Тази група пещи се характеризира с изключително широко разпространение в черната и цветната металургия, в машиностроенето и в други индустрии. В зависимост от предназначението, леярските пещи имат различни дизайни. Пещите работят само за производството на прости отливки, в други пещи произвеждат инвестиционно леене и накрая, трето, се извършва центробежно леене.

Частите на турбината на самолетните двигатели се отливат във вакуумни леярски пещи: лопатки, направляващи дискове, клапани и други части от топлоустойчиви сплави.

Леярските пещи се характеризират с висока скорост на топене. Обикновено се обслужват от генератори с висока мощност. Например, пещ с капацитет 22 kg има генератор с мощност 200 kW, докато конвенционалната вакуумна индукционна пещ със същия капацитет се обслужва от генератор с мощност 50 kW. Оптималното условие за работа на пещта трябва да се счита за работа, когато продължителността на дегазиране и топене са еднакви. За разлика от конвенционалните пещи за топене, леярските пещи работят върху предварително разтопена, подготвена заготовка. В някои пещи зареденият слитък се улавя от специална пневматична скоба, която го въвежда в тигела и се освобождава автоматично, когато заготовката докосне дъното на тигела.

В други случаи се използва зареждането на тигела, стоящ в хоризонтално положение, ако зарядът се състои от слитъци с различни размери. В леярни пещи от стационарен тип с капацитет от 1 до 100 kg могат да се излеят една или няколко форми (до 40). Пълненето се извършва през специална фуния с обем от една форма. Леярските пещи се характеризират с висока скорост на леене до 3 kg/min и ниско налягане при топене – около 10 -4 mm Hg. Изкуство.

Важен въпрос е бързото и непрекъснато изливане на формата без прекъсване на струята със скорост от 1 до 5 kg/s. В този случай тигелът няма дренажен чорап. Оста на въртене на тигела се намира в зависимост от съотношението на диаметъра към височината на тигела \ и обикновено се намира в средата на височината на тигела, а при изливане на формата се измества навътре по отношение на ос на тигела.

Проблем за леярските пещи е задържането на топлина от матрицата. Предварително загрятата форма трябва да има добра топлоизолация и да се зареди в горещ огнеупорен съд или да се постави във вакуумна индукционна пещ, която да се нагрява.

Дори сега размерите на отливките достигат стотици милиметри и се проектират пещи за отливки по-големи от 1 м. Практиката на леярско вакуумно производство понастоящем признава технологията само на претопяване на готовия метал без легиране във вакуум или използване на пресни материали за зареждане.

Американската фирма "Hyness Stellite" разполага с цех, състоящ се от 450-килограмови вакуумни индукционни пещи и отдел за малки вакуумни пещи. В големите пещи се топи заготовка за шихта, която трябва да съдържа основните компоненти на шихта. По време на това претопяване настъпва основното деоксидиране и дегазиране на метала. При вторичното претопяване във вакуум в по-малки пещи окончателно се коригира съставът на метала и се постига желаната степен на рафиниране от примеси от цветни метали. Продължителността на второто загряване не надвишава 15-30 минути. След това заготовката се използва в леярски пещи.

В леярския бизнес се обръща голямо внимание на чистотата на тигела за вакуумна индукционна пещ. Паричните пещи трябва да се почистват старателно след всяко стопяване, тъй като металните остатъци в тигела се окисляват и замърсяват следващите стопилки. В момента също има тенденция да се използва принципът на полунепрекъсната работа.

В допълнение към стационарните се използват и леярски пещи с центробежно леене, което има предимство при леене на части с неравномерно разпределение на масата по обем и части с тънки профили.

Центробежното леене се използва за продукти от цветни сплави, съдържащи мед, включително бижута.

Има два вида машини за центробежно леене:

1. Тигелът и формата са разположени на една и съща ос на въртене с балансиране на противотежестта при малки инсталации.

2. Формата се поставя над тигела и след края на топенето тигелът се изтегля нагоре от индуктора, така че матрицата и тигелът да могат да се въртят в хоризонтална посока и металът ще запълни формата.

В тези пещи тигелите са направени от графит или кварц, които не са подходящи за сплави на базата на желязо или никел, топени в корундови тигели. Големите инсталации за центробежно леене имат колектор, в който металът се излива от пещта, а след това колекторът се върти с матрицата. Пълненето може да стане с наклонен тигел, както и през дъното му.

В проектите на чуждестранни леярски пещи се използват квадратни или правоъгълни тела, затворени с конвенционални вакуумно запечатани врати.

Английската леярна вакуумна пещ с капацитет 25 кг с правоъгълна топилна камера се състои от три секции: камера за зареждане, камера за топене и камера за леене. Топилната камера е с височина 975, ширина 825 и дължина 575 мм. Зареждащата камера е тръба, заварена отстрани на пещта. С помощта на пръчка в тигела се зареждат заготовки с диаметър 100 и дължина 350 mm. Камерата на матрицата се намира отдолу. Има врата, през която се монтират калъпи. Формата за леене се подава в позиция за леене чрез пневматичен прът.

За получаване на по-големи отливки с тегло 160-225 кг се използва полунепрекъсната пещ, състояща се от три последователно разположени камери: нагряване на матрицата, топене, изливане и охлаждане. Пещта се зарежда отгоре с помощта на шлюзово устройство. Има и черпак тип чайник с електрическо отопление. Формите за леене се прехвърлят в нагревателната камера чрез верижен конвейер, където се нагряват до 926-1040 ° C. След това формите, затворени с капаци с метални уплътнения, следват в камерата на пещта. Капаковете се отстраняват преди пълнене с електромагнитно устройство.

Леярна пещ на фирма "Balzers" с капацитет 25 кг полунепрекъснато действие. Слитки с диаметър 100 и дължина 500 mm се зареждат в тигела отгоре през шлюза. В края има заключваща камера за калъпи с размери 300х200 и височина 400 мм.

В тази пещ 15 кг метал се топят за 10-15 минути. Габаритните размери на инсталацията са 5000х2500, височина 2000 мм, тегло 2,7 т. Захранване от генератор 100 kW с честота 2000 Hz и напрежение 250 V.

Данните за серийните домашни пещи за леене са представени в табл. 31.

Диаграма на типична пещ е дадена на фиг. 77. Пещта е с цилиндрично тяло с подвижни и неподвижни разглобяеми части. Неподвижната част се състои от корпус с тръбно водно охлаждане, с горен плосък водоохлаждаем капак, върху който са поставени радиационен пирометър, потопяема термодвойка, устройство за утаяване на заряда и наблюдателни устройства. Подвижната част представлява сферичен капак, върху който са разположени коаксиален токов проводник, индуктор и накланящ механизъм.

Капакът се навива настрани с помощта на механизирана количка. Върху индукционната пещ, под ъгъл от 90° спрямо оста на тигела, се поставя скоба за формата. Механизмът за накланяне осигурява възможност за изливане за 2,5-24 s. Намира се от външната страна на сферичния капак и се състои от електрическо задвижване, скоростна кутия, електромагнитна спирачка и зъбно предаване. Механизираната количка е с рамка с три ходови колела. Полунепрекъснатите фурни имат заключващи камери за зареждане и форми.

Камерата за зареждане е разположена в горната част на капака на пещта, върху неподвижната част на пещта и е разделена от затвора DU-260. Представлява цилиндър с барабан вътре. На барабана е навит кабел, който спуска и повдига кошницата за зареждане. Барабанът се задвижва от електромеханично задвижване. Камерата разполага и с ръчен повдигащ и завъртащ механизъм за повдигане и преместване настрани.

Формовъчната камера представлява правоъгълно тяло с водно охлаждане, затворено в края си с капак, върху който са монтирани зъбно-зъбно колело за придвижване на количката с матрица и електромеханично задвижване. Разположен е отстрани на неподвижната част на топилната камера и е отделен от нея с затвор DU-900.

По-големите пещи ISV-0.06NF и ISV-0.16NF с вместимост 60 и 160 kg имаха леярски камери, разположени под топилната камера. Вътре в камерата за изливане има въртящ се плот и два механизма за преместване на формите. Едната за зареждане на форми на масата, другата за подаване на форми за изливане.

За центробежно леене е проектирана пещ ISV-0.12. Камерата за изливане на тази пещ е оборудвана с центробежно устройство със скорост на изливане от 30 до 350 rpm. Изливането може да се извърши само в една форма. Ако е необходимо да се излее в няколко форми, те се подават в камерата за изливане един по един. Недостатъкът на конструкцията на пещта е, че при смяна на формите е необходимо да се намали налягането в камерата на матрицата.

Таблица 31 ХАРАКТЕРИСТИКИ НА ВАКУУМНИ ИНДУКЦИОННИ ПЕЧИ ОТ ЕДИНИЧНА СЕрия ЗА ЛЕЯНЕ

Парични пещи

Забележка. Мощност на генератора 100 kW, напрежение 400 V, честота 2400 Hz.

Парични пещи

В близкото минало вакуумните индукционни пещи бяха предимно периодични. Понастоящем периодичните пещи са по-ниски от полунепрекъснатите пещи. Въпреки това, поради появата на дуплексни процеси (пещи с течно зареждане, вакуумна индукционна обработка на течна стомана), се увеличава интересът към проектирането на периодични пещи, които са по-прости и по-компактни.

В Западна Европа пещите Balzers с тяло, което се търкаля настрани, са много популярни. Капацитетът на такива пещи варира от 300 до 3000 кг. Отвореното положение на тигела с отстранено тяло улеснява поддръжката на пещта и извършването на всякакви операции за зареждане както на твърд, така и на течен заряд.

Подобна пещ с капацитет 800 kg с генератор от 450 kW беше инсталирана в Англия в завода на Ross and Capherall за топене на заготовки от никелови сплави за леярски пещи.

Описаната от Хъдсън печка има доста прост дизайн. Корпусът на пещта с диаметър 6 m побира тигел с вместимост 6 тона, което дава възможност да има капацитет на инсталацията от около 4000 тона/годишно. Корпусът е локално заварен от карбонов лист с дебелина 16 мм. Височината на тялото е 12 m с обем 350 m3. Охлаждане на повърхността на тялото - спрей. Пещ генератор 1200 kW позволява топене със скорост 1 t/h. Облицовката на тигела е пълнена.

Още по-просто е използването на конвенционална индукционна пещ за вакуумно топене. Индукционна пещ с капацитет 3 тона беше покрита отгоре с капак, вакуумно прикрепен към тялото, което обграждаше тигела. Индукторът на пещта остана отвън. Не беше възможно да се получат ниски налягания в такава пещ. По време на топенето налягането е 0,3 mm Hg. Изкуство. Въпреки това, за обезвъглеродяване на неръждаема стомана и за отстраняване на водорода от течния метал, такова разреждане се оказва достатъчно. Възможно е за решаване на прости проблеми за подобряване на качеството на стоманите от някои класове, пещи с подобен дизайн ще бъдат доста подходящи.

Подобни вакуумни индукционни пещи с леене във въздуха с капацитет до 5 тона се произвеждат в Япония. Цената на пещите е половината от цената на пещите, в които се извършва целият процес на топене и леене на слитък във вакуум. Схемите на работа на такива пещи са показани на фиг. 78: пещи с валцоване (фиг. 78, а) и с накланящо се тяло (фиг. 78, б).

И накрая, от наша гледна точка, най-сложната, от наша гледна точка, от периодичните пещи е пещта, инсталирана в завода Kelsey-Hays (САЩ) с капацитет 2,5 тона, която има два генератора по 550 kW всеки , което прави възможно топенето в него с висока скорост.1,5-1,7 t/h. Топилната пещ е разположена в отделна камера. Камерата е здраво свързана с индуктора, така че металът се излива чрез накланяне на цялата камера на пещта с кран. От едната страна, вертикално

тялото на камерата е свързано чрез въртящо се уплътнение към тръбопровода, водещ към вакуумните помпи. От друга страна, също с помощта на вакуумно въртящо се уплътнение, камерата на пещта е свързана с камерата на матрицата. Вътре в тази разклонителна тръба минава дренажен улей, през който металът, когато пещта е наклонена, влиза в камерата на матрицата и се излива във форми, монтирани на въртяща се въртяща се плоча. Производственият капацитет на пещта е 225 тона на месец.

Полунепрекъснати пещи

От домашни полунепрекъснати пещи помислете за дизайна на пещта OKB 571B с капацитет 0,5 тона.

Тази пещ е вертикален цилиндричен тип. Отгоре се затваря с капак, който след това се отстранява с мостов кран

прекъсване на водни и вакуумни комуникации, което изисква време. На капака е монтирано шлюзово устройство за зареждане на заряда с помощта на кофа. Дъното на ваната е секторно, фиксирано с въже или тел, което изгаря при влизане в горещ тигел.

Напълно охладеният с вода капак с водно охлаждане съдържа потопяема термодвойка, която може да се използва и за вземане на проби. Движението на пръта на термодвойката се осъществява чрез електромеханично триене. На капака има лост за нарушаване на заряда и няколко прозореца за наблюдение. Прозорците имат защита от плъзгане, която ви позволява да сменяте стъклото по време на топене.

В корпуса на пещта са монтирани и прозорци и уплътнение за лост, предназначени да почистват пещта и да задържат шлаката при изливане на метал във формата. Ломът е с водно охлаждане. Рамката на индуктора е изработена от ъглова неръждаема стомана и плочи от фибростъкло.

Опира се на цапфите, заварени към тялото. Наклонът на пещта се осъществява с помощта на верижна връзка и барабан, завъртян от задвижване, поставено извън пещта. Когато тигелът е наклонен, тръбата за подаване на ток във въртящото се уплътнение също се върти заедно с проводниците на индуктора. Индукторните проводници са постоянно фиксирани в текстолитна плоча, монтирана в тръбата за захранване с ток. Трисекционен индуктор на пещ, изолиран с лак и намотки от фибростъкло. Пещта се обслужва от генератор 250 kW. За смесване на метала към основната намотка от преобразувателя се подава ток с честота 60 Hz.

Изливането на метал се извършва в една или две форми, монтирани на количка. Формовъчната камера е правоъгълен тунел, идващ отстрани на тялото на пещта и отделен както от пещта, така и от цеховото помещение с два правоъгълни порта. Механизмът за придвижване на количката е верижен. Над формите има фуния, която центрира металния поток.

Конструкцията на пещта ISV-0.16 NI MOl се състои от две части: подвижен сферичен капак, монтиран вертикално върху количка с електромеханично задвижване. Механизмът за накланяне на тигела е монтиран на капака - електрическо задвижване, състоящо се от двигател, скоростна кутия, спирачка и командно устройство, което осигурява наклона на тигела за източване за 15-150 s. Накланящата се скоростна кутия е закрепена към въртящо се вакуумно уплътнение, монтирано на дюзата на капака. Корпусът на пещта е хоризонтален, отгоре има камера за зареждане с вентил DU-380 и кошница с обем 25 литра.

На капака има устройства за нарушаване на заряда, вземане на проби, измерване на температура и прозорци за наблюдение.

В горната част на тялото е монтиран спомагателен осемсекционен дозатор с обем на всяка секция от 5 литра. В долната част на каросерията са разположени релси и механизъм за придвижване на количката с калъпи. На крайното дъно е разположена правоъгълна разклонителна тръба, която свързва топилната камера с камерата на матрицата чрез вакуумна брава.

Формовъчната камера е правоъгълна. Вътре в него има релси и механизъм за придвижване на количката с калъпи. Количките се придвижват посредством електромеханично задвижване със скорост 1,9 m/min. За улеснение на поддръжката, пещта е оборудвана с две работни платформи, свързани с проход за стълба. Пещта се захранва от два паралелно работещи генератора HPV-100-2400.

Най-големите домашни вакуумни индукционни пещи са ISV-1.0NI и ISV-2.5NI. Те са сходни по дизайн и се различават само по капацитета на тигела и вакуумната система. Топилната камера на пещта се състои от две части. Фиксираната част представлява хоризонтално разположено тяло със сферичен капак със сляп край. Отгоре на камерата има лост за пробиване на мостове, радиационен пирометър, осемсекционен дозатор (капацитетът на всяка секция е 12 литра), тава за изхвърляне на добавки в тигела. Интересно е укрепването на товарната камера с механизма за повдигане на коша върху въртяща се колона с траверс. В другия край на траверсата е монтирано устройство за измерване на температурата.

Камерата за зареждане и устройството за измерване на температурата могат да се монтират последователно над вратата, свързваща ги с камерата за топене. Има ролков транспортьор за подаване на товарната кошница.

На слепия капак е монтиран лост за почистване на тигела. Вътре в корпуса има механизъм за придвижване на количката с калъпи.

Подвижният капак е разположен на самоходна количка с електрическо задвижване. На капака има разклонителни тръби, през които се осъществява захранването и водата.

Пещният тигел е монтиран на скоби вътре в пещта. Индукторът на пещта е четирисекционен с кран, тигелът има индикатор за състоянието на пълнената облицовка.

Правоъгълната калъпна камера е свързана с тялото на пещта чрез затвор 1000 X X3300. До камерата на матрицата е монтирана специална стойка, която е предназначена да монтира количка с форми, преди да бъдат валцовани в камерата на пещта и след напускане на пещта.

И трите механизма за движение на количката имат едно задвижване от двигател с скоростна кутия, осигуряваща скорост на движение от 2,3 m/min.

Захранването на пещта ISV-1.0NI се осигурява от два паралелно работещи конвертора VGO-500-1000 (500 kW всеки). Пещта ISV-2.5 се захранва от конвертор VGVF-1500-1000 (с мощност 1500 kW). Диаграмата на пещта е показана на фиг. 79.

В един тон от нашите заводи работи пещ Gereus с вместимост 1,2 т. Тази пещ е с хоризонтално разположено цилиндрично тяло с подвижен капак, върху който е монтиран индуктор с тигел. Следователно, когато отваряте пещта, няма нужда да изключвате вакуумните, водните и електрическите комуникации.

Отстрани към пещта се приближава тунел със заключваща камера за калъпи. Вакуумната система се състои от три двуроторни помпи със скорости на изпомпване 7000, 2000 и 1000 l/s и две бустерни помпи от 4500 l/s и съответните механични предни помпи.

Върху тялото на пещта непосредствено над тигела е монтирано устройство от револверен тип, което позволява последователно да се монтират зареждащата камера, лост, термодвойка или сонда. Устройството е отделено с капак от тялото на пещта. Напрежението на индуктора е 600 V, честотата е 1000 Hz.

Още по-голям капацитет (7 тона) има пещ от компанията Carpenter Steel (САЩ), чиято диаграма е показана на фиг. 80. Пещта е предназначена за топене на топлоустойчиви сплави, неръждаеми, високоякостни и други специални стомани, използвани в космическата техника, авиационната индустрия и ядрената техника.

Пещта е с вертикално цилиндрично тяло с обем 226 m3. От двете страни към топилната камера се приближава дълъг тунел с калъпна камера с дължина 17,5 м. Единият от тунелите е задънена улица, където се придвижват количките с пълни форми.

В камерата на матрицата може да се постави композиция с дължина до 14 м. В допълнение, матриците могат да се монтират и на въртяща се маса. Леенето се извършва в блокове с квадратно сечение със страна 225, 325 и 400 мм, като тези слитъци се отливат на колички. На грамофона се отливат по-големи блокове: квадратни - 700х700 мм и кръгли с диаметър до 625 мм.

Количките се придвижват от хидравличен двигател с помощта на верижно задвижване. Чрез грамофона количките се движат по подвижен мост. Наклонът на пещта се извършва от вериги от хидравлично задвижване. Специално устройство осигурява блокиране на наклона на пещта и положението на формите под пещта, което елиминира възможността за изливане на метал в калъп, който не е във формата.

Капакът на пещта се навива настрани по релсите, повдига се и се монтира върху тялото с помощта на четири крика. На капака има платформа и кабини за контрол на процеса на топене. Основният заряд в първата топлина се зарежда от кранове в отворена пещ, мазето се извършва чрез дозатор. При последващи загрявания пещта се зарежда през зареждащата камера.

Ориз. 80. Схема на пещ Carpenter Steel с вместимост 7,5 тона: 1 - подвижен капак; 2 - зарядна камера; 3 - контролен панел; 4 - механизъм за придвижване на количката с калъпи; 5 -- индукционна пещ; 6 - въртяща се маса; 7 - асансьор за калъпи

товар. Мощност на пещта 1500 kW, средна скорост на топене на метал 3,2 t/h. Характеристика на захранването с ток е, че токът се подава от двете страни по централната ос на пещта през кухи цапи към изводите на индуктора. Годишният капацитет на пещта е 40 800 тона.

По-голяма пещ от този тип е предназначена за 15 тона за леене на блокове с височина до 4,2 м. Пещта има две камери: пещ с диаметър 4,8 и височина 7,2 m и камера за леене. Камерите комуникират помежду си през порта с диаметър 900 mm, през която преминава улеят за изливане. Изливането се извършва през междинна фуния или черпак.

Вътре в камерата на матрицата, фуния-черпак се движи по релси. Кофата се поставя под улея за източване. Количката с формички се търкаля под фунията. Корпусът на пещта се състои от три секции: дъното, централната част и капака, който се отстранява с кран. За смяна на тигела и захранване с ток, ремонт на индуктори и др., може да се смени и цялата централна секция на пещта. Тигелът се накланя хидравлично и, ако е необходимо, може да бъде напълно наклонен в обратна посока.

Първоначално около 50% от масата на заряда се поставя в тигела. Останалата част се доставя с помощта на зареждащо устройство, стоящо на капака и отделено от камерата на пещта с 1200 мм порта. Масата на заряда във ваната е до 2 т. Ваните се захранват на колички през страничната врата. Две кофи могат да бъдат окачени вътре в товарната камера.

Тунелът за калъпите е правоъгълен 3X8 м, дълъг 12 м. Движението на количката се осъществява от рейка-пиньон съединител. Горната кофа-фуния може да побере 15 тона метал. Количката за калъпа е с чугунен палет с ширина 1,8 м и дължина 5,4 м. Палетът може да се повдига, ако трябва да се отлеят по-къси блокове.

Пещта се захранва от генератор 3000 kW с честота 180 Hz и от два трансформатора, работещи в тройна верига; ако е необходимо, мощността може да се увеличи до 4200 kW.

Вакуумната система се състои от два ежектора пара-вода. Вход за първи етап с диаметър 1050 мм. Единият ежектор е свързан към тялото на пещта през 1500 mm порта, а другият през същата врата към камерата на матрицата.

Най-продуктивните вакуумни индукционни пещи са пещите с течен заряд.

Първата голяма пещ с капацитет от 27 тона на течен заряд беше пусната за първи път в производство в завода на компанията "Latrobe Steel" (САЩ). В тази пещ се използва нов принцип на работа на течен метал, изтопен в конвенционално производство на стомана е приложена единица и на твърд заряд.Този процес се нарича "Термивак".

Топилната камера на пещта е цилиндрична, вертикална, има диаметър 6,6 и височина 7,2 м. Обемът й е 627 m3. По-горе

Камерата е затворена с капак, който може да поддържа черпак с течна стомана с тегло 40 т. Течният метал се излива в пещта от черпак със специален свързващ фланец.

Струя от течен метал от черпака влиза в специална тръба, която ограничава разпръскването на стомана. Тръбата за изливане на течен метал (фиг. 81) се състои от три части, чиято обща дължина е 1500 мм. Всяка секция отвътре има конична форма.

Тази конфигурация предотвратява твърде много пръскане на стоманения поток и изхвърляне на течен метал в камерата на пещта. След изливане от тръбата потокът се разделя на малки капчици. Вътрешната част на тръбата е облицована с пълнен печен огнеупорен материал Ceroh-200, външният цилиндричен слой е изработен от огнеупорни материали с високо съдържание на алуминиев оксид. Всички огнеупорни части са заобиколени от метален корпус. Съобщава се, че остъргването, заварено върху повърхността на тръбата отвътре, се отстранява лесно. След изливането на метала тръбата се избутва настрани от пневматично устройство.

За да се предотврати навлизането на шлака и въздух в тигела на вакуумната индукционна пещ, в края на стоманеното изпускане от черпака се монтира графитен сензор в стената на черпака за изливане на определено ниво от дъното му. Запушалката също е изработена от смес от графит и огнеупорни материали. С преминаването на електрически ток през сензора в запушалката в момента, когато нивото на шлаката блокира сензора, токът рязко намалява, което води до действието на механизма, който управлява запушалката. Металът се излива в тигела със скорост 4,1-4,5 t/min.

Зареждаща камера се използва за добавяне или зареждане на твърд заряд в пещта: диаметърът на камерата е 900, височината е 2400 mm. Камерата може да се премести настрани по релсите, за да се монтира черпак с течна стомана на негово място. Камерата е със странична плъзгаща се врата, в която се навиват вани със заряд, вместимост на ваната е 0,81 m3. Вътре в камерата ваните са окачени на специален механизъм, който може да се използва и за окачване на потопяема термодвойка или сонда.

Тръбата за изливане на течен метал и кошници със заряд преминават през шлюз с номинален диаметър 900 mm, който има специална защита срещу прегряване и от изтичане на стомана през запушалката на черпака.

Вътре в топилната камера могат да се монтират тигели с различен капацитет. Параметрите на тигелите и индукторите са дадени в табл. 32.

Бобината на индуктора е заобиколена от магнитно яремче, което гарантира нейната твърдост. В облицовката на тигела е заградена аларма, която контролира прегряването на облицовката над опасна граница.

Тигелът се накланя с помощта на два сектора, разположени отстрани на рамката на пещта. Секторите се въртят от вериги, навити на хидравлично задвижван барабан.

Под камерата на пещта има камера с калъпи с дължина 26,4, ширина 2,4, височина 5,4 m, обемът на камерата за леене е 517 m3. Камерата на матрицата позволява използването на форми с височина до 4,5 м. Такива високи форми са необходими за леене на електроди за вакуумно-дъгови пещи.

Формите са монтирани на три товарни вагона, всеки от които е с товароносимост 85 тона и дължина 5,2 м.

Каретата разполага с палет с регулируема височина на повдигане, което позволява използването на различни по височина форми. Каретите се придвижват от хидравлично задвижвана верига.

Изливането на метал от тигела се извършва чрез междинно леярско устройство, което има тапи за контрол на скоростта на изливане. В случай на повреда на основната запушалка има допълнителна аварийна фуния.

Пещта се захранва от силови трансформатори с мощност до 2400 kW, работещи при честота на тока 60 Hz. Средната продължителност на топенето на твърд заряд е 8-9 ч. Напрежението на индуктора е 600 V, регулирането се извършва на осем стъпала на напрежението. Захранването осигурява скоростта на топене на твърдата шихта и в трите вида тигели от 2,7 до 3,15 t/h.

Вакуумната система се състои от ежектор пара-вода, който служи като спомагателна помпа за дифузионни помпи. Включва се по време на изливане и изливане, когато се получава най-интензивното отделяне на газ. Ежекторната помпа има четири степени, захранвана от специален котел с капацитет 7,65 тона пара на час. Капацитет на помпата 81 кг сух въздух на час. До налягане от 0,5 mm Hg. Изкуство. пещта се изпомпва за 20 минути.

Групата дифузионна помпа се състои от двадесет малки помпи с входен диаметър 400 mm. В студена пещ се осигурява вакуум от 0,001 mmHg. чл., в горещо 0,01 mm Hg. Изкуство. При изливане на течен метал налягането е 0,2 mm Hg. Изкуство. Теч в студена пещ 12 µm/h, или 1840 l-µm/s.

Скоростта на изпомпване на пещта е 0,01 mm Hg. Изкуство. 3100 m3/min. Общата мощност на нагревателите на помпата е 850 kW. Третият етап се състои от две механични помпи, които осигуряват 0,5 mm Hg. Изкуство. изпомпване на газ със скорост 13,5 m3/min. Използването на голям брой помпи улеснява отстраняването на проблеми, които възникват в тях чрез изключване на отделни групи помпи, тъй като всяка от тях е свързана с отделен тръбопровод към обща вакуумна линия с диаметър 1,8 m.

Още по-съвършена е инсталацията в завода на фирма "Циклопс Стийл".

На фиг. 82 е показан планът на цеха, в който е разположена вакуумна индукционна пещ, предназначена за работа на твърда шихта от 30 т. Дължината на цеха е 97, ширината е 44 м. През цеха минава ж.п. по който се подава необходимата такса. Висококачественият скрап се подлага на специално разглобяване на групи и анализ. В пещта за калциниране скрапът се почиства от влага и масло. Зарядните материали се подават към работната платформа на пещта, разположена на ниво 9 m над цеховия етаж. Тук скрапът се зарежда в специални контейнери и се транспортира до пещта с колички. Въпреки че пещта може да работи в полунепрекъснат процес, сместа може да се зареди в нея и да се търкаля обратно към горната половина на пещта. В сравнение с фурната

"Latrobe Steel" тялото на тази пещ е по-малко: диаметър 5,4, височина 7,8 м. Има шест прозореца за наблюдение с диаметър 1500 мм и специално устройство за проверка на вътрешните части на тигела. Основната част от шихтата в открита пещ може да се зарежда с кош с вместимост 7,5 тона, а при работа като полунепрекъснат процес, кутии по 5,5 т. По-малките добавки се дават на партиди от 0,5 тона.

В началото на топенето в тигела се зарежда прясна смес, след рафиниране се дават производствени отпадъци, а след това титан, алуминий и др.

Ориз. Фиг. 82. Оформление на "вакуумния цех" на фирма "Циклоп Стийл" с 30-тонна вакуумна индукционна пещ: 1 - отделение за пълнене на тигели и черпаци; 2 - пневматична поща до химическата лаборатория; 3 - въртяща се маса Фиг. ; 4 - отделение за изгаряне на скрап; 5 - почистване на скрап; 6 - кошчета за скрап; 7 - вземане на проби за скрап; 8 - компютърен център за управление на магазина; 9 - секция за отстраняване и ремонт на матрици; 10 - помпи; 11 - парен котел; 12 - добавка и секция за подготовка на легиране; 13 - секция на пещта; 14 количка за товарене на кофи; 15 - тунел за форми; 16 - индукционна вакуумна пещ

При проектирането на стоманената пещ Cyclops камерата за изливане е значително подобрена. Изработена е на два етажа (фиг. 83). Известно е, че леенето на метал през пръста на пещта директно в матрицата може да бъде придружено от проникване на частици шлака и други замърсители в тялото на слитъка. Този метод на "директно" леене е рязък контраст с утвърдените методи за изливане на стоманени блокове във въздух през специален черпак със заключващо устройство. Наличието на метал в черпака дава възможност да се отделят част от замърсителите чрез изплуването им, а използването на заключващ механизъм дава възможност да се организира изливането според желания режим. Ако при изливане на метал от пещи с малък капацитет използването на допълнителни устройства за леене е спорно поради неблагоприятното съотношение на обема на метала и контактните повърхности с огнеупорни материали, тогава при леене на големи порции метал (15–30 тона) използването на допълнителни устройства за леене е оправдано и необходимо. В тази пещ над калъпите, стоящи на колички, е разположена допълнителна релсова коловоза, по която може да се движи 30-тонен черпак със запушалка или изливаща фуния със запушалка. Изливането може да става от стационарен черпак или фуния във форми, движещи се под тях. Предвидено е и движението на черпака с метал върху фиксираните форми. Тази опция се използва за леене на блокове, по-предпочитана е, тъй като няма вибрации на течния метал, който все още не се е втвърдил във формата и не се нарушава нормалният процес на кристализация.

Ориз. Фиг. 83. Схема на изливане на метал от 30-тонна пещ на стоманодобивната компания Cyclope: а - общ изглед: 1 - 30-тонен черпак; 2 - порта 1200 мм; 3 - нагревател на черпак за изливане; 4 - кошници със заряд; 5 - платформа за управление на пещта; 6 - контролен панел; 7 - нагревател на междинни фунии; 8 - черпак за изливане; 9 - междинен улей за изливане; 10 - врати към камерата за изливане; 11 - панели за управление на изливането; 12 - форми; 13 - количка за форми; 14 - камера за леене; b - страничен изглед на пещта: 1 - подвижна зареждаща камера с кош; 2 - платформа за товарната камера; 3. - доставка на кошници със зареждане; 4 - към вакуумната система; 5 - кондензаторна батерия; 6 - трансформатор; 7 - 30-тонна пещ; 8 - контролен панел; 9 - улук; 10 - улейна камера 11 - контролен панел за леене; 12 - 30-тонен черпак за изливане; 13 - прозорци за гледане; 14 - плесенна камера

Движението на формите под неподвижна фуния се използва при леене на електроди за VFR с маса от 2,7 до 15 тона.

Металът се подава във фунията или черпака от пещта през специален улей, който преминава през разклонителна тръба с шибърен вентил с диаметър 900 mm. В горната част на тунела на матрицата има врати за разточване на черпака или фунията от вакуумната камера за тяхното нагряване. Преди монтажа в пещта, черпакът и фунията се загряват до 930-980°C, до началото на леенето температурата пада до 650-700°C. По дължината на камерата на матрицата има 21 стълба за наблюдение и управление на кастинг.

Трябва да се отбележи, че цялата гигантска инсталация се обслужва само от двама майстори. Поддръжката е значително улеснена от инсталирането на два контролни панела: близо до горната част на фурната и на конзолата и два компютъра. С помощта на изчислителни устройства за сплав от дадена марка, на базата на наличните материали, се изчислява съставът на заряда и пробата. След разтопяване на метала се взема проба, която се изпраща с пневматична поща в лабораторията на завода, намираща се на разстояние IJ1km. Пощата изминава това разстояние за 3 минути. След получаване на анализа компютърът изчислява необходимите легиращи добавки.

Цехът разполага с един кран за 80 тона, с помощта на който тигелът на пещта заедно с течен метал може да се извади от камерата на пещта в случай на авария по време на изливане.Освен това същият кран се използва за монтиране на черпак с течен метал върху пещта.

Производство и доставка на вакуумни индукционни пещи в Русия и страните от ОНД

В момента търсенето на стомана и сплави със специално предназначение за аерокосмическата, авиационната, ядрената и енергийната промишленост нараства бързо. Тези индустрии често изискват все по-високи стойности за здравина, чистота и други свойства на метала.

За да реши проблема с подобряването на качествените свойства на топените метали, MetaCube е готов да предложи технологии, базирани на иновативни методи на топене за производство на стомана и сплави със специални технологични свойства. Такива методи включват вакуумно индукционно топене.

Необходимостта от създаване на вакуумни индукционни пещи възникна поради необходимостта от въвеждане в промишленото производство на високореактивни и огнеупорни метали, като цирконий, титан, ниобий, берилий и молибден, както и тантал, волфрам, уран и редица други. Характеристика на такива метали е, че те се окисляват интензивно при нагряване на въздух и следователно топенето трябва да се извършва във вакуум.

Характеристики на вакуумните индукционни пещи

Технологията на вакуумно индукционно топене прави възможно получаването на високо пречистени метали в атмосфера без кислород. При използване на вакуумни индукционни пещи могат да се получат топлоустойчиви и високолегирани стомани, прецизни сплави. Също така във вакуумни индукционни пещи е възможно да се извършва термична обработка и топене на благородни и редкоземни метали, както и топене на висококачествено специално стъкло и използването им за получаване на монокристали. Във всички случаи материалът, получен във вакуумни пещи, се характеризира с повишена чистота и минимални отпадъци.

Важна роля при рафинирането във вакуумна индукционна пещ играе процесът на изпаряване на нискотопими примеси - олово, арсен, калай и бисмут. Високото качество на вакуумния метал отчасти се дължи на пречистването на сплавта от тези примеси, които се съдържат в много малки количества, което прави невъзможно определянето им дори чрез перфектни методи за анализ. Това е необходимо, когато изискванията към материала са доста високи и получената специална сплав трябва да отговаря на определени свойства.

Също така, предимството на вакуумните пещи е възможността за получаване на монокристални и фино-зърнести структури от метали. В този случай свойствата на получения материал могат да бъдат предвидени.

Работна температура на пещите - до 2200 - градуса.

• Възможност за продължително излагане на течен метал във висок вакуум;
• Висока степен на обезгазяване на метали;
• Възможност за презареждане на пещта по време на процеса на топене;
• Възможност за активно влияние върху интензифицирането на процесите на деоксидация и рафиниране във всеки момент на топене;
• Възможността за ефективен контрол и регулиране на състоянието на стопилката по отношение на нейната температура и химичен състав по време на целия процес;
• Специална чистота на получените отливки поради отсъствието на всякакви неметални включвания;
• Възможността за бързо нагряване (директно нагряване поради топлината, отделена в стопилката), като по този начин се повишава производителността;
• Висока хомогенност на стопилката поради активно смесване на метала;
• Суровини в свободна форма (буци, брикети, прах и др.)
• Висока ефективност и екологичност.

Изграждане на вакуумни пещи

е високочестотна пещ, изработена от огнеупорен тигел, поставен вътре в индуктор, който от своя страна е разположен вътре в запечатан корпус, от който се изпомпват газове чрез вакуумни помпи. Тигелът на вакуумните пещи се произвежда от прахообразни силно огнеупорни материали чрез опаковане в индуктор по шаблон. Вакуумните индукционни пещи са механизирани агрегати. Изливането на метал може да се случи или чрез завъртане на пещта вътре в камерата, или чрез завъртане на самата камера като цяло. Вакуумната индукционна пещ за топене ви позволява самостоятелно да извършвате следните операции: регулиране на температурата на стопилката, промяна на налягането вътре в камерата, разбъркване на стопилката и добавяне на други елементи към стопилката.

Модулният принцип на конструкция на вакуумните пещи дава възможност за постигане на повишена компактност на пещта, както и възможност за закрепване на допълнителни модули - разтоварваща камера, изливане, както и отстраняване на получените продукти.

Дизайнът на съвременните вакуумни индукционни пещи дава възможност да се монтират форми и да се разтоварват слитъци от тях, без да се нарушава вакуума в пещта. Вакуумните индукционни пещи са най-често автоматизирани устройства. Зареждането на заряда, въвеждането на добавки и добавки, изливането на метал се извършват с помощта на електрическо или хидравлично задвижване.

Купете вакуумна индукционна пещ на ниска цена - MetaCube Company

Компанията MetaKub е готова да ви предложи широка гама от вакуумни индукционни пещи на ниски цени с доставка и въвеждане в експлоатация в Русия и страните от ОНД. Нашата компания има богат опит в доставката на различно металургично оборудване на предприятия в Русия, Казахстан, Беларус и други страни от ОНД.

Вакуумните топилни пещи се използват за получаване на метали и сплави от най-високо качество. Ниското налягане в пространството на работната камера позволява драстично намаляване на съдържанието на газове в слитъка без използване на защитна среда.

Обхват на индукционните пещи

Вакуумните пещи се използват в много технологични процеси:

топене на метали и сплави: огнеупорни, топлоустойчиви, високолегирани;

синтероване на продукти от лесно окисляващи се метали;

обезгазяване на течни метали и други материали;

термична обработка на метали (закаляване, закаляване, отгряване);

покритие чрез отлагане на изпарени метали и др.

Основни видове вакуумни пещи

Най-често срещаните видове вакуумни пещи са:

дъга: използва се за топене на неръждаеми, електротехнически и други висококачествени стомани, огнеупорни метали (титан, цирконий, тантал и др.);

плазма: предназначена за топене на силно реактивни и огнеупорни метали;

индукция: те могат да бъдат приписани на оборудване с широко приложение. Най-разпространената индукционни пещи за вакуумно топенес накланящ се тигел. Използват се в големи металургични заводи за топене на висококачествени и високолегирани стомани и изливането им във форми.

Стандартни размери на топилни пещи

По размери вакуумните пещи за топене са разделени на лабораторни (с капацитет до 50-100 kg) и промишлени. Такава класификация обаче е много условна: има много индустриални модели с работен обем само 10-20 кг.

Принципът на работа на индукционните промишлени пещи

Въпреки конструктивните особености на различните видове вакуумни топилни пещи, те работят на един принцип: в огнеупорен тигел, поставен във вакуумна камера, металът се стопява (или течността се нагрява), рафинира и легира с помощта на нагряване елемент. Процесът завършва с леене на фасонни продукти или обикновени блокове.

Според принципа на работа вакуумните топилни пещи са разделени на три групи:

полунепрекъснато действие;

непрекъснато действие;

периодично действие.

Индустриалните полунепрекъснати пещи за топене не изискват системно намаляване на налягането. В тях калъпите се сменят с помощта на камери, отделени от основната с порти. Същите шлюзови устройства се използват и за зареждане на пещта. Полунепрекъснатите устройства се използват в промишлеността. Поради техните конструктивни характеристики:

огнеупорната облицовка на тигелите е в благоприятни условия, тъй като не е подложена на температурни промени;

няма нужда да се изпомпва въздух преди започване на нова стопилка, което има много положителен ефект върху работата на пещта;

в камерата образуването на метални оксиди е сведено до минимум и следователно се намалява замърсяването на последващата стопилка.

В индустриалните пещи за периодично топене не се предлагат шлюзове. За да извадите формата или да заредите сместа, е необходимо всеки път да сваляте налягането в корпуса и да отваряте вакуумната камера. Ето как работят лабораторните фурни.

Основните предимства на вакуумните пещи са:

икономическа изгода: вместо скъпи инертни газове се използва ниско налягане в камерата;

висока степен на пречистване на метала;

способност за упражняване на строг контрол на химичния състав и температурата на стопилката на всеки етап от технологичния процес;

защита на нагревателните елементи от окисляване, което позволява да се повиши работната температура.

Цената на индукционните пещи за вакуумно топене и други модели е доста висока, но разходите бързо се изплащат по време на тяхната работа.

Принципът на работа на индукционните пещи се основава на токовете, които възникват в стопилката с помощта на специални устройства - индуктори. В този случай индуцираните токове позволяват да се достигне температурата на топене в металите и се постига висока еднородност на стопилките поради смесване. Всички елементи на стопилките са подложени на вихрови токове, като по този начин слоевете се движат и се постига максимално възможно смесване на различни добавки и метали. Основните предимства на индукционните пещи включват най-простия ремонт, висока ефективност, възможността за получаване на сплави с желани характеристики и извършване на топлинна обработка във всеки режим.

навигация:

Индукторът, освен че създава електрически ток в обработвания метал, възприема механични вибрации и температурни натоварвания, следователно дизайнът осигурява необходимата здравина и огнеупорност както на проводимите, така и на изолационните части. Като изолация може да се използва въздушна междина, като трябва да се осигури необходимото разстояние между завоите и твърдото закрепване на проводника.

Използва се и лентова изолация, която се нанася върху лаковото покритие. Лентата трябва да има добри диелектрични свойства, за да осигури надеждна изолация на завоите.

Друг начин за осигуряване на необходимата диелектрична изолация на завоите на индуктора е използването на специален уплътнителен материал, инсталиран между завоите. Уплътненията се закрепват със специално лепило. Този метод обикновено се използва за изолиране на индуктор с висока мощност.

Смесването също така служи за осигуряване на желаното ниво на изолация. Този метод не е намерил широко приложение, тъй като индукторът в този случай е много труден за ремонт.

Проводимата част на индуктора трябва да има добра електрическа проводимост, намалявайки загубите на мощност. Освен това материалът, използван в електрическата част на индуктора, трябва да е немагнитен. За да се осигури максимална площ от страната, обърната към обработвания метал и по-малка маса, се използват различни секции с вътрешни кухини.

Рамката на пещта трябва да гарантира твърдостта на цялата конструкция и да изключва поглъщането на мощност от части. Индустриалните пещи обикновено използват цилиндрична рамка, изработена от стоманени листове със специални технологични отвори, които осигуряват свободен достъп до индуктора.

Топенето на метал в индукционна пещ ви позволява точно да контролирате температурните условия, да поддържате необходимата температура за определено време. Ефективността на индукционните пещи е много висока, тъй като няма допълнително нагрявани елементи, нагрява се само металът, който се обработва. По отношение на характеристиките на околната среда индукционните пещи са най-безопасни, тъй като няма продукти от изгаряне на гориво и вредни вещества, отделяни по време на други методи на топене.

Индукционните пещи се използват за топене на цветни и черни метали, закаляване, закаляване, отгряване, нормализиране на стомана. Конструктивно индукционните пещи са от канален тип и тигелни. Произвеждат се пещи, които позволяват топене с достъп на въздух, в определена газова среда със свръхналягане или вакуум.

В допълнение към цветните метали, индукционните пещи се използват за топене на благородни метали. Това обикновено изисква по-ниска температура, отколкото за черни метали. Топенето на паладий в индукционна пещ изисква окисляваща атмосфера, за разлика от други благородни метали.

Топенето на стомана в индукционни пещи прави възможно получаването на високолегирани класове, които отговарят на най-строгите изисквания. В някои случаи стоманата се топи в определена газообразна среда или вакуум, което позволява получаването на допълнителни качества.

Топенето на титан в индукционни пещи прави възможно получаването на блокове или заготовки с еднакъв състав в целия обем. Недостатъкът на топенето в индукционни пещи е относително високото съдържание на въглерод в крайния продукт. За да се намали въздействието на газовете, титанът се топи в аргонова среда или във вакуум.

Моля, имайте предвид, че топенето на мокри или ледени метали е много опасно, така че се препоръчва предварително изсушаване. Наличието на влага в работната камера на пещта, когато се появи стопилка, ще причини пръскане на горещ метал, което може да доведе до нараняване и повреда на оборудването.

Индустриална индукционна пещ

Проектирането на индустриални пещи се извършва въз основа на изискванията за технологичния процес. Проектът определя максимално възможната температура на нагряване, възможността за създаване на определена газообразна среда или вакуум, използването на тигели или канално разположение на работната част, степента на автоматизация. Индустриалните пещи трябва да бъдат оборудвани със системи, които осигуряват максимална безопасност по време на работа. Освен това, тъй като пещите работят с променлив електрически ток, неговата честота влияе върху мощността на пещта.

В зависимост от това какви температурни условия са необходими, какви видове метали или сплави се планират за топене, се използват различни видове облицовки. Облицовката на индукционните пещи може да бъде направена от огнеупорен материал, съдържащ над 90% силициев оксид с малко количество други оксиди. Такава облицовка се нарича киселинна и може да издържи до 100 нагрявания.

Основната или алкална облицовка е направена от магнезит с добавка на други оксиди и течно стъкло. Такава облицовка може да издържи до 50 нагрявания; в пещи с голям обем износването става много по-бързо.

Неутралната облицовка се използва по-често от другите видове и може да издържи над 100 топене. Най-често се използва в тигелни пещи. Трябва да се отбележи, че в резултат на топенето се получава неравномерно износване на облицовката. По този начин работният обем и дебелината на стената на облицовката се променят. По-голямо износване настъпва на места с по-високи температури, обикновено в долната част на пещта.

Тъй като промишлените индукционни пещи работят с големи натоварвания, намотката на индуктора може да стане много гореща по време на работа. За да се предотвратят негативните последици от прегряване, обикновено се предвижда система за водно охлаждане за отстраняване на излишната топлина от намотките на индуктора. При проектирането въпросът за охлаждане на индуктора е един от най-важните, тъй като надеждността и експлоатационният живот на цялата пещ зависи от ефективността на системата.

Максимално възможната автоматизация на процесите на топлинна обработка е предпоставка за нормалната работа на промишлените индукционни пещи. Правилно избраната автоматизация ще осигури различни режими, които ви позволяват най-точно да отговаряте на изискванията на технологичните процеси.

Производството на индустриални пещи се извършва в стриктно съответствие с изискванията на клиента и нормативните NTD. Индустриалните пещи могат да се произвеждат по стандартни проекти или по индивидуална поръчка. Задължително условие е сертифицирането на оборудването, което трябва да се извършва поне веднъж годишно.

Лабораторна индукционна пещ

Изследванията, проведени с различни метали и сплави, изискват създаването на определени условия в процеса на топене или термична обработка. Лабораторната индукционна пещ служи за осигуряване на определени условия, така че степента на автоматизация на такова устройство е много висока. В зависимост от това какви материали се планира да бъдат изследвани, лабораторните пещи се доставят с допълнително оборудване. Някои модели предвиждат възможност за топене под налягане или вакуум.

В лабораторни пещи за облицовка, в допълнение към горните материали, могат да се използват по-модерни топлоизолационни материали, като:

корунд, който може да издържи до 300 нагрявания;

различни топлоустойчиви влакнести материали;

керамични топлоизолационни плочи.

Лабораторните пещи включват също пещи за бижута, използвани за обработка на благородни метали, и зъботехнически пещи, предназначени за производство на протези. Пещите от този тип обикновено не са проектирани да произвеждат високи температури и да обработват големи обеми метал, така че мощността им не е висока.

Рамката на лабораторните пещи обикновено е под формата на куб или паралелепипед. За производството на ребра се използват различни немагнитни материали (дуралуминий, специална стомана, мед). Елементите на рамката са покрити с азбестоциментови листове, които осигуряват допълнителна топлоизолация. За да се намали нагряването на елементите на рамката, се използват специални изолационни уплътнения. Те също така служат за предотвратяване на появата на блуждаещи течения. В този случай индукторът е закрепен към горната и долната плочи.

Лабораторните индукционни пещи, подобно на индустриалните, изискват ефективно охлаждане на намотките. При някои модели въздушното охлаждане е достатъчно, в индуктори, работещи при високи температури, се използва вода.

Наличието на необходимото ниво на защита срещу индукционни токове в лабораторните пещи е предпоставка за осигуряване на безопасността на персонала. За да се осигури необходимото ниво на безопасност, се използват специални електромагнитни екрани. Обикновено те са изработени от алуминий или мед.

Вакуумните индукционни пещи (VIP) са предназначени за топене и рафиниране на високолегирани стомани, термоустойчиви и прецизни сплави с ниско съдържание на въглерод по такъв начин, че по време на топене се поддържа остатъчно налягане от 10-1-10-2 Pa. ВИП лицата работят върху отпадъци от собствено металургично производство и чисти метални материали. Големите VIP понякога използват течен междинен продукт, разтопен в други единици (обикновено EAF) вместо твърд пълнеж. В сравнение с други специални електрометалургични топилни, VIP има следните предимства:

1) течният метал може да се съхранява във вакуум за дълго време. Това осигурява дълбоко дегазиране, деоксидиране и пречистване на стоманата от неметални включвания и примеси от цветни метали;

2) възможно е да се стопят всякакви стомани и сплави със сложен химичен състав, наличието на електромагнитно разбъркване на метала създава благоприятни условия за бързо разтваряне на легиращи добавки;

3) лекота на регулиране на мощността и дозировката на енергия осигурява бързо прегряване на метала до необходимото ниво с висока точност.

Недостатъците на ВИП включват: замърсяване на метала с материала на тигела, студена шлака, ниска устойчивост на тигела (20-50 топи в индустриални пещи).

Електрическата ефективност на вакуумна индукционна пещ при топене на стомани е h = 0,7 x 0,8.

В индукционните тигелни пещи, които включват VFS, има естествена циркулация на разтопения метал, дължаща се на електродинамични сили. Циркулацията на метала възниква, когато вихровите токове, протичащи в течния метал, взаимодействат с тока на индуктора.Резултантната сила, насочена от индуктора към метала, пада върху средната част на тигела. Това води до възникването на т. нар. двуконтурна циркулация в стопилката, когато стопилката се притиска нагоре в горната част на ваната, а надолу в долната част, образувайки независими контури на движение на метала (фиг. 55, а ). В резултат на това металната повърхност се издига в центъра на тигела, образувайки изпъкнал менискус.

Интензивното смесване на метала играе положителна роля, като ускорява разтварянето на легиращите добавки и изравнява температурата в обема на ваната. Наличието на менискус е нежелано явление, тъй като шлаката се придвижва към стените на тигела, допринасяйки за ускорената ерозия на неговата облицовка, а металът е изложен в центъра, което води до увеличаване на топлинните загуби и влошаване в условията за реакциите между шлака и метал. Ефектът от смесването на метали се увеличава с намаляване на честотата и намалява с прехода към по-високи честоти.

Електрозахранването на вакуумни индукционни пещи се осъществява от машинни високочестотни генератори. тиристорни честотни преобразуватели и лампови генератори (използвани в лабораторни пещи). Ефективността на машинните генератори е 70-85%, лампата 50-70%, тиристорните преобразуватели 90-95%.

Конструктивни характеристики на вакуумни индукционни топилни пещи

Според принципа на действие вакуумните индукционни пещи (VIP) са два вида - периодични и полунепрекъснати.

Периодните пещи имат една вакуумна камера, където след евакуиране на въздух металът се разтопява и след това се излива във форма или калъп. След изливането на метала, пещта се разхерметизира, за да се отстрани матрицата със слитъка, да се прегледа и поправи тигелът и да се зареди шихтата. В този случай или капакът на корпуса се завърта настрани, или капакът на корпуса се отстранява, или корпусът на вакуумната камера се прибира. След отстраняване на слитъка, почистване на тигела и зареждане на нова част от шихта в тигела, във вакуумната камера се монтира празна форма, пещта се затваря, въздухът се изпомпва и започва следващото топене.

Полунепрекъснатите пещи имат три вакуумни камери: топене, зареждане и изливане. Понякога камерата за леене се заменя с камера за леене. След това металът се излива в топилната камера. Камерите за зареждане и изливане (или камерите на матрицата) са отделени от камерата за топене чрез плъзгащи се вентили. Това дава възможност в пещта без снижаване на налягането да се извърши не една стопилка, а серия от стопилки, чийто брой се определя от издръжливостта на облицовката на тигела (една кампания на тигела).

В полунепрекъснатите пещи, поради наличието на шлюзови затвори, едновременно с топенето на метал във вакуум в топилната камера, в зареждащата камера при атмосферно налягане се монтира кошница с нова част от шихта. В камерата за изливане едновременно се извършват операции по извличане на формите с излят в тях метал и монтиране на формите за изливане. Камерите за зареждане и изливане са отделени от външната среда чрез технологични плъзгащи се врати. След извършване на всички необходими операции, камерите за зареждане и изливане се запечатват с капаци и въздухът се евакуира от тях. Полунепрекъснатите пещи са широко използвани поради редица предимства в сравнение с периодичните пещи - по-висока производителност поради липсата на евакуация на въздух от топилната камера преди всяко топене, по-висока издръжливост на тигела поради намаляване на периодичното охлаждане и нагряване при топенето камерата се разхерметизира, изключва се времето за охлаждане на формите или формите преди изваждането им от топилната камера, намалява се окисляването на метала и замърсяването му поради постъпване на въздух в топилната камера.

На фиг. 7.

Схема на полунепрекъсната вакуумна индукционна електрическа пещ ISV-2.5NI с капацитет 2,5 тона, проектирана от VNIIETO

Пещта се състои от топилна камера 1 с цилиндрична част 8, вътре в който има индуктор с тигел 2 . Фурната се накланя чрез верижен механизъм 3. зареждаща камера 7 , вътре в който има саморазтоварващ се кош 5 , отделен от топилната камера с вакуумна брава 4. Кошница със зареждане 5 движи се с въжен механизъм 6. Пещта е оборудвана с осемсекционен дозатор 9 за зареждане в тигела по време на топенето на деоксиданти и легиращи добавки. За удобство при обслужването на пещта е монтирана платформа отвън в горната част на тялото 10. Тигелът се почиства с лост 11, разположени върху празна корица 12. Камера за мухъл 13 правоъгълна форма е свързана към топилната камера чрез вакуумна ключалка. До калъпната камера е монтирана специална стойка, предназначена „за монтиране на количка с форми 14 преди да се валят в топилната камера и след като се валят от пещта. Пещта е оборудвана със самоходна количка 15 за да върнете обратно капака 16 топилна камера 1. Формите между топилната камера и леярската камера се придвижват на количка посредством механизъм, задвижван от електрическо задвижване. Вакуумната система е снабдена с предвакуум и бустер помпи, които осигуряват евакуация на въздуха от топилната камера, зареждащата камера, формовъчната камера и дозатора.