Перед тем, как приступить к изложению типовых операций и процессов плавки литейных сплавов, раскроем содержание основных понятий, таких как «плавка», «шихта», «шлаки», «футеровка» и т. п.
Плавка — это совокупность физических и химических процессов, происходящих в плавильной печи при получении жидкого металла с заданными свойствами.
В современном производстве различают первичные металлургические плавки и вторичные плавки литейных сплавов. Задачей первичных металлургических плавок является выделение металлов и сплавов из сырых или прошедших предварительную обработку природных веществ, в которых металлы содержатся в виде соединений. Сложность металлургической задачи и масштабы металлургического производства не позволяют, как правило, получить в первичном металлургическом агрегате расплав, отливки из которого удовлетворяли бы требованиям современного машиностроения. Одним из немногочисленных примеров использования сплавов первичной плавки для получения фасонной отливки является литье изложниц для чугунных и стальных слитков в металлургическом производстве из доменного чугуна.
В литейном производстве используют продукты первичной плавки (ихназывают первичными шихтовыми материалами) и вторичные металлы. К вторичным металлам относятся металлический лом, а также слитки (чушки) цветных сплавов, полученные путем переплава лома цветных металлов на специализированных предприятиях.
В зависимости от вида сплава, типа плавильной печи, состава исходных материалов для плавки и требований к расплаву технологический процесс плавки может включать в себя от трех до десяти и более типовых операций.
Чистые металлы редко применяются в литейном производстве, поэтому у производственников «металл» — это термин, используемый для краткости вместо терминов «литейный сплав», «расплав».
Физико-химическая основа этих типовых операций плавки литейных сплавов рассматривается в общем виде для всех процессов в гл. 8, предшествующей изложению технологии плавки конкретных сплавов.
Шихта — это исходные материалы, загружаемые по совокупности в плавильную печь, которые должны обеспечить требуемое качество получаемого жидкого сплава. Количество компонентов шихты и химический состав этих компонентов определяется расчетом в зависимости от требуемого состава готового металла.
Газовая фаза печи образуется из окружающей атмосферы печи (если печь не герметизирована или не вакуумирована), продуктов сгорания топлива и газообразных продуктов других химических реакций, протекающих в печи. В некоторых случаях в рабочее пространство печи вводят защитные, окислительные, рафинирующие газы, которые также входят в состав газовой фазы, участвующей во всех процессах плавки.