Плавильно-литейные комплексы имеют следующий состав: печь или миксер для переплава и приготовления расплавов, система литейных желобов и разнообразное технологическое оборудование, например, литейная машина, кристаллизатор, литейные формы и т. п. При литье алюминия и его сплавов под действием силы тяжести жидкий металл перемещается по транспортному желобу из печи в кристаллизатор литейной машины или в форму [1]. Длина желоба может быть достаточно большой и достигать нескольких десятков метров. В начале литья, при пуске расплава по желобу, резко снижается температура жидкого металла, что ухудшает качество слитков. Другим недостатком желобов без подогрева является наличие температурных градиентов внутри футеровки, вероятность тепловых ударов, снижение надежности при большом числе термосмен. Все это уменьшает срок эксплуатации футеровки [2].
В ходе исследования необходимо разработать электрообогреваемую конструкцию желоба, обеспечив предварительный нагрев металлотракта перед транспортировкой расплавленного металла. Надлежаще качество литья алюминия следует обеспечить введением комплекса мер. Оборудование должно создавать высокое относительное значение интегрального теплового потока с излучающей поверхности вплоть до 4…5 Вт/см2 . Крайне важно исключить тепловые удары огнеупоров, улучшить ремонтопригодность изделий, повысить срок эксплуатации оборудования и снизить потери электроэнергии. Лучшую надежность надо достигнуть защитой от брызг алюминия. При этом путем проработки упрощенной технологии изготовления по возможности необходимо снизить себестоимость.
Технологическое оборудование для металлургических разливочных лотков разрабатывают и производят многочисленные зарубежные компании, например Rex Materials Group, Khantal, Exel Heat и др. На рынке технологического оборудования представлены инфракрасные крышки, транспортные лотки и желоба разнообразных конструкций, различной эффективности и разной стоимости. Широко распространены электрообогреваемые крышки с модулями из формованного волокнистого материала с коэффициентом теплопроводности контактного слоя около 0,2 Вт / (м·°С). Нагревательные элементы размещают как в открытых пазах, так и внутри волокнистого материала [1, 2]. Вследствие высокого теплового сопротивления контактного слоя волокнистого материала между нагревательным элементом и излучающей поверхностью, тепловой поток до излучающей поверхности крышки не велик. Для типовых изделий удельный тепловой поток нередко ограничен величиной 1,5…2,0 Вт/см2 . Малая величина теплового потока с поверхности вынуждает большинство производителей делать излучающую поверхность нагревателя в виде арки [3, 4].