Induktiouuni on sähköinen lämmityslaite, joka muuntaa sähköenergian lämpöenergiaksi käyttämällä sähkömagneettisen induktion periaatetta virran indusoimiseksi metallimateriaalien sisällä vaihtelevassa magneettikentässä, jolloin materiaalit lämmitetään, kunnes ne sulavat. Induktiouunit jaetaan rakenteensa mukaan kahteen tyyppiin: ytimettömiin induktiouuneihin ja sydäninduktiouuneihin. Sydämettömiä induktiouuneja käytetään laajalti niiden nopean kuumennusnopeuden, ajoittaisen toiminnan, vähemmän elementtien palamisen sulatuksen aikana sekä helpon käytön ja huollon vuoksi. Viime vuosina korkea tehotiheys, nopea sulaminen ja laajamittainen kehitys ovat tulleet ytimettömien induktiouunien nykyiseksi kehitystrendiksi.
1 Eroosio
Eroosio ilmenee harventumisenatulenkestävät tiiletuunin vuoraus ja upokkaan halkaisijan suurentaminen. Eroosion syyt ovat mekaaninen eroosio ja kemiallinen eroosio.
1.1 Mekaaninen eroosio
Mekaaninen eroosio johtuu seuraavista syistä: (1) Törmäys ja varauksen kitka. (2) Sähkömagneettinen sekoitus. Sulan metallin kanssa kosketuksissa olevan uunin vuorauksen alueella sula metalli huuhtelee jatkuvasti uunin vuorausta sähkömagneettisen sekoittamisen vaikutuksesta.
1.2 Kemiallinen eroosio
(1) Sulan metallin reaktio
Magnesiumuunien vuoraukset sietävät hyvin Fe:tä, Mn:ää ja Ni:tä, mutta huonosti C:tä ja Si:tä. Korkeissa lämpötiloissa [C]:n ja [Si]:n aktiivisuus sulassa metallissa kasvaa ja uunin vuorauksen pinnalla tapahtuu rajapintareaktio MgO:n kanssa, mikä vaurioittaa uunin vuorausta. Kun sulatukseen käytetään piipitoista uunin vuorausta, SiO2 reagoi [C]:n kanssa sulassa metallissa muodostaen seuraavan reaktion: SiO2(s)+2[C]→[Si]+2CO(g) . Tämän reaktion tasapainolämpötila pallografiittiraudan sulatuksessa on 1467 astetta, harmaaraudalla 1540 astetta ja taottavalla valuraudalla 1580 astetta. Kun sulamislämpötila ylittää tasapainolämpötilan, SiO2 uunin vuorauksessa pienenee [O]:lla ja uunin vuoraus ohenee.
(2) Kuonan eroosio
Panoksessa olevan ruosteen, epäpuhtaan paluupanoksen ja sulan metallin hapettumisen vuoksi korkeissa lämpötiloissa muodostuu suuri määrä FeO:ta sisältävää kuonaa. Sulatusprosessin aikana sulan metallin viskositeetti laskee merkittävästi sähkömagneettisen sekoittumisen seurauksena ja se tunkeutuu vuorauksen huokosiin koskettaessaan tulenkestävän tiilin uunin vuorauksen pintaa. Korkeissa lämpötiloissa kuonassa oleva FeO reagoi SiO2:n, Al2O3:n tai MgO:n kanssa uunin vuorauksessa muodostaen matalan sulamispisteen aineita (kuten FeO·SiO2, jonka sulamispiste on vain 1170 astetta). Korkean lämpötilan sulan metallin sekoittamisen alaisena se on erittäin helppo sulaa ja poistua nopeasti reaktioalueelta ja päästä nesteeseen. Mitä suurempi vuorausmateriaalin alkaliteetin ja kuonan emäksisyyden välinen ero on, sitä helpompi vuorauksen ruostuminen on.
2 Vuoto
Vuotoilmiö ilmenee metallin tunkeutumisesta uunin vuoraukseen. Vuodon syyt ovat: (1) Uunin tiheys on liian pieni; (2) metalli on sulanut ennen sintrauskerroksen muodostumista; (3) Kemiallinen reaktio.
3 Kuonan muodostuminen
Kuonailmiö ilmenee uunin seinämän paksuuntuessa ja karheutuessa. Kuonan muodostumisen syynä on metallioksidien, hapettimia sisältävien kierrätysmateriaalien ja hiekan tarttuminen uunin seinämään. Kuonan vaikutukset uunin vuoraukseen ovat seuraavat: (1) Kuonan muodostuminen on sulan metallin päällä kelluvia sulamattomia oksideja, sulfideja tai fosfideja, jotka tarttuvat vuorauksen osiin, joissa sulan metallin virtausnopeus on alhainen ja lämpöhäviötä tapahtuu; (2) Se vähentää uunin kapasiteettia; (3) Se vähentää uunin sulatustehoa; (4) Se tekee kuonaan piilotetun metallin helposti ylikuumenevan; (5) Se reagoi vuorauksen tulenkestävien tiilimateriaalien kanssa; (6) On helppo aiheuttaa mekaanisia vaurioita vuoraukseen kuonanpoiston aikana; (7) Se muuttaa vuorauksen termodynaamista tilaa kuona-riippuvassa osassa. Kvartsihiekkavuorauksen kuonaa syntyy, kun kierrätetyt materiaalit sisältävät enemmän kvartsihiekkaa (valuraudan pintaan tarttunut jätehiekka). Nämä hiekkat uppoavat uunin pohjalle ja kiinnittyvät uunin seinään paksuntaakseen vuorausta. Vaikeissa tapauksissa uunin pohja muodostaa V-muodon ja uunin tilavuus pienenee. Uunin kvartsihiekkavuoraus on hapanta uunin vuorausta. Hapan kuona kiinnittyy happamaan uunin vuoraukseen, varsinkin kun kuonalinja on kiinteä ja laskulämpötila on alhainen, kuonalinjassa tapahtuu vakavaa kuonaa, mikä vaikuttaa panostukseen ja uunin kapasiteettiin.
