К методам плавки алюминия для литейного производства относятся периодическая плавка, полупериодическая плавка, полунепрерывная плавка и непрерывная плавка.
Метод периодической плавки
Периодический метод плавки — это плавка, осуществляемая за один цикл. После загрузки одной партии шихты в печь она плавится, происходит удаление шлака, корректируется химический состав, а затем очистка флюса Обработка проводится, и печь разгружается после достижения необходимой температуры. После полной разгрузки загрузки не допускается загрузка избыточного количества материала, после чего производится загрузка следующей партии.
Данный метод периодической плавки подходит для производства изделий из алюминиевых сплавов и позволяет обеспечить однородность и точность химического состава сплава.
Метод полусерийной плавки
Разница между полусерийным и серийным методами плавки заключается в том, что при разгрузке печи шихта не выгружается полностью, а в ней остается от одной пятой до одной четверти жидкого материала, который затем загружается в шихту следующей плавильной печи для плавки.
Преимущество этого полусерийного метода плавки заключается в том, что добавленная в печь металлическая шихта погружается в расплав, что ускоряет процесс плавки и снижает потери от сгорания. Включения, опустившиеся на дно печи, можно оставить в ней, и они не будут смешиваться с расплавом, что позволяет снизить содержание неметаллических включений в слитке. При этом температура в печи практически не колеблется, что способствует продлению срока службы печи и повышению её эксплуатационных характеристик. Однако недостатком этого метода является то, что в печи всегда остаётся остаточный материал, который находится в ней слишком долго, что может привести к образованию крупнозернистой структуры и ухудшить качество слитка. Полусерийная плавка подходит для производства литейных сплавов и чистого алюминия с невысокими требованиями к качеству продукции и небольшой склонностью к растрескиванию.
Метод полунепрерывной плавки
Метод полунепрерывной плавки схож с методом полупериодической плавки. Каждый раз, когда объем выпущенного металла составляет 1/3, можно добавлять следующую порцию расплавленной шихты. Отличие от полупериодического метода плавки заключается в том, что большая часть остающегося в печи расплава не выгружается из печи за один раз. Вновь добавленные материалы полностью перемешиваются с расплавом, благодаря чему каждый выпуск и добавление материалов следуют друг за другом непрерывно.
Этот метод полунепрерывной плавки подходит для плавки шлака в печи с двумя топками. Поскольку шихта погружается в расплав, это позволяет не только снизить потери при прокаливании, но и ускорить скорость плавки.
Метод непрерывной плавки
При методе непрерывной плавки загрузка осуществляется непрерывно, а разгрузка из печи — периодически. Метод непрерывной плавки отличается низкой гибкостью и применяется исключительно для плавки чистого алюминия. При плавке алюминиевых сплавов время пребывания расплава в печи должно быть как можно короче. Поскольку время пребывания расплава увеличивается, особенно при более высоких температурах плавки, происходит активизация большого количества несамопроизвольных кристаллических зародышей, что приводит к образованию крупных зерен в слитках и повышению всасывания металла, что, в свою очередь, увеличивает количество неметаллических включений и содержание газа в расплаве. В верхний слой расплава добавляется большое количество твердого материала, что приводит к серьезному загрязнению металла, что нежелательно при плавке алюминиевых сплавов.
Таким образом, периодическая плавка является наиболее подходящим способом плавки для производства алюминиевых сплавов.