Как приготовить литейный сплав и получить из него отливку?

Прежде всего нужно определить, какие исходные материалы и в каком количестве загрузить в плавильную печь, чтобы получить жидкий металл нужного химического состава с необходимыми литейными свойствами. Так, для плавки чугуна применяют различные первичные металлические материалы: стальной скрап, чугунный лом, литейный и передельный доменные чугуны, отходы собственного производства, различные ферросплавы, т. е. сплавы железа с большим содержанием определенного металла, например марганца, хрома, никеля и т. д. Каждый из этих материалов имеет свой химический состав, а из них литейщики должны получить чугун вполне определенной марки, т. е. заданного химического состава.

Совокупность различных первичных металлических и других материалов, одновременно применяемых для плавки, называют шихтой. Расчет шихты до последнего времени представлял значительные трудности, но сейчас эту работу быстро и качественно делает ЭВМ, которая в считанные минуты выдает оптимальный состав шихты.

Рис. 11. Схема вагранки

Наиболее распространенным плавильным агрегатом в чугунолитейных цехах является вагранка (рис. 11). Она представляет собой шахтную печь, выложенную изнутри огнеупорным кирпичом, в которую непрерывно загружают через завалочное отверстие 5 и герметичный затвор 6 скиповым подъемником 9 топливную колошу (кокс*) 2 и металлическую шихту 3. Для горения кокса из фурменного пояса 7, через фурмы 8 в нижнюю часть шахты подается под давлением подогретый до 550°С воздух. Расплавленный металл собирается в нижней части шахты и через отверстие (летку) по желобу 1 поступает в индукционный миксер 10. Отработанные газы удаляются через отверстие 4, охлаждаются, очищаются от пыли в специальных фильтрах сухой очистки и обезвреженными выбрасываются в атмосферу. Тепло отходящих газов используется для подогрева воздуха, подаваемого в вагранку, что способствует улучшению ее работы. В индукционном (применяются и газовые) миксере чугун нагревают до заданной температуры, доводят, в случае необходимости, до требуемого химического состава путем введения измельченных ферросплавов, а затем выдают в ковш 11, из которого чугун заливают в литейную форму. Весь процесс плавки в современных вагранках контролируется и управляется ЭВМ, что обеспечивает получение чугуна высокого качества. Как мы видим, современная вагранка — это сложный плавильный агрегат, мало чем напоминающий своего прародителя — вагранку Баташева, которая была построена на Гусевском заводе в 1774 г. Производительность современных вагранок зависит от их внутреннего диаметра и достигает 100 т жидкого металла в час.

Наряду с вагранками, в литейных цехах широкое применение находят для плавки металла электрические дуговые и индукционные печи, где в качестве источника тепла используется электрическая энергия. Электрические дуговые и индукционные печи используются также для расплавления стали и медных сплавов. Для плавления алюминиевых сплавов применяют пламенные печи, работающие на газе, реже на жидком топливе (мазуте), а также электрические печи сопротивления.