Оборудование для плавления и разливки магниевых сплавов при производстве чушек

22.01.2017

На заводе Clifton Junction емкость тиглей, применяемых при отливке магниевых чушек, составляет 2 т (рис. 1). Тигли отливают из стали с содержанием углерода около 0,4%. Масса нового тигля равна 5 т, минимальная толщина стенки 63,5 мм. Тигли отливают вместе с проушинами для подъема и транспортировки мостовым краном.
Тигли небольшой емкости (45—270 кг), используемые при фасонном литье и т. п., обычно сваривают из котельной стали. Чашевидное дно тигля можно вырезать и заменять новым.
Для двухтонных тиглей на заводе Clifton Junction применяют стационарные футерованные газовые печи. Многочисленные газовые горелки, направленные на стенки тигля, обеспечивают равномерный нагрев. Огнеупорные кирпичи должны иметь высокую плотность и содержать незначительное количество SiO2. Полезной предосторожностью является огнеупорная емкость под тиглем с выпускными отверстиями для улавливания и направления расплавленного металла, появляющегося при возможных утечках.
Оборудование для плавления и разливки магниевых сплавов при производстве чушек

В литейных цехах некоторых стран, особенно США, установлены плавильные печи емкостью 450—900 кг, поворачивающиеся вокруг сливного носка. Такие печи часто применяют для приготовления сплавов, которые разливают в меньшие тигли (емкостью 45—270 кг), рафинируют и затем льют в земляные формы и т. п.
В США созданы поворотные отражательные печи для магния емкостью 18—23 т, футерованные огнеупором Tercod (карборунд, облицованный графитом). Горелки установлены в своде печи. Флюс на поверхность металла вдувается сжатым воздухом. Однако такие печи, футерованные графитом, непригодны для сплавов с цирконием.
Печи для тиглей емкостью 50—300 кг обычно делают неповоротными и обогревают газом или мазутом. При наличии единичных тангенциальных горелок, которые очень распространены, желательно избегать прямого направления пламени на тигель. В особенности при мазутном обогреве должно быть обеспечено пространство для сгорания. Тигли поднимают и транспортируют с помощью мостового крана или тали. Первая схема является, конечно, предпочтительнее.
Для отливки высококачественных чушек желательно иметь автоматически поворачивающиеся печи или обогреваемое гнездо и разливочный конвейер. Однако в некоторых странах получают вполне удовлетворительные чушки при ручной разливке.
Литейные тигли лучше всего помещать в корпус, поворачивающийся вокруг носка, но очень часто применяют ручные литейные ковши, поддерживаемые мостовым краном или талью,
Двухтонные плавки рафинируют вручную или с помощью вращающейся механической мешалки. Для плавок массой до 1 г характерно ручное перемешивание. Его выполняют Г-образной мешалкой соответствующих размеров.
Если тигли нестационарные, то стеллажи для них следует делать с принудительным охлаждением. Необходима также механическая поворотная люлька, в которую вставляют тигель после окончания разливки. Жидкий металл, оставшийся в тигле, разливают в чушки, а остатки флюса сливают на специальные противни.
Меры безопасности

Вследствие бурной реакции термитного типа, которая может проходить между расплавленным магнием и окалиной горячей печи, необходимо предпринимать активные меры предосторожности во избежание утечки магния из тигля и уменьшения последствий утечек. Соответствующие меры описаны в работе. Прежде всего необходимо регулярно, например один раз в день, удалять из печей окалину. Двухтонные тигли лучше всего чистить после каждой плавки и регулярно осматривать.
После каждых пяти плавок рекомендуется тщательный осмотр, после каждых десяти плавок — «испытание разогревом докрасна» и после каждых пятидесяти плавок — измерение толщины стенки.
Осмотр выполняют после удаления остывшей окалины. Такие дефекты, как трещины, отверстия и пористость, часто обнаруживают в связи с присутствием флюса на внешней стороне тигля. Флюс смачивает сталь и поэтому легче проникает в узкие щели, чем магний. Указанные дефекты устраняют электросваркой после предварительной разделки и зачистки с помощью кислородно-ацетиленовой горелки.
Большие отверстия иногда заделывают с помощью стальной пробки, ввариваемой в стенку тигля.
Испытание разогревом докрасна заключается в следующем: очищенный тигель помещают в печь и равномерно нагревают до темно-красного цвета. При осмотре изнутри более тонкие участки станки тигля выглядят более светлыми, чем остальная площадь.
Измерения толщины стенки производят специальными кронциркулями или с помощью ультразвука. Тигли бракуют в том случае, если толщина стенки двухтонного тигля уменьшается в какой-либо точке до 22 мм.
Испытание молотком заключается в простукивании всего тигля в холодном состоянии: слабые места определяют по изменению звука от ударов молотка.
В случае утечки (обычно проявляющейся в местном пожелтении газового пламени или вспышках горящего магния) желательно отключить подачу газа ко всем печам и освободить литейный цех от обслуживающего персонала, подавая световые или звуковые аварийные сигналы.
Если в течение нескольких минут взрыва не произошло, к печи может подойти ответственное лицо в защитной асбестовой одежде и осмотреть печь. Если окажется, что тигель поднять неопасно, его удаляют из печи с помощью крана и устанавливают в стеллаж до полного затягивания течи при затвердевании металла. Если утечка металла очень мала, тигель можно поднять в повторную люльку и перелить металл в свободный горячий тигель. Горячие тигли должны быть всегда в наличии, даже если вероятность их использования незначительна.