Электроплавка и тигельная плавка стали

Плавка металлов с помощью электрической дуги впервые осуществлена русским ученым В. В. Петровым еще в 1802 г. Однако в промышленной металлургии открытие Петрова начало использоваться лишь в текущем столетии, когда достигло значительного развития производство дешевой электроэнергии.

Благодаря возможности более точного управления процессом достигается получение металла заданного состава.

В настоящее время этот способ широко применяется для выплавки высококачественных легированных сталей и ферросплавов. Существуют два вида печей для электроплавки: дуговые и индукционные.

Дуговые печи

В настоящее время металлургическая отрасль шагнула далеко вперед, и теперь металлообработка на заказ становится все доступнее и доступнее.  Огромное значение в металлургической промышленности играют дуговые печи. Теплота в такой печи выделяется электрическими дугами, образующимися между электродами и металлической ванной и развивающими температуру до 3500° и выше.

Три угольных или графитовых электрода расположены вертикально и проходят через динасовый свод печи. Они закрепляются в электрододержателях и могут иметь вертикальное перемещение для регулирования дуги.

Снаружи печь имеет железный кожух. Завалка шихты производится через загрузочное окно  или через верх печи (в печах со съемным сводом); выпуск готового металла — через специальное отверстие и желоб. Для наклона при выпуске шлака и металла печь имеет поворотный механизм  Футеровка пода и стенок основных печей делается из магнезита, кислых — из динаса.

В печах с вертикальными электродами ванна является проводником тока, который течет по ее поверхности от одного электрода к другому, а дуги расположены между электродами и металлом, поэтому расплавление шихты идет быстро и управление плавкой просто. Это является причиной широкого распространения таких печей.

Для переплавки небольшого количества чугуна и медных сплавов применяются печи с горизонтальными электродами. В этих печах дуга образуется между двумя графитовыми электродами и расплавление шихты происходит за счет теплоты, излучаемой дугой.

Емкость дуговых электропечей колеблется в широких пределах: от 250 кг до 120 т (для печей с вертикальными электро дам и).

В настоящее время в уделяется большое внимание изготовлению и установке крупных дуговых печей. Эти крупные элею троплавильные агрегаты имеют весьма высокую производительность. Установка крупных дуговых печей позволит в короткий срок добиться нового мощного подъема советской электрометаллургии.

Индукционные печи. Бывают печи со стальным сердечником (низкой частоты) и без стального сердечника (высокой частоты).

Печи со стальным сердечником представляют, по существу, трансформатор, вторичной обмоткой которого является только один виток — кольцеобразная металлическая ванна. Переменный ток, пропускаемый через обмотку 2 сердечника, создает в сердечнике магнитный поток, возбуждающий в металлической ванне индукционный ток большой силы, который превращается

В теплоту и разогревает металл.

Печи со стальным сердечником не получили широкого распространения, так как имеют

Ряд существенных недостатков: узкое и неудобное для работы плавильное пространство, невозможность сливать всю выплавленную сталь и др.

Печи без стального сердечника представляют собою огнеупорный тигель, окруженный обмоткой (индуктором) из полой медной трубки, внутри которой циркулирует вода для охлаждения. Между обмоткой и тиглем, наполненным металлом, находится тепловая изоляция.

Образующиеся в металле вихревые токи производят его нагрев и расплавление. Вихревые токи усиливаются с увеличением частоты переменного тока.

Высокочастотные печи нашли более широкое распространение, чем низкочастотные. Их емкость достигает 8 т. Однако для плавки стали наибольшее применение имеют дуговые печи, обладающие рядом преимуществ.