Индукционная Гарнисажная Плавка

Быстрая и экономически эффективная плавка и металлообработка реактивных металлов (таких как Титан, Цирконий и их сплавы), суперчистые суперсплавы и другие металлы, требующие низкого содержания неметаллических включений, может быть обеспечена компанией Консарк с помощью системы Индукционной Гарнисажной Плавки (ИГП).

ИГП: Процесс

Индукционная Гарнисажная Плавка - это способ плавки металлов в вакууме или контролируемой атмосфере, в сегментированной, водоохлаждаемой медной ёмкости в индукторе. Здесь не используется футеровка – только чистый металлический контакт. Медный тигель изготавливается из водоохлаждаемых сегментов или т.н. 'пальцев'. Фактически магнитное поле, производимое индуктором, проходит через тигель для индуцирования тепла в металлической шихте, таким образом заставляя ее плавиться. Поле при этом интенсивно перемешивает ванну жидкого металла. Тонкий слой металла остается замороженным, против нижней части тигля формируя гарнисаж. Низкоскоростной граничный слой в жидком металле, сопряжённый с гарнисажем, наряду с самим гарнисажем и с зоной контакта (стыком) между гарнисажем и тиглем, выполняют задачу термических сопротивлений, понижая тепло, проводимое из горячей жидкости в холодный тигель.

Когда тигель, индуктор, частота и уровень мощности спроектированы и подобраны соответствующим образом, стенки ванны жидкого металла проталкиваются внутрь от боковых стенок тигля. В действительности стенки ванны поддерживается магнитным способом. Отсутствие физического контакта с боковыми стенками предохраняет сегменты тигля от электрического перемыкания, и в дальнейшем понижает потерю тепла в тигле. Процесс наиболее часто используется при литье с верхней или донной разливкой, но также существует возможность для производства слитков. В этом случае тигли с открывающимся днищем и со спусковой заглушкой используются для медленного формирования слитка из загружаемого сверху шихтового материала.

ИГП: Преимущества

Для химически активных металлов, которые не могут быть выплавлены в огнеупорных тиглях в силу реакций металла/тигля, технология ИГП предлагает водоохлаждаемый металлический контейнер, который не вступает в реакцию с плавкой. В отличие от альтернативного Вакуумного Процесса Дуговой Гарнисажной Плавки, который требует, чтобы шихта была в форме электрода, ИГП может шихтоваться кусками, пластинами, стружкой губкой высокой чистоты или смесью этих материалов. Это серьезно уменьшает стоимость шихтового материала.
Для суперчистых суперсплавов и других металлов, требующих очень низкого содержания неметаллических включений, ИГП исключает проблему захвата неметаллических включений из тигля.
ИГП может работать в вакууме для дегазации садки металла, выпаривания включений низкого давления паров и разливки дегазированных отливок.
Для выплавки сплавов с легирующими элементами высокого давления паров, ИГП может работать в инертной атмосфере под таким давлением, которое исключает или минимизирует потерю легирующего элемента.
Широкий спектр сплавов можно последовательно расплавить в том же тигле без опасения химического загрязнения одного сплава другим.
Интенсивное перемешивание, порожденное магнитным полем, расплавляет любые шихтовые материалы с высокой температурой плавления, и усредняет расплав как со стороны химического состава, так и со стороны температуры. Это приводит к быстрому расплавлению, лучшему заполнению формы (для отливок) и к повышению качества продукта.
Незадействование керамического тигля исключает необходимость вынужденного простоя, связанного с заменой тигля, тем самым увеличивая производительность печи.

Конфигурации

Компания Консарк может поставить экономичные однокамерные системы периодической загрузки, двухкамерные системы периодической загрузки для большей производительности или многокамерные конструкции с автоматизированной загрузкой материалов для более высокой производительности и / или ограничения погрузки-выгрузки специфических материалов.

Индукционное Энергетическое Оборудование

Питание подается от тиристорного преобразователя тока VIP производства компании Индуктотерм, специально спроектированном для точной подачи соответствующей мощности и частоты для процесса ИГП. Питание подается через вакуумную камеру посредством герметичного водоохлаждаемого коаксиального поворотного силового токоввода или узла силового порта на плавильный индуктор.

Статичное или Центробежное Литье

Наклонная разливка металла из тигля ИГП является быстрым процессом, при этом формы могут заливаться как в статичной, так и в центробежной литейной конфигурации. Системы центробежного литья с использованием поворотного стола разработаны кампанией Консарк для интеграции в конструкцию камеры для удобства перемещения формы.

Органы Управления

Все установки ИГП производства компании Консарк поставляются с полностью интегрированными программируемыми логическими контроллерами (ПЛК) и опцией для систем управления SCADA на основе персонального компьютера для безопасной и эффективной эксплуатации печи. Также для выплавки химически активных металлов и литья рекомендуется дистанционное управление.