2 Получение материала

2.1 Выбор печи для плавки

Для выплавки алюминиевого сплава наиболее подходящей будет электрическая печь сопротивления. Электропечи заняли прочное место в промышленности и применяются на многих заводах, где производство алюминиевых сплавов приобрело достаточно широкие масштабы.

Основными преимуществами этих печей являются:

- значительное снижение угара по сравнению с печами с нефтяным или газовым обогревом;

- высокая производительность, обуславливаемая большой ёмкостью и мощностью;

- высокий коэффициент полезного действия;

- незначительное поглощение газов расплавом;

- сравнительно невысокий расход электроэнергии;

- простота конструкции;

- облегчение условий труда рабочих;

- возможность лёгкой регулировки температур.

Электропечи сопротивления имеют различную ёмкость от 0,5 до 20 т, благодаря чему они могут применяться при различных масштабах производства.

Схема электропечи сопротивления САТ-0,1 приведена на рисунке 3:

Рисунок 3 – Схема электропечи сопротивления САТ-0,1

1 - цилиндрический стальной кожух; 2 - футеровка из огнеупорного шамотного кирпича; 3 - нагреваткльные элементы, изготовленные из нихромовой проволоки; 4 - теплоизоляционный слой, находящийся между корпусом печи и фурнитурой; 5 - концы нагревательных элементов; 6 - коробка для подключения к сети; 7 - чугунный или стальной тигель; 8 - плита, укреплённая на кожухе плиты; 9 - вытяжной зонт.

На рисунке 3 изображена электрическая печь сопротивления типа САТ-0,1. Ванну электропечи на уровне расплава футеруют магнезитовым кирпичом, так как при применении шамотного кирпича на подине и стенках печи образуются трудно отделимые настыли, приводящие к зарастанию печи. При взаимодействии шамота с расплавом, несмотря на низкую рабочую температуру, равную 750-800ºС, происходит восстановление свободного кремнезёма алюминием и повышение содержание в кладке окиси алюминия с 15-20%, металлического кремния до 4-5% и металлического железа до 1%. Кремний перемещается на рабочую поверхность и при взаимодействии с расплавом насыщает его. В остатках на подине содержание кремния может доходить до 1%.

Нагревательные элементы располагаются в своде, а иногда также и у боковых стенок печи. Материалом для них служит нихром. Нагревательные элементы укреплены в своде с помощью фасонных кирпичей, которые образуют открытые в сторону ванны и каналы и защищены экранами во избежание попадания на элементы брызг жидкого металла.

С целью усовершенствования конструкции на увеличение ёмкости печи и на облегчение ее обслуживания были удалены нагревательные элементы из форкамер и в средней части печи сняты защитные экраны с нагревательных элементов.

Печи сопротивления снабжены леткой в средней части боковой стенки печи.

Наклон печи осуществляется с помощью мотора и червячной передачи.

В электропечах сопротивления не рекомендуется проводить плавку под флюсом из-за опасности разрушения нагревательных элементов. Поэтому они предназначены для плавки чистой высококачественной шихты: свежих чушковых металлов с добавкой лигатур, крупных очищенных отходов и чушковых вторичных сплавов. Электропечи не пригодны, например, для переработки стружки и других мелких отходов.

В качестве раздаточных печей при литье под давлением применяются электрические печи сопротивления типа САТ-0,1.

2.2 Шихтовые материалы

При производстве отливок из цветных сплавов в качестве шихтовых материалов используют:

- первичные цветные металлы, которые являются основой или легирующими компонентами сплавов, - Al, Mg, Mn, Ni, Si, Zn, Sn, Pb, Ti, Co и др.

- чушки вторичных цветных сплавов, получаемые с заводов вторичных цветных металлов и используемые для приготовления специальных марок сплавов или для подшихтовки;

- лигатуры цветных металлов и сплавов;

- отходы литейных и механических цехов (литники, выпоры, прибыли, стружка и др.);

- лом и отходы, поступающие со стороны.

Порядок загрузки шихтовых материалов: чушковый алюминий, крупногабаритные отходы, отходы литейных и механических цехов (литники, некачественные отливки), переплав лигатуры (чистые металлы). Компоненты шихты вводят в жидкий металл при температуре 730°С (не выше) – стружку и мелкий лом; 740-750°С – медь; 700-740°С – лигатуры; цинк загружают перед магнием к концу плавки. Температура нагрева литейных алюминиевых сплавов не должна превышать 800-830°С.

Производить расчет шихты необходимо с учетом потери материала на угар.

Шихта для плавки рассчитывается с учётом угара компонентов, потерь при рафинировании. Угар компонентов рассчитывается по среднему составу сплава.

На 100 кг сплава расчет шихты приведен в таблице 5.

Таблица 5 - Средний химический состав сплава АК7ч

Компонент	Al	Si	всего
Масса компонента на 100 кг шихты	91,0	7	100 кг
Угар, % (мас. доля)	3	1	-
Угар, кг	2,73	0,07	1,00
Расчётная масса шихты, кг	93,73	7,07	100,77

Следовательно, для того, чтобы выплавить 100 кг, загружается в печь 100,77 кг шихты.