Podstawowe wymagania dotyczące wytapiania stopów można podsumować w pięciu aspektach: wysoka jakość, wysoka wydajność, niskie zużycie, długa żywotność i wygoda obsługi. Jego podstawowym zadaniem jest spełnienie wymagań technicznych, takich jak temperatura i skład stopionego metalu. We współczesnej produkcji metalurgicznej obróbka wstępna stopionego metalu i rafinacja wtórna są szeroko stosowanymi technologiami wytapiania w celu uzyskania-odlewów wysokiej jakości.
(1) Wytapianie żeliwa
Piece żeliwiakowe to tradycyjne urządzenia do wytapiania żeliwa, znane z wysokiej wydajności produkcji i niskich kosztów. Jednakże wytapianie żeliwiaków generuje znaczną emisję spalin, które z łatwością mogą zanieczyścić otaczającą atmosferę. Ponadto skład roztopionego żelaza ma tendencję do wahań i jest trudny do precyzyjnej kontroli, co czyni go nieodpowiednim do wytapiania żeliwa stopowego. Kierunek rozwoju technologicznego wytapiania żeliwiaków zmierza w kierunku większej skali, inteligencji i ciągłego wytapiania, ze sterowaniem komputerowym i monitorowaniem w celu poprawy stabilności składu stopionego żelaza.
Piece indukcyjne natomiast wytwarzają mniej spalin i mają mniejszy wpływ na środowisko. Pozwalają na łatwiejszą regulację i kontrolę temperatury stopionego żelaza oraz składu chemicznego. Obecnie piece indukcyjne do wytapiania żeliwa obejmują piece indukcyjne o częstotliwości energetycznej, piece indukcyjne średniej częstotliwości i piece indukcyjne o zmiennej częstotliwości. Piece indukcyjne o częstotliwości sieciowej są coraz rzadziej stosowane ze względu na ich niską wydajność i złożoność operacyjną. Piece indukcyjne o zmiennej częstotliwości, charakteryzujące się-oszczędnością energii, niskim-zużyciem i dużą wydajnością, zyskują coraz szersze zastosowanie w produkcji żeliwa.
Proces wytapiania metodą duplex w żeliwiaku-indukcyjnym jest idealną metodą wytapiania żeliwa. Piec żeliwiakowy dostarcza roztopione żelazo do pieca indukcyjnego, który następnie podgrzewa i reguluje skład chemiczny roztopionego żelaza. Podejście to poprawia jakość metalurgiczną roztopionego żelaza, jednocześnie obniżając koszty. Dodatkowo proces dupleksowy pomaga zrównoważyć podaż i popyt na roztopione żelazo, maksymalizuje wydajność topienia pieca żeliwiakowego i ułatwia organizację produkcji.
(2) Wytapianie staliwa
Staliwo jest zwykle wytapiane przy użyciu elektrycznych pieców łukowych i pieców indukcyjnych średniej częstotliwości. W przypadku wytapiania staliwa w elektrycznych piecach łukowych zazwyczaj stosuje się metody-oksydacyjno-redukcyjne. Piece indukcyjne średniej częstotliwości są proste w obsłudze i można ich używać do wytapiania stali węglowej,-stali niskostopowej, różnych stali wysokostopowych-i stopów-na bazie niklu. Niezależnie od tego, czy używany jest elektryczny piec łukowy, czy piec indukcyjny średniej częstotliwości, odtlenianie jest niezbędnym końcowym etapem wytapiania staliwa. Końcowe odtlenienie zwykle przeprowadza się w kadzi podczas spuszczania, przy czym powszechnie stosowanym końcowym odtleniaczem jest aluminium. W celu zwiększenia skuteczności odtleniania można również zastosować odtlenianie kompozytu glinowo-wapniowego.
Ponieważ wymagania jakościowe dla komponentów ze staliwa stale rosną, coraz większa liczba-odlewów wysokiej klasy jest produkowana przy użyciu technologii wtórnej rafinacji. Należą do nich odwęglanie próżniowe, odwęglanie przez wdmuchiwanie tlenu, odsiarczanie z wtryskiem proszku i przedmuchiwanie argonem. Technologie rafinacji, takie jak stapianie elektrożużla, mieszanie argonem, odwęglanie{{3}tlenowe argonu (AOD) i odwęglenie tlenowe w próżni (VOD), mogą zmniejszyć wymagania dotyczące dodatku stopu, poprawić czystość roztopionej stali, zwiększyć wytrzymałość i ciągliwość odlewów oraz zmniejszyć współczynnik odrzutów odlewów.
(3) Wytapianie stopów aluminium
Jeśli proces wytapiania stopu aluminium nie jest ściśle kontrolowany, prawdopodobne jest wystąpienie defektów odlewniczych, takich jak dziury, wtrącenia tlenkowe i porowatość skurczowa. Energooszczędne technologie i metody wytapiania stopów aluminium obejmują konstrukcję pieca, technologię mieszania z magnesami trwałymi, technologię spalania w-powietrzu w wysokiej temperaturze, technologię spalania-wzbogaconego tlenem, technologię wytapiania izotermicznego, a także zastosowanie nowych-oszczędnych energii materiałów okładzinowych, odzyskiwanie i utylizację ciepła odpadowego.
W wytapianiu stopów aluminium tradycyjne procesy rafinacji w oparciu o chlorki-, w których stosuje się chlorki, takie jak sole chloru i heksachloroetan, są stopniowo wycofywane ze względu na zanieczyszczenie środowiska i szkodliwy wpływ na zdrowie ludzkie. Obecnie do rafinacji wykorzystuje się głównie gazy obojętne, takie jak argon i azot.
