Рафинирование алюминия

5. Рафинирование алюминия

Рафинирование алюминия осуществляется в расплавленной среде. Анодом является сплав загрязненного алюминия с тяжелым металлом, к которому через подовые угольные блоки 1 подводится ток большой силы (рис. 160), катодом — чистый рафинированный металл, отрицательный полюс к которому подводится с помощью подвесных графитовых катодов 5.

В качестве электролита обычно применяют смесь ВаС12 (60%), A1F3 (23%) и NaF (17%), имеющую плотность в условиях процесса 2,7 (плотность чистого алюминия в этих условмях 2,3). В качестве утяжелителя для анодного сплава наиболее удобно применять медь, которую обычно вводят в количестве 25%, что вполне предохраняет анодный сплав от всплывания со дна электролизера (плотность 3,0—3,5).

Сущность процесса электролитического рафинирования по трехслойному методу сводится к следующему. Если на дно электролитической ванны (рис. 160) поместить расплавленный анодный сплав из алюминия-сырца и меди, а над ним электролит указанного выше состава и через них пропускать постоянный электрический TOKJ то через некоторое время на катоде начнется выделение чистого алюминия. По мере хода процесса содержание алюминия в анодном сплаве постепенно уменьшается, а количество чистого алюминия на катоде увеличивается.

Высота слоя анодного сплава в ванне 200—250 мм, электролита — 120—150 мм. Рекомендуется всегда иметь на катоде слой металла толщиной около 100 мм. Во избежание окисления катодного металла его засыпают сверху тонким слоем порошкообразного электролита. Процесс ведут при температуре 760—800° С. Напряжение на ванне выдерживают в пределах 6—7 В. При этом может быть получен алюминий чистотой до 99,99%.\

Рафинирование по этому методу обходится очень дорого и поэтому применяется в ограниченных масштабах.

Для получения алюминия особой чистоты широкое применение получил метод зонной перекристаллизации, в основе которой лежит не одинаковое распределение примесей алюминия (или другого рафинируемого металла) между жидкой и твердой фазой при частичном расплавлении.

Процесс зонной перекристаллизации алюминия практически ведут следующим образом. Слиток алюминия высокой чистоты (А99, А995), очищенный от пленки окислов травлением, помещают в графитовую лодочку и затем в кварцевую трубку, внутри которой создается - вакуум (остаточное давление не выше 0,1 Па (10^-4— 10^-5 мм рт. ст.). Снаружи вдоль трубки медленно (1 см в минуту) передвигают узкий нагреватель (обычно кольцо высокочастотного индуктора), с помощью которого создается узкая расплавленная зона слитка (25—30 мм). Если в алюминии нет примесей второй группы, более чистой получается та часть слитка, с которой начиналась зонная переплавка. Обычно зонную переплавку повторяют в одном направлении подряд 10—15 раз, после чего можно получить металл особой чистоты (до 99,9999% А1).

ТИТАН, МАГНИЙ И ИХ СПЛАВЫ

Титан — металл серебристого цвета с голубоватым отливом; имеет невысокую плотность 4,507 г/см3; плавится при температуре около 1660° С, кипит при 3260° С. Титан имеет две аллотропические модификации; до 882° С существует a-титан, имеющий гексагональную решетку и при более высоких температурах b-титан с кубической объемноцентрированной решеткой.

Механические свойства титана значительно изменяются от содержания в нем примесей. Чистый титан ковок и имеет невысокую твердость НВ ~ 70; технический металл хрупок и тверд (НВ180— 280).

Вредными примесями титана являются азот и кислород, резко снижающие его пластичность, а также углерод, который при содержании более 0,15% снижает ковкость, затрудняет обработку титана резанием и резко ухудшает свариваемость. Водород сильно повышает чувствительность титана к надрезу, поэтому этот эффект называют водородной хрупкостью.

На поверхности титана образуется стойкая оксидная пленка, вследствие чего титан обладает высокой сопротивляемостью коррозии в некоторых кислотах, в морской и пресной воде. На воздухе титан устойчив и мало изменяет свои механические свойства при нагреве до 400° С. При более высоком нагреве он начинает поглощать кислород и постепенно ухудшаются его механические свойства, а выше 540° С—становится хрупким. При нагреве выше 800" С титан энергично поглощает кислород, азот и водород, что используется в металлургии для раскисления стали.

Титан давно и широко используется как хороший раскислитель и легирующая добавка в стали и сплавы цветных металлов.

Восстановление тетрахлорида титана магнием

Восстановление тетрахлорида титана ТiСl₄ проводят периодически в цилиндрических стальных герметичных ретортах диаметром от 850 до 1500 мм и высотой от 1800 до 3000 мм. Такой объем реторты позволяет получать за одну операцию до 1500 кг титановой губки.

Реторты устанавливают вертикально обычно в электрическую печь сопротивления. Сверху реторта закрыта крышкой, имеющей патрубки для загрузки магния, подачи Т1С14 откачки воздуха и подвода аргона (рис. 168).

После установки реторты в печь и откачки из нее воздуха она заполняется осушенным аргоном и нагревается до 740—800° С, после чего в нее заливают жидкий магний и начинают подачу жидкого тетрахлорида титана. Процесс получения титана можно упрощенно представить следующим уравнением реакции:

ТiСl₄(газ) + 2Мg(ж) = -2МgС12(ж) + Тi(тв) + 935 000 Дж (223 000 кал)

После интенсивного развития реакции выключают нагрев и поддерживают температуру в пределах 750—850° С. Титан выделяется в реторте в виде хорошо развитых дендритов, которые получили название титановой губки.

Титановая губка дробится и тщательно сортируется. Наиболее чистая губка идет на переплавку; низкосортная, содержащая включения хлоридов, брикетируется и используется как раскислитель стали в черной металлургии. Для получения из титана и его сплавов ответственных изделий очень важна его хорошая пластичность и свариваемость, а также термостойкость..

Получение титана высокой чистоты

Обычная чистота титана, получаемого переплавкой губки, составляет 99,6—99,7°о, однако требуется и более чистый металл, содержащий 99,9 % титана и выше.

Чистый титан получают в небольших количествах переработкой губки иодидным способом, использующим обратимость реакции

Тi + 2I₂=ТiI₄

При температуре 100—200° С реакция протекает вправо, а при 1300-1400°С- -влево.

Губку загружают в кольцевое пространство между стенкой реторты и молибденовой сеткой (рис. 171). На молибденовых держателях зигзагообразно закрепляют проволоку из чистого титана диаметром 3—4 мм и длиной около 10 м. После герметичного укрепления крышки и откачки воздуха до остаточного давления 0,1—0,01 Па (10~4—10~5 мм рт. ст.) реторту помещают в термостат с температурой 100—200° С и внутри ее особым приспособлением разбивают ампулу с иодом. Пары иода, заполняя все пространство реторты, реагируют с титановой губкой и стружкой, образуя пары йодистого титана.

Титановую проволоку накаливают до 1300—1400° С, пропуская через нее ток. На раскаленной проволоке эти пары разлагаются, образуя кристаллы чистого титана, и освобождают иод, который вновь реагирует с титановой губкой, нагретой до 100—200° С.

Общие сведения о магнии

Магний — серебристо-белый металл. Важнейшее его физическое свойство—малая плотность, равная 1,738 г/см3 (при 20ºС).

Природный магний состоит из смеси трех стабильных изотопов. Причем искусственный изотоп Мg²⁸ с полураспадом в 21,3 ч может быть применен в качестве радиоактивного индикатора. Кристаллы магния обладают компактной гексагональной структурой.

Магний в виде слитков или изделий не огнеопасен. Возгорание магния может произойти лишь при температуре, близкой к точке его плавления (651° С) или после расплавления, если он не изолирован от кислорода воздуха. Магний не магнитен и не искрит при ударах или трении.

Предел прочности и другие механические свойства магния очень зависят от его чистоты и способа приготовления образца.

В настоящее время для получения магния применяют: магнезит, доломит, карналлит, а также морскую воду и отходы ряда производств.

Магнезит — углекислый магний МgСО3. Природный минерал магнезит обычно содержит карбонат кальция, кварц, а также примеси других минералов, включающих окислы алюминия и железа.

Для производства магния применяют только чистый каустический магнезит, полученный по реакции МgСО3 = МgО + СО, при нагревании (обжиге) природного магнезита до 700—900º С

Дoломит— горная порода, представляющая собой двойной карбонат кальция и магния МgСО3-СаСО3. Доломиты обычно содержат примеси кварца, кальцита, гипса и др. Содержание и окраска примесей определяют окраску породы. Доломит широко распространен в природе и составляет около 0,1% всех горных пород, входящих в состав земной коры. Доломит так же, как и магнезит, применяемый магниевой промышленностью, предварительно обжигают до получения смеси окислов МgО и СаО.

Карналлит МgС1₂ • КС1 · 6Н2О — природный хлорид магния и калия — очень гигроскопичное кристаллическое вещество, обычно окрашенное примесями в розовый, желтый или серый цвет.

Понятие об электролитическом способе получения магния

В основном магний получают электролитическим способом, важнейшими стадиями которого являются: а) получение чистых безводных солей магния; б) электролиз этих солей в расплавленном состоянии и в) рафинирование магния.

Известны варианты электролитического способа получения магния, различающиеся по составу солей, поступающих на электролиз (карналлит, хлористый магний и т. д.), и по способу получения этих солей (хлорирование магнезита, обезвоживание хлористого магния н т. п.). Электролиз проводят в расплавленных хлоридах магния, калия, натрия и кальция, так как при электролизе водных растворов его солей из-за отрицательного потенциала магния на катоде выделяется только водород. Схема электролизера для получения магния изображена на рис. 172.

Анодами служат графитные плиты 4, катодами — стальные пластины 2. Так как плотность расплавленного электролита больше, чем плотность магния в этих же температурных условиях, то выделяющийся на катоде жидкий магний, не растворяясь в электролите, в виде капель всплывает на его поверхность. На аноде выделяется газообразный хлор, который также поднимается и выбрасывается из электролита. Во избежание взаимодействия хлора и магния и короткого замыкания анода и катода расплавленным магнием вверху устанавливают перегородку /, которую принято называть диафрагмой. Во время электролиза расходуется хлористый магний, периодически вводимый в электролит.

Собирающийся на поверхности катодного пространства магнии периодически удаляют. Выделяющийся в анодном пространстве хлор отсасывают через трубы 3 и используют, например, для хлорирования окиси магния или окиси титана.

Питание ванн электролитом. В процессе электролиза идет непрерывное разложение хлористого магния, поэтому для восполнения его расхода в ванну периодически вводят свежие расплавленные хлористые соли.

Регулирование температуры. Электролиз должен протекать при температуре 690-720° С, при этом нижнего предела желательно придерживаться при питании ванн хлористым магнием, а верхнего — при питании карналлитом. В процессе электролиза необходимо наблюдать за температурой электролита, так как отклонение от нормы, особенно в сторону повышения, знач! но ухудшает показатели.

В магниевых ваннах для регулирования температуры не ме! межполюсное расстояние, как это принято при электролитнчес ком получении алюминия, а изменяют состав, а с ним и эле проводность электролита.

Извлечение магния из электролизера. Это обычно производят не реже одного раза в сутки, применяя вакуумные ковши (рис 173).

Удаление шлама. В электролит с хлористым магнием поступает и окись магния; кроме того, может протекать гидролиз электролита с образованием окиси магния. Окись магния оседает на дно электролизера, увлекая за собой другие продукты и образуя шлам.

Содержащиеся в магнии примеси можно разделить на две группы.

Первая группа — металлические примеси, попадающие в магний при его получении. Важнейшими из них являются железо, натрий и калий, которые попадают в магний в результате электролитического разложения их соединений, имеющихся в составе электролита или попавших в него с сырьем.

Вторая группа — неметаллические примеси, механически захваченные при извлечении магния из ванны. К ним относятся главным образом хлориды кальция, магния, натрия и калия, окись магния, а также нитрид и силицид магния.

Для рафинирования магния предложено много различных флюсов. В качестве примера можно привести флюс ВИ-2, содержащий 38—46% МgСl₂; 32—40% KCl; 3—5% СаF₂; 5—8% ВаС1₂, применяемый для переплавки магния, для плавки его сплавов в стационарных тиглях и в индукционных печах. Этот флюс хорошо рафинирует металл и плавится при температуре 420° С. Флюс ВИ-3 содержит обычно 34—40% МgС1₂; 25—36% КС1; 15—20% СаР2; 7—10% МgО; он является универсальным при плавке магниевых сплавов в выемных тиглях. При рафинировании к концу процесса по мере спокойного охлаждения металла образованный им шлак затвердевает, превращаясь в твердую корку.

Наилучшие результаты рафинирования можно получить при сублимации магния в вакууме, которая описана при очистке губчатого титана после его восстановления магнием.

Сварка, резка и пайка металлом.

Сваркой называют технологический процесс получения неразъемных соединений заготовок по средствам установления межатомных и межмолекулярных связей между свариваемыми частями.

Сварочные процессы применяют для изготовления сварных конструкций, исправления брака при отливке деталей, для восстановления поломанных, изношенных частей.

Свариваются между собой как однородные детали, так и разнородные (сталь с медью, медь с алюминием и т.д.), а также металлы с неметаллами(керамикой, стеклом). ГОСТ 19521-74 определяет три класса сварки: термический, механический и термомеханический.

·  К термическому виду сварки относятся сварки плавлением. К этому виду относятся дуговая, электрошлаковая, плазменная, электроннолучевая, лазерная, газовая, термитная сварка.

·  К механическому виду сварки относятся те, при которых определяющим фактором является пластическое деформирование. К механическому классу относят холодную, ультразвуковую сварку, сварку взрывом, трением.

·  К термомеханическому классу относятся те виды, при которых для образования сварных соединений используют тепловую энергию и внешнее давление. К этому классу относится контактная, газопрессовая, диффузионная и т.д.

Для изготовления сварных конструкций применяют следующие типы соединений: стыковое, внахлестку, заклепочное, тавровые, угловые.

Другие виды сварки(электронным лучом, лазерная, плазменная) выполняются за доли секунды, дают тонкий и чистый шов, свободный от дефектов.

Огневая резка применяется для разделения заготовок на части, прожигания отверстий, поверхностной обработке (строгание).

Пайкой соединяют части, используя при этом более легкоплавкий присадочный металл-припой. При пайке основной металл твердый, а припой расплавлен.

Дуговая сварка и резка.

В1802 году академик В.В.Петров открыл явление дугового разряда. В 1882 году русский изобретатель Н.Н.Бенардос предложил применить эл. дугу для сварки металлов угольным электродом. В1888 году горный инженер Славянов заменил графитовый электрод металлическим. В настоящее время около 99% работ, выполняемых дуговой сваркой производится по способу Славянова.

Сварка по способу Бенардоса.

Сварка производится графитовым электродом с присадочным металлом прутка или без него, сварка этим способом имеет ограниченное применение. Ею пользуются для соединения с отбортовкой тонких стальных заготовок, где не требуется присадочный металл, для цветных металлов и чугуна, а также для наплавки порошковых твердых сплавов. Обычно применяют постоянный ток, причем для устойчивости дуги и лучшего прогрева стыка при сварке пользуются прямой полярностью: заготовку включают анодом (+), а электрод катодом(-).

Сварка по способу Славянова.

При сварке применяют металлический электрод в виде проволоки. Дуга возбуждается между электродом и основным металлом и плавит их оба, причем образуется общая ванночка, где перемешивается весь расплавленный металл. Электродная проволока выпускается диаметром от 0,3 до 12 мм.

Средние, толстые и особо толстые покрытия обеспечивают устойчивость горения дуги, а также защиту и легирование металла. Состав этих обмазок подбирается так, чтобы вокруг дуги создавалась газовая

среда, защищающая металл электрода, стекающий в дуге и металл ванночки от окисления и растворения в нем газов. По мере плавления электродов обмазка ошлакуется, и шлак равномерно покрывает шов, защищая металл от окисления и насыщения азотом.

По толщине покрытия электроды бывают (ГОСТ 9466-75) с тонкими, средними, толстыми и особотолстыми покрытиями.

Тонкие покрытия являются стабилизирующими, они состоят из мела и жидкого стекла.

Электрические параметры дуги могут изменяться в широких пределах: применяют токи от 1 до 3000 Н при напряжении от 10 до 50 В. Мощность дуги от 0,1 до 150 кВт.

Такой диапазон мощности дуги позволяет использовать ее для сварки как мельчайших, так и больших, тяжелых изделий.

Напряжение дуги в зависимости от силы тока выражается кривыми, определяющие вольтамперную или статическую характеристику дуги (1 для дуги 3 мм, 2 для дуги 6 мм).

Приведенные кривые показывают, что при токе свыше 50 А (наиболее часто применяемых при сварке) напряжение горения дуги почти не зависит от силы тока и определяется длиной дуги.

Типичными пороками сварных швов является непровар (местное отсутствие сплавления между наплавленным и основным металлом), пористость металла швов, шлаковые включения, трещины, пережег (окисление металла в шве и примыкающей к нему зоне).

Аппаратура для сварки.

Дуговая сварка возможна на постоянном и переменном токах; дуга на постоянном токе устойчивее, по расходу эл. Энергии выше. Для питания дуги постоянным током применяют генераторы и выпрямители.

Сварочные аппараты и генераторы делят на однопостовые – для питания одной дуги, и многопостовые – для питания нескольких дуг. Для сварки используют стандартное напряжение тока: 220, 380, 500 В.

Сварочные генераторы постоянного тока приводятся в действие электродвигателем или двигателем внутреннего сгорания. Обмотка сварочных генераторов должна быть предохранена от разрушения токами короткого замыкания при возбуждении дуги. Внешняя вольтамперная характеристика этих генераторов и трансформаторов должна быть падающей, точнее напряжение должно уменьшаться с увеличением тока, а при токе короткого замыкания уменьшаться до нуля; напряжение холостого хода должно быть достаточным для возбуждения дуги.

Сварочные генераторы и трансформаторы должны обладать хорошими динамическими свойствами, точнее мгновенно реагировать на изменение вольтамперной характеристики сварочной дуги. Падающая характеристика в сварочных генераторах обеспечивается воздействием магнитного поля якоря на магнитное поле полюсов генератора, а в сварочных трансформаторах – последовательным включением индуктивного сопротивления – дросселя.

Дуговая резка.

Резкой с использованием дуги разделяют металл не выжиганием, а расплавлением. Этот способ применяют для резки углеродистой и легированной сталей, чугуна, алюминия, меди и их сплавов, отделение литниковой и т.д. Дуговая резка производится угольным или металлическим электродом. Автоматическая дуговая резка под флюсом применяется для разделки листов коррозионно-стойкой стали.

Воздушно-дуговая резка производится угольным или графитовым электродом, который закрепляется в резке или режущей головке. В контактно-сопловой части резака (головки) имеются отверстия, через которые струи воздуха, выдувают расплавленный металл из реза

Электродуговая сварка роботами.

В последние время все шире внедряется электродуговая сварка роботами взамен ручной сварке. При этом помимо высвобождения сварщика от тяжелого труда достигается повышение производительности и качества сварки, определяемая точностью и равномерностью перемещения дуги. Автоматическое программное управление дугой гарантирует отсутствием пор, трещин, незаваренных кратеров, прожогов и других дефектов.

Плазменная резка, сварка и наплавка.

Все более широкое применение приобретает плазменная поверхностная и плазменно-механическая обработки; плазменная струя используется также для нанесения защитных и декоративных покрытий, получения тонких металлических нитей, мелкодисперсных порошков металлов, для термической обработки.

1.  Плазменная резка является наиболее производительным видом термической резки, широко применяемом в машино- и судостроении, на заводах подъемно-транспортного оборудования, в трубном производстве, где объем резки листового металла особенно велик. Сжатие и стабилизация дуги осуществляется потоком газа, проходящего вместе со столбом дуги через сопло плазматрона, в результате чего температура острого плазменно-дугового факела достигает 12000–20000 С, и свойства металла при таком мощном направленном потоке тепловой энергии практически не влияют на процесс резки. В результате локального удаления срезанного слоя поверхность резанья получается точной по контуру с малой степенью шероховатости.

2.  Сварка плазменной струей дает хорошие результаты как для соединения тугоплавких металлов, коррозионно-стойких сталей, так и для сплавов алюминия и других цветных металлов. Швы, полученные плазменной сваркой, отличаются малой зоной термического влияния.

3.  При плазменной наплавке присадочный материал может подаваться в виде проволоки, ленты или порошка, поэтому этим методом возможна наплавка всех видов наплавочных материалов. Высокая концентрация энергии в плазменной струе, стабильность дугового разряда, а также возможность раздельного регулирования нагрева основного и присадочного материалов являются преимуществом этого вида наплавки.

Электрошлаковая сварка.

Электрошлаковая сварка это способ бездуговой электрической сварки встык в расплавленном шлаке. Для наведения шлаков применяют те же флюсы. Что и при электрошлаковом переплаве стали. В перегретом шлаке расплавляется электродная проволока, и оплавляются свариваемые кромки заготовки, металл сливается в общей ванне и по затвердевании образуется сварной шов. Медные ползуны, охлаждаемые водой, по мере наплавлении шва автоматически перемещаются вверх и обеспечивают формирование шва

Контактная сварка.

При контактной сварке для нагрева свариваемых частей используют тепло, выделяемое при прохождении тока через место сварки. После достижения в зоне сварки необходимой температуры, свариваемые части сдавливаются. Существует три вида контактной сварки: стыковая, точечная, роликовая.

·  При стыковой свариваемые части зажимают в контактных колодках сварочной машины и пропускают через них ток большой силы. Притом в зоне сварки выделяется большое количество тепла и части по стыку разогреваются до пластического состояния. Нагретые части сдавливаются. Стыковая сварка возможна при сечении до 50000 мм и более. Также ее применяют для соединения штамповочных листов. Прочность шва стыковой сварки не уступает прочности основного металла, поэтому эту сварку можно принять для ответственных соединений.

·  При точечной сварке части зажимают между электродами, по которым пропускается ток большой силы от вторичной обмотки трансформатора. В следствии большого сопротивления место контакта свариваемых частей нагревается до термопластического состояния и под действием давления электрода происходит сварка. Внутри полых электродов циркулирует вода для их охлаждения.

·  При роликовой сварке (шовной) соединяют листы толщиной 0,1-3 мм из низкоуглеродистой стали и листы толщиной до 1,5 мм из коррозионно-стойкой хромоникелевой стали, латуни, бронзы, алюминиевых сплавов. Свариваемые части пропускают между вращающимися роликами – электродами шовной машины, через которые проходит ток, выделяющий тепло в месте соприкосновения свариваемых частей, в результате образуется сплошной шов.

Газовая сварка и резка.

Газовой сваркой выполняют стыковые и бортовые соединения. Угловые, тавровые, нахлесточные избегают выполнять газовой сваркой по причине возникновения деформаций и термических напряжений в изделиях.

Газопрессовая сварка применяется для стыковых соединений труб. Стыки нагревают кольцевой многопламенной горелкой и сдавливают свариваемые части. Этим способом пользуются также для сварки рельсов, бурильного оборудования и инструмента.

Газовую резку в струе кислорода используют для стали с массовым содержанием углерода до 0,7% и некоторых сортов низколегированной стали. Чугун, алюминий, медь и ее сплавы, а также высоколегированные стали непосредственно струей кислорода не режутся, для газовой резки этих металлов применяют порошковые флюсы, состоящие в основном из железного порошка и кварцевого песка. Флюс сгорает в струе кислорода и повышает температуру в месте резки настолько, что образующиеся тугоплавкие оксиды ошлакуются с оксидами железа и жидкий шлак выдувается струей газа.

 

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ НАГРЕВ ЗАГОТОВОК ПЕРЕД ОМД

ЭЛЕКТРОНАГРЕВАТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА (УСТАНОВКИ)

Нагрев заготовок производится с целью уменьшения сопротивления деформированию. Нагрев металла для горячей обработки производится в пламенных и электрических печах.

Электрические печи для безокислителъного нагрева металлов бывают камерные и методические. В камерных печах температура одинакова на всём рабочем пространстве. В методических печах нагрев заготовок осуществляется постепенно по заданному режиму. Контактные электронагреватели применяются для нагрева током большой силы (при малом напряжении), проходящим через нагреваемую заготовку, которая в данном случае служит сопротивлением. Заготовка нагревается очень быстро, что обеспечивает высокую производительность и небольшую потерю тепла (к.п.д. установки 70-80%). Индукционный нагрев производится с помощью индукционного электронагревателя, состоящего из закрытого общим кожухом индуктора, в котором нагреваются заготовки, и монтируемой под ним батареи конденсаторов. Помещённый внутри индуктора металл нагревается под действием магнитного гистерезиса и возбуждаемых в нём вихревых токов. Высокий к. п. д. (60-70%) индукционного нагревателя достигается подбором тока соответствующей частоты.

По сравнению с нагревом заготовок в других печах или индукционном нагреве резко сокращается (в 15-20 раз) время (при подборе соответствующих частот стальная заготовка диаметром 40 мм нагревается до ковочной температуры за 30-35 с), слой окалины уменьшается в 4-5 раз, обезуглероженный слой практически отсутствует, уменьшается угар металла, улучшаются условия труда (отсутствие облучения от нагревательных печей, бесшумность нагрева и др.). При контактном и индукционном нагреве опасность образования трещин отпадает, так как под действием возникающего в самом металле тепла получается более равномерный нагрев.

Перед ОМД металлы и сплавы нагревают, чтобы увеличить пластичность и уменьшить сопротивление деформированию.

В процессе нагрева на поверхности заготовки образуется окалина, а под ней располагается слой обезуглеродного Ме. Толщина слоя, образующейся окалины, зависит от продолжительности нагрева, от хим. состава сплава, от температуры. Меньшее окалинообразование происходит при нагреве заготовок в электроустановке.

При нагреве нельзя допускать перегрева заготовок (перегрев устраняется отжигом) и пережога (брак окончательный – заготовки идут на переплав).

Нагрев осуществляют в пламенных печах (камерных, методических) и в электронагревательных устройствах (контактных, индукционных).

Прокатное производство

Прокаткой называется процесс деформирование Ме путем его осжатия между вращающимися валками прокатного стана.

Прокатка – это первичная обработка стальных слитков. Прокатка осуществляется с нагревом заготовок. Не нагреваются заготовки на завершающих операциях. В зависимости от расположения заготовки и валков различают 3 вида прокатки:

1.  Продольная.

Оси валков заготовки валки вращаются в разные стороны. Заготовка за счет трения втягивается в зазор между валками и движется поступательно вдоль своей оси. При гладких валках получают листы; если волки имеют ручьи, то получают сортовый прокат.