11. Плены это слой окислов металла, покрывающий часть поверхности отливок. Иногда плены проникают в тело отливки, нарушая её сплошность. Они появляются из-за окисления металла при заливке его в форму. Особенно часто это наблюдается при заливке жаропрочных металлов. Устранить плены можно увеличением скорости заливки металла в форму. Струя металла при заливке должна быть короткой.
12. Недолив случай неполного выполнения геометрии и размеров отливки при наличии отверстии в ней. Причины: недостаток металла в ковше, уход металла из формы, низкая скорость заливки и недостаточная температура заливаемого металла.
13. Перекос сдвиг одной части отливки относительно другой, а также сдвиг полостей и отверстии относительно наружного контура отливки. Причины: неправильная подгонка или износ соединительных шпилек или втулок; неправильная сборка форм (без штырей), монтаж модельного комплекта. Меры предупреждения: контроль за штырями, втулками, применение шаблонов для форм и стержней.
14. Заливы различные по величине и форме ребра, выступы и приливы на теле отливки, не предусмотренные чертежом, как в местах разъёма формы и вдоль стержневых знаков, так и в любом месте отливки. Возникают из-за изношенности модельной оснастки, зазоров между знаковыми частями модели и стержневых ящиков, коробления опок, заливки форм перегретым металлом. Необходимо устранение этих недостатком и постоянный контроль за температурой металла и креплениями.
15. Коробление и несоответствие конфигурации отливки чертежу вследствие ее изгиба и целом или частично. Неправомерная усадка толстых и тонких частей отливки, быстрое охлаждение после термообработки и др.
16. Несоответствие металла отливки по химическому составу несоответствие химического состава отливок требованиям стандарта или технических условий. Причины дефекта: неправильная шихтовка, нарушение технологического процесса плавки.
Для выбора плавильного оборудования литейного производства необходимо обладать знаниями, широким кругозором, практическим опытом и навыками, знать программу производства (номенклатуру и объемы выпуска металлов, сплавов, отливок или изделий) по конкретной обоснованно выбранной технологии их получения. Качество подготовки, переработки и загрузки исходных материалов определяет решающую роль в выборе пла- вильного оборудования.
В подавляющем большинстве случаев при плавке металлов и сплавов стоимость шихты составляет до 85% от их себестоимости и оказывает на нее решающее воздействие.
Плавильное оборудование, позволяющее вести плавку с малыми безвозвратными потерями металла, обеспечивает наименьшую стоимость жидкого металла и максимальный выход годной продукции. Это главный принцип выбора плавильного оборудования.
Вторым принципом выбора плавильного оборудования является обеспечение требуемого качества жидкого металла или сплава, а точнее, качества отливок по выбранной технологии плавки.
Технологический регламент плавки является главным в определении требуемого плавильного оборудования и в предъявлении к нему вполне конкретных технических требований с учетом конкретных местных условий литейного производства для получения качественного металла и качественных отливок. Третьим принципом выбора плавильного оборудования является выбор производительности и количества плавильного оборудования для обеспечения заданной программы производства металла и отливок с заданным качеством, для обеспечения непрерывности и гибкости технологических процессов литейного производства.
Четвертым принципом выбора плавильного оборудования является выбор наиболее компактного оборудования, занимающего минимальную производственную площадь.
Пятым принципом выбора плавильного оборудования является определение затрат на обслуживание и эксплуатацию плавильного оборудования
Шестым принципом выбора плавильного оборудования является выбор стоимости плавильного оборудования с учетом обязательного выполнения предыдущих пяти принципов выбора оборудования.
При этом нельзя забывать главного условия выполнения всех шести принципов выбора плавильного оборудования: обеспечение максимальной безопасности ведения технологических процессов и экологической чистоты литейного производства при наиболее комфортных условиях работы на плавильном оборудовании.
Плавильное оборудование литейного производства относится к сложному и особо сложному технологическому оборудованию, так как управление технологическими процессами, осуществляемыми в нем, связано с получением и обработкой оперативной информации по большому количеству параметров и технологических показателей режимов плавки.
Современный уровень развития металлургии пока не позволяет получать совершенно чистые металлы, без примесей. Поэтому даже сверхчистые металлы в ряде случаев следует рассматривать как сплавы.
Технология плавления сплавов - это сложная химическая технология, в основе которой лежат физико-химические превращения веществ, реализуемые при высокой температуре в плавильной ванне, служащей термохимическим реактором.
Температура плавки самоустанавливается по результатам обеспечения технологическим регламентом плавки сложного равновесия (баланса) между энергопотребляющими и энерговыделяющими процессами химической электротермии и поэтому должна непрерывно контролироваться для эффективного управления процессами плавки и мощностью плавильного оборудования.
В настоящее время непрерывный и бесконтактный контроль температуры и управление температурой и мощностью плавильной ванны возможны только в индукционной плавильной ванне.
При плавлении ферросплавов, как правило, используется комбинированный (или смешанный) нагрев исходных материалов (шихты) с использованием прямого контактного дугового электрического разряда и внутреннего сопротивления шихты (сопротивления самой ванны).
В настоящее время основными видами плавильного оборудования в современных литейных производствах являются индукционные плавильные установки для черных и цветных металлов и сплавов промышленной и повышенной (средней) частоты тока, дуговые плавильные установки для черных сплавов переменного и постоянного тока и плавильные установки комбинированного (смешанного) нагрева (дугового нагрева и нагрева сопротивлением).
Эффективность выбранного плавильного оборудования зависит от суммы затрат на производство единицы жидкого металла или сплава с учетом капитальных затрат на подготовку основных и вспомогательных производственных помещений (их фундамента, стен, перекрытий, площадок обслуживания и переходов, всех необходимых коммуникаций, а также подъездных путей и трасс работы грузоподъемного и транспортного оборудования) с учетом энергетических затрат на энергоносители, материальных затрат на шихтовые и вспомогательные материалы (смазочные материалы, гидравлические жидкости, газы и т.п.), стоимости труда рабочего и обслуживающего персонала и прочих производственных расходов, включая расходы по обеспечению промышленной безопасности производства и экологической чистоты литейного производства.
Выбор плавильного оборудования для литейных производств - это большая и сложная работа, которая может быть выполнена с привлечением к ней ученых, инженеров-проектировщиков, инженеров-конструкторов, инженеров-технологов и других высококвалифицированных специалистов литейного производства.
Индукционные плавильные печи.
Плавка черных металлов в индукционных печах имеет ряд преимуществ перед плавкой в дуговых печах, поскольку исключается такой источник загрязнения, как электроды. В индукционных печах тепло выделяется внутри металла, а расплав интенсивно перемешивается за счет возникающих в нем электродинамических усилий. Поэтому во всей массе расплава поддерживается требуемая температура при наименьшем угаре по сравнению со всеми другими типами электрических плавильных печей. Индукционные плавильные печи легче выполнить в вакуумном варианте, чем дуговые.
Однако важнейшее достоинство индукционных печей, обусловленное генерацией тепла внутри расплавленного металла, становится недостатком при использовании их для рафинирующей плавки. Шлаки, имеющие очень малую электропроводность, нагреваются в индукционных печах от металла и получаются со сравнительно низкой температурой, что затрудняет проведение процессов рафинирования металла. Это обусловливает использование индукционных плавильных печей преимущественно в литейных цехах. Кроме того, высокая стоимость высокочастотных питающих преобразователей сдерживает применение высокочастотных плавильных печей.
Конструкция и схема питания индукционной печи существенно зависят от наличия или отсутствия железного сердечника. Поэтому индукционные печи рассматриваются далее в соответствии с этим признаком.
В индукционной плавильной печи главной частью является индуктор, выполняемый обычно из медной трубки и охлаждаемый протекающей по ней водой. Витки индуктора располагают в один ряд. Медная трубка может быть круглого, овального или прямоугольного сечения. Зазор между витками составляет 2-4 мм. Число витков индуктора зависит от напряжения, частоты тока и емкости печи. Витки закрепляют на изоляционных стойках, с помощью которых индуктор устанавливают в каркасе печи. Каркас печи должен обеспечивать достаточную жесткость конструкции; чтобы не нагревались вались его металлические части, они не должны образовывать электрически замкнутого контура вокруг индуктора.