O forno de indução é um dispositivo de aquecimento elétrico que converte energia elétrica em energia térmica usando o princípio da indução eletromagnética para induzir corrente dentro de materiais metálicos em um campo magnético alternado, aquecendo assim os materiais até que derretam. Os fornos de indução são divididos em dois tipos de acordo com sua estrutura: fornos de indução sem núcleo e fornos de indução com núcleo. Os fornos de indução sem núcleo são amplamente utilizados devido à sua rápida velocidade de aquecimento, operação intermitente, menor queima do elemento durante a fundição e fácil uso e manutenção. Nos últimos anos, a alta densidade de potência, o derretimento rápido e o desenvolvimento em larga escala tornaram-se a tendência atual de desenvolvimento de fornos de indução sem núcleo.
1 Erosão
A erosão se manifesta como afinamento datijolos refratáriosrevestimento do forno e aumento do diâmetro do cadinho. As causas da erosão são a erosão mecânica e a erosão química.
1.1 Erosão mecânica
A erosão mecânica é causada pelos seguintes motivos: (1) Colisão e fricção da carga. (2) Agitação eletromagnética. Na área do revestimento do forno em contato com o metal fundido, o metal fundido lava continuamente o revestimento do forno sob a ação da agitação eletromagnética.
1.2 Erosão química
(1) Reação de metal fundido
Os revestimentos de fornos de magnésio têm boa tolerância a Fe, Mn e Ni, mas baixa tolerância a C e Si. Em altas temperaturas, a atividade de [C] e [Si] no metal fundido aumenta, e ocorre uma reação interfacial com o MgO na superfície do revestimento do forno, causando danos ao revestimento do forno. Ao usar um revestimento de forno silicioso para fusão, o SiO2 reage com [C] no metal fundido para formar a seguinte reação: SiO2(s)+2[C]→[Si]+2CO(g) . A temperatura de equilíbrio desta reação para a fusão do ferro dúctil é 1.467 graus, 1.540 graus para o ferro cinzento e 1.580 graus para o ferro fundido forjável. Quando a temperatura de fusão excede a temperatura de equilíbrio, o SiO2 no revestimento do forno é reduzido em [O] e o revestimento do forno torna-se mais fino.
(2) Erosão de escória
Devido à presença de ferrugem na carga, carga de retorno impura e oxidação do metal fundido em altas temperaturas, é produzida uma grande quantidade de escória contendo FeO. Durante o processo de fundição, a viscosidade do metal fundido é significativamente reduzida devido à agitação eletromagnética e penetra nos poros do revestimento quando entra em contato com a superfície do revestimento do forno de tijolos refratários. Em altas temperaturas, o FeO na escória reage com SiO2, Al2O3 ou MgO no revestimento do forno para produzir substâncias de baixo ponto de fusão (como FeO·SiO2, cujo ponto de fusão é de apenas 1170 graus). Sob a agitação do metal fundido em alta temperatura, é muito fácil derreter e sair rapidamente da zona de reação e entrar no líquido. Quanto maior a diferença entre a alcalinidade do material de revestimento e a alcalinidade da escória, mais fácil será a corrosão do revestimento.
2 Vazamento
O fenômeno de vazamento se manifesta quando o metal penetra no revestimento do forno. As causas do vazamento são: (1) A densidade do forno é muito baixa; (2) O metal derreteu antes da formação da camada de sinterização; (3) Reação química.
3 Escória
O fenômeno da escória se manifesta à medida que a parede do forno se torna mais espessa e áspera. A causa da escória é a adesão de óxidos metálicos, materiais reciclados contendo oxidantes e areia à parede do forno. Os efeitos da escória no revestimento do forno são os seguintes: (1) A escória são os óxidos, sulfetos ou fosfetos infusíveis flutuando no metal fundido que aderem às partes do revestimento onde a vazão do metal fundido é baixa e ocorre perda de calor; (2) Reduz a capacidade do forno; (3) Reduz a eficiência de fusão do forno; (4) Torna o metal escondido na escória fácil de superaquecer; (5) Reage com os materiais de tijolos refratários do revestimento; (6) É fácil causar danos mecânicos ao revestimento durante a remoção da escória; (7) Altera o estado termodinâmico do revestimento na parte suspensa da escória. A escória do revestimento de areia de quartzo ocorre quando os materiais reciclados contêm mais areia de quartzo (areia residual aderida à superfície do ferro fundido). Essas areias irão afundar no fundo do forno e aderir à parede do forno para engrossar o revestimento. Em casos graves, o fundo do forno formará um V e o volume do forno diminuirá. O revestimento do forno de areia de quartzo é um revestimento ácido do forno. A escória ácida irá aderir ao revestimento ácido do forno, especialmente quando a linha de escória é fixa e a temperatura de vazamento é baixa, a escória ocorrerá seriamente na linha de escória, afetando a carga e a capacidade do forno.
