» » Влияние температуры металла, давления в рабочем пространстве и времени на процесс плавки
04.02.2017

Влияние температуры, давления и времени рассматриваются вместе, так как их значение аналогично. Эти факторы влияют на отдельные элементы плавки, которые уже рассмотрены раньше.
Повышение температуры способствует усилению взаимодействия металла с атмосферой, шлаком, флюсом, а также и с футеровкой и покровными веществами, если они при плавке применены. С повышением температуры увеличивается упругость пара металла, а следовательно, повышаются потери металла от испарения. Значительно сильное это проявляется при больших свободных поверхностях металла в ванне.
Давление в рабочем пространстве печи имеет значение в практических случаях, главным образом с точки зрения возможности сохранения той или иной атмосферы в печи. Если печь нагревается путем сжигания топлива и давление в рабочем пространстве печи положительное, то атмосфера будет сохраняться такая, какая создается в нем при сгорании топлива. По своему усмотрению при положительном давлении атмосферу печи можно регулировать. При определенной подаче топлива и воздуха и установленной скорости отвода продуктов горения путем соответствующего открытия шибера может быть создана и восстановительная и окислительная атмосферы различного соотношения восстановительных продуктов и окислительных. При отрицательном давлении, хотя бы только в наиболее низко расположенных частях рабочих окон и других отверстии рабочего пространства печи, будет иметь место засасывание воздуха снаружи, что будет вызывать понижение температуры в местах соприкосновения первых струй воздуха с металлом, а также окисление металла. Поддерживать восстановительную атмосферу во всех местах ванны при отрицательном давлении даже только в перечисленных пунктах рабочих окон весьма затруднительно. В тех случаях, когда плавка ведется в окислительной атмосфере, отрицательное давление в рабочем пространстве печи не окажет вредного влияния на металл; в этом случае может иметь место лишь некоторое охлаждение ванны в участках, непосредственно подверженных действию холодного воздуха.
Изменение давления, создаваемое искусственно, обычно выражается не в увеличении, а в уменьшении его. В практических случаях представляет интерес не увеличение давления, а создание вакуума. При вакуум-плавке, как было рассмотрено, растворимость газов в металлах и сплавах уменьшается, поэтому создание разрежения при плавке часто позволяет получать высококачественные сплавы, в то время как при обычной плавке получается большое количество дефектов.
При плавке в вакууме устраняется и окисление металла, так же как и другие реакции его с газообразными веществами при обычных условиях плавки.
Третий из рассматриваемых факторов — время плавки оказывает влияние как на количество выпускаемой продукции, так и на ее качество. При замедлении плавки имеет место уменьшение выпуска металла. При длительном пребывании металла в печи в большей степени успевают пройти реакции и с футеровкой, и с покровными веществами, и с атмосферой печи. Во избежание потерь металла и ухудшения его качеств следует стремиться к тому, чтобы плавка проходила по возможности быстро.
Знатные стахановцы, мастера скоростных плавок отлично это поняли и пользуются этим правилом в своей практической работе.
Экономия времени при скоростных плавках А.И. Лягина, например, складывается из следующих элементов (в минутах):
Влияние температуры металла, давления в рабочем пространстве и времени на процесс плавки

В тех случаях, когда самый процесс металлургического передела требует длительного времени, например, при ведении рафинирования меди, флюсования окислов или их удаления путем отстаивания, время плавки может быть все же сокращено: заменяют длительные процессы протекающими быстрее или применяют ускоряющие приемы при тех же способах переработки, например, вводят более энергичное перемешивание, применяют специальные мешалки и т. п.
Довольно часто в практике плавки цветных металлов и сплавов применяют так называемое «проваривание». Оно заключается в том, что металл в течение некоторого времени держат под нагревом, хотя температура его уже может быть и достаточна. Обычно объясняют необходимость проваривания тем, что составные части сплава не сразу сплавляются вместе. Это часто относят и к сплавам, которые не обнаруживают расслаивания и легко образуют растворы, как, например, латунь, алюминиевая, оловянная и кремниевая бронзы и др. Проваривание этих сплавов приносит пользу лишь в тех случаях, когда оно вызвано необходимостью исправить неправильно приготовленный сплав. Если, например, при приготовлении перечисленных сплавов легирующие компоненты вводились в нераскисленную медь, содержавшую кислород, то в металле остается во взвешенном состоянии значительное количество окислов, находящихся в твердом состоянии. При проваривании таких сплавов, т. е. при выдерживании их некоторое время при высоких температурах в расплавленном состоянии, происходит удаление взвешенных окислов (из латуни — вследствие кипения цинка, из сплавов, имеющих меньшую упругость пара, — вследствие отстаивания и всплывания окислов на поверхность).
Проваривание латуней может оказаться полезным еще в том случае, когда сплав по каким-либо причинам получается содержащим более или менее значительные количества газа в растворе. При нагреве до кипения и выдерживании при этой температуре в течение некоторого времени газ удаляется из раствора в металле и качество сплава восстанавливается.
Надобность в длительной выдержке отсутствует, и проваривания сплава применять не нужно при соблюдении следующих условий:
а) при приготовлении сплава до введения основного легирующего компонента произведено полное раскисление, в результате которого в сплаве не осталось продуктов раскисления;
б) сплав не поглотил во время плавки заметного количества газа;
в) сплав тщательно перемешан до полной однородности его.