metalurgia022

Rys. 2.24. Budowa pieców indukcyjnych: a) rdzeniowego (kanałowego), b) bezrdzenio-Rys. 2.23. Pice łukowy trzonowy z iukiem bez- wego (tyglowego); 1 - przestrzeń robocza, pośrednim    2 - cewka indukcyjna, 3 - kanał grzewczy

v^o^wad tych pieców można zaliczyć:    \

£>niską temperaturę żużla, nagrzewanego za pośrednictwem metalu, co utrudnia przebieg reakcji metalurgicznych między żużlem a metalem,

<2j£jznaczną pracochłonność i koszt naprawy ogniotrwałej wykładziny pieca, szczególnie w przypadku pieców rdzeniowych.

Piece indukcyjne mogą mieć pojemność od kilku kilogramów (a nawet kilkudziesięciu gramów w przypadku pieców laboratoryjnych) do 100 Mg metalu. Stosowane są do topienia właściwie wszystkich metali i stopów technicznych.

Zjawisko grzania indukcyjnego w połączeniu ze zjawiskami magnetohydrody-namicznymi wykorzystuje się w pracach badawczych dotyczących topienia lewita-cyjnego. Polega ono na tym, że porcja metalu, w postaci mniejszej lub większej kropli, jest zawieszona w poluelektromagnetycznym. Ciekły metaT nie styka się z niflterjałem ogniotrAvałytnT~moze~lhiec~liiemar~nieograniczoną temperaturę, a także aktywność chemicznąT Zdaniem wielu autorytefow^yr metodzie rej leży" przyszłość metalurgu, szczególnie takich wysokotopliwych i aktywnych chemicznie metali, jak tytan czy cyrkon.

W piecach plazmowych źródłem ciepła jest generator plazmy, zwany też plaz-motronem lub palnikiem plazmowym. Wytwarza on_p[a^ę„nisk^Qi.pemUłravyą_i__ czyli zionizowany gaz o temperaturze 7000-11 000 K. Jonizacja gazu,~k4órym najczęściej jest azot lub argon, odbvwa~sie w łuku elektrycznym lub w polu elektromagnetycznym cewki indukcyjnej. Ze względu na konstrukcję rozróżnia się piece p 1 azmowo-tukowe lubindukcyino-plazmiawe (rys. 2.25). W pierwszym typie pieców narjęwnni^Aysadp nHhy\va się za pomocą strumienia plazmy. skierowanej na f>A^ier7rduŁia-motnl(i; vv drugim grzapie odbywa się jednocześnie indukcyjnie i plazmowo, co przyspiesza proces metalurgiczny i likwiduje wadę pieców indukcyjnych polegającą na niskiej temperaturze żużla. Piece plazmowe osiągają pojemność kilkudziesięciu megagramów metalu.

Rys. 2.25. Typy pieców plazmowych; a) pice iukowo-- plazmo wy, b) piec indukcyjno-plazmowy: 1 - plazmo-tron, 2 - trzon pieca, 3 - wzbudnik pieca indukcyjnego

Piece elektronowe wykorzy-stują enejrgię cieplną uzyskiwaną z wytracenia energii przez wiązkę To^zpęcTzonycli elektronów uderzających w nagrzewany mao terTaTT" W metodzie Tej~możli\ve jest uzyskanie koncentracji energii niespotykanej w innych systemach grzania i w związku z tym piece te są stosowane do topienia niewielkich ilości wysokotopliwych metali: jytanu, cyrkonu, niobu, molibdenu, wolframu. Rozwiązania konstrukcyjne pieców elektronowych są różnorodne (znanych jest nie mniej niż 19 typów tych pieców) i z tego powodu nie mogą być tutaj omówione.

Ze względu na konstrukcje nośną piece można podzielić na stałe i przechylne. Piece stałe są opróżruajie^izez^erpaiiie.metalu łyżką (małe piece, najczęściej tyglowe) lub przez przebicie otworu spustowego usytuowanego w pobliżu dna pieca (duże piece metalurgiczne). Piece przechyIng opróżnia się przez dziób lub ryn nę usytuowana na poziomie o.tame|_ powierzchni ciekłego meta l u. O zas to -sowaniu wymienionych odmian pieców decydują czynniki organizacyjne.

Ze względu na ^przeznaczenie piece metalurgiczne można podzielić według dwóch kryteriów:

^-jTodzaju realizowanego procesu metalurgicznego,

(^rodzaju wytapianego metalu.

Rozróżniamy pieęe do uzyskiwania metalu z rud, piecejafinacyjnę, piece do __ ronienia metali w zakładach przetwórczych metali i odlewniach, mieszalniki oraz piece_piidgrzewcze, z których jest czerpany metal do odlewania wlewków lub odlewów. Drugie kryterium klasyfikacji nie wymaga komentarza.    '

Współczesna metalurgia dąży do uzyskiwania metali o coraz większej czystości. co niejednokrotnie wymaga stosowania w piecach metalurgicznych próżni lub atmosfery o regulowanym składzie. Topienie niektórych metali, np. tytanu, w utleniającej atmosferze powietrza jest niemożliwe. W związku z tym cęrraz większe^ zastosowanioznairlnia .piece próżniowe lub z atmosferą regulowaną. Ze względów konstrukcyjnych j_gko. piec^-fuu^mowe..    być wykorzystane tylko _pjęęę clek

tryczne. .Naicześciei są to piece indukcyjne, chociaż stosuję sic także piece lukowe i_eIektronowe^-

W piecach mających kontakt z ciekłym metalem, który z reguły jest pokryty żużlem, istotne znaczenie ma chemiczny charakter materiałów ogniotrwałych, który musi być zgodny z charakterem .żużla. W przeciwnym razie następowałaby re-