 2CO + Si.
Окись углерода проникает в стенку, достигает витков индуктора и в ре-
зультате реакции 2СО → СО
2
+ С образующийся сажистый углерод может вы-
звать короткое замыкание витков индукторной катушки.
Все взаимодействия с участием фазы А (футеровки) протекают при тем-
пературах выше 1 450
о
С.
