Электроплавка металлов

Хабаров Данил Витальевич – студент Самарского государственного технического университета.

Аннотация: Данная статья обсуждает роль электроустановок нагрева сопротивлением в современных электротехнологиях. Статья описывает различные виды электроустановок нагрева сопротивлением и их применение в различных отраслях.

Ключевые слова: электроустановки нагрева споротивлением, применение электроустановок нагрева сопротивлением, промышленные процессы.

Электроплавка металлов - это процесс плавления металлического материала путем применения электрического тока. Обычно этот процесс используется для плавки и переработки металлических материалов, таких как сталь, алюминий, медь и другие.

Изначально электроплавка применялось в производстве и рафинировании цветных сплавов. До недавнего времени оно использовалось для обработки руд (медных, никелевых, свинцовых, цинковых и оловянных) и шлаков. Сегодня электрометаллургия является одним из основных методов плавки руд цветных металлов и имеет большой потенциал.

В настоящее время электрическая плавка подразделяется на несколько типов по разным причинам:

• С химической точки зрения, процесс в печи может быть реакционно-окислительным или восстановительным.
• Существует широкий спектр материалов, подлежащих плавке, включая мелкий шлак, окатыши и агломерат.
• В качестве сырья могут использоваться руды, концентраты, металлы и шлаки.
• Электроплавка может производить штейны, черновые сплавы или готовый металл.

В процессе электроплавки металлов обычно используются электроды изготовленные из материала, который имеет высокую электрическую проводимость, например, графит. Электроды подключаются к источнику электрического тока, и при прохождении тока через электроды возникает высокая температура, достаточная для плавления металлического материала.

Принцип работы и технологические свойства электроплавильной печи заключаются в следующем. В исходную шихту входит руда, концентрата, обратного шлака и флюсы. Толщина слоя шлака, в котором плавает шихта, может составлять до 1,6 м. в случае переработке жидких шлаков вместо шихты используется тоже расплавленный шлак, который сразу сливают в ванну печи.

Рисунок 1. Схема плавки в рудоплавильной электропечи.

Повсеместное быстрое распространение электропечей объясняется рядом их существенных преимуществ по сравнению с печами, отапливаемыми топливом:

1. Высокую эффективность: процесс электроплавки позволяет быстро и равномерно нагреть металл до нужной температуры, что ускоряет производственные процессы.
2. Экономичность: электроплавка требует меньше энергии, чем традиционные методы плавки металлов, что позволяет сократить затраты на производство.
3. Высокое качество продукции: благодаря равномерному нагреву и контролю температуры возможно получение металлических изделий с высокой точностью и качеством.
4. Гибкость и универсальность: электроплавка позволяет обрабатывать различные типы металлов и сплавов, что делает этот метод подходящим для широкого спектра производственных задач.

Электроплавка, хоть и является эффективным процессом для получения высококачественных металлических изделий, но имеет несколько немаловажных недостатков

1. Высокая стоимость: оборудование для электроплавки металлов довольно дорогое, что может быть препятствием для небольших предприятий.
2. Сложность контроля процесса: Требуется точный контроль температуры, состава сплава и других параметров, что может быть сложно обеспечить без специализированного оборудования и опыта.

Применение электроплавки в металлургических печах целесообразно при следующих условиях:

1. Наличии в районе данного металлургического завода большого количества дешевой электроэнергии;
2. Возможности удовлетворения потребности электропечей в электроэнергии без ущерба для планомерного и пропорционального развития других отраслей народного хозяйства данного района (машиностроения, транспорта, сельского хозяйства, легкой и пищевой промышленности и т. п.);
3. Потребности технологического процесса в электронагреве, определяющейся высокой температурой, точностью регулирования температуры, чистотой продуктов, особой ценностью сырья и т. п.

Электроплавка металлов широко используется для производства различных видов стали, включая нержавеющую сталь, специальные стали и легированные стали, создания литьевых форм и отливок различных металлических изделий, таких как детали для автомобилей, машиностроительные детали, инструменты. Так же применяется для создания различных металлических сплавов, которые используются в различных отраслях, включая авиацию, электронику, медицину, где требуется точное и эффективное плавление металлических материалов.

Электроплавка металлов является эффективным и экономически выгодным способом обработки металлов, и она продолжает находить новые применения в различных отраслях промышленности.

Список литературы

1. В.И. Сафонов. Электротехнологические установки. учеб. пособ. для вузов / ЮУрГУ 2014 – 124 с
2. Диомидовский Д.А. Металлургические печи цветной металлургии [Текст] / Д.А Диомидовский ГУЦМиЗ 1961- 714 с