Главная
Новости
Ремонт
Каркасный дом
Несущие конструкции
Металлические конструкции
Прочность дорог
Дорожные материалы
Стальные конструкции
Воздухоопорные сооружения
Грунтовые основания




11.11.2019


09.11.2019


09.11.2019


08.11.2019


06.11.2019


06.11.2019


06.11.2019


06.11.2019


06.11.2019


06.11.2019





Яндекс.Метрика

Контакты | Карта сайта
         » » Футеровка индукционных печей

Футеровка индукционных печей

21.03.2019


Плавильное пространство индукционной печи имеет форму тигля, футерованного огнеупорной массой, которая должна:

1) обладать высокой огнеупорностью и шлакоустойчивостью;

2) иметь стенки минимально возможной толщины, чтобы улучшить магнитную связь между индуктором и шихтой;

3) обладать значительной механической прочностью, чтобы сопротивляться нагрузке от массы жидкого металла и при ударах во время завалки шихты и осаживания ее ломиком в процессе плавления;

4) иметь высокую термостойкость и не давать больших объемных изменений при резком перепаде температур, достигающем 1200—1300°С по толщине стенки тигля (внутри — жидкий металл, снаружи — охлаждаемый водой медный индуктор).

Столь высокие и в известной мере противоречивые требования к футеровке индукционных печей привели к тому, что проблема огнеупорных материалов для печей такого типа еще окончательно не решена. Если стойкость кислых тиглей превышает 150 плавок, что можно считать удовлетворительным, то стойкость тиглей из основных огнеупоров колеблется от 10 до 100 плавок. Она увеличивается при выплавке менее тугоплавких сплавов (высокоуглеродистых и высокохромистых), при проведении плавок методом переплава, а также при непрерывной работе печи, когда тигель не охлаждается до комнатной температуры.

Кислая футеровка выполняется из кварцита с содержанием кремнезема не менее 95%. В качестве связующего используют 1,5—2,0% технической борной кислоты. Массу для набивки тигля составляют на две трети из молотого кварцита с размером зерен 2—3 мм и на одну треть из кварцитовой муки (0—1,5 мм) без увлажнения.

Основная футеровка может быть изготовлена из различных огнеупорных составов. Для малых тиглей успешно применяют смесь металлургического магнезитового порошка с бывшим в употреблении молотым термостойким магнезитохромитовым кирпичом в отношении 1:1. Смесь имеет следующий состав: 20% зерен размером 2—4 мм, 35% зерен 1—2 мм, 35% пыли. 8% каустического магнезита, 1% плавикового шпата и 1% глины в качестве связующего материала. После хорошего перемешивания смесь увлажняют водой (2—4%) и снова перемешивают.

Тигли крупных печей емкостью более 1 т целесообразно изготавливать из бывшего в употреблении сводового термостойкого хромагнезитового кирпича, размолотого до ситового состава: 15% фракции 2—4 мм, 35% фракции 1—2 мм и 50% менее 1 мм. В массу добавляют 2% плавикового шпата и увлажняют 2—4% воды. Набивку тигля производят после выдерживания перемешанной массы в течение 48 ч.

Применяют также массу из плавленого магнезита с добавкой в качестве связующего 3% борной кислоты или 5% плавикового шпата. Ситовый состав этой смеси: 15% фракции 2—4,5 мм, 25% 1—2 мм, 25% 0,4—1 мм и 35% пыли.

Все исходные материалы после размола и рассеивания следует очищать от опилок и стружки магнитом.

Набивка тигля производится либо в прессформе, либо непосредственно в печи. В прессформах набивают тигли для печей емкостью не более 300—400 кг. Для этого используют разъемную металлическую пресс-форму с шаблоном, соответствующим форме и размеру тигля. Перед набивкой прессформу смазывают машинным маслом, чтобы легче извлечь тигель. Сначала набивают стенки тигля слоями 20—25 мм с помощью пневматической трамбовки при давлении воздуха 4—5 атм, а затем дно тигля. Закрыв крышку и закрепив ее болтами, прессформу с набитым тиглем переворачивают, придавая тиглю тем самым нормальное положение, снова отпускают болты, вынимают шаблон и снимают разъемную наружную часть прессформы. После сушки на воздухе в течение 3—15 дней тигель устанавливают в печь па основание, набитое смесью магнезитового порошка с 10% каустического магнезита или 1,5% борной кислоты. Зазор между тиглем и индуктором засыпают мелким магнезитовым порошком или кварцевым песком.

Непосредственно в печи набивают, как правило, все кислые тигли и основные тигли печей емкостью 400 кг и более. При использовании в качестве связующего борной кислоты набивку производят сухой смесью, а при набивке смеси, содержащей глину, плавиковый шпат и каустический магнезит, производят увлажнение 2% воды. В последнее время для футеровки печей емкостью 1 т опробывают специальные блоки.

При набивке в печи используют шаблоны, сваренные из листового железа толщиной 3—7 мм. Шаблоны для кислых тиглей могут иметь плоское дно, а у шаблонов для основных тиглей с целью повышения стойкости тигля дно должно быть чашеобразным. На заготовке для шаблона просверливают отверстия диаметром 3—5 мм с шагом 100—150 мм, располагая их равномерно по всей поверхности листа. Отверстия облегчают выход газов при сушке и спекании тигля. Наружные размеры шаблона должны быть одинаковыми с внутренними размерами тигля. Среднюю толщину стенок тигля в зависимости от среднего внутреннего диаметра тигля определяют из следующих соотношений:
Футеровка индукционных печей

При изготовлении основных тиглей набивку ведут обязательно с помощью пневматических трамбовок при давлении воздуха 4—5 атм. Набивку кислых тиглей производят вручную плоскими металлическими трамбовками.

Толщина каждого нового слоя огнеупорной смеси, засыпаемой для уплотнения, не должна превышать 15—25 мм при набивке основных тиглей и 50—70 мм при набивке кислых тиглей. Эти требования вызваны тем, что плотность набивки основного тигля значительно больше влияет на срок его службы, чем плотность набивки кислого тигля. Во всех случаях после уплотнения каждого слоя его поверхность слегка взрыхляют металлическим прутком, чтобы обеспечить лучшее сцепление смеси со следующим слоем и устранить слоистость футеровки.

Набивку тигля в печи производят в следующей последовательности. На под из шамотных кирпичей укладывают один-два слоя миканида и слой асбеста толщиной 5—6 мм. Внутреннюю поверхность индуктора либо обкладывают листовым асбестом в несколько слоев общей толщиной 9—10 мм, либо обмазывают смесью кварцитовой муки и алебастра (4:1). После этого слоями набивают подину до третьего снизу витка индуктора. На подину устанавливают железный шаблон, тщательно его центруют, фиксируя относительно индуктора деревянными клиньями, и кладут на дно какой-либо груз, чтобы шаблон не смещался во время набивки. Верхний слой подины, не прикрытый шаблоном, хорошо взрыхляют и начинают набивать откосы. Набивку откосов следует вести особенно тщательно слоями не более 15—20 мм, так как уплотнять материал под скошенной частью шаблона трудно, а именно это место является наиболее нагруженным в тепловом отношении, и наиболее часто тигель разрушается на откосах. Стенки тигля набивают до верхнего витка индуктора. Верх тигля и сливной носок выполняют из фасонного кирпича (шамотного или магнезитохромитового) или из смеси 60% кварцевого песка, 30% огнеупорной глины и 10% жидкого стекла.

После окончания футеровки из шаблона удаляют груз, убирают площадку, обдувают индуктор сжатым воздухом и начинают готовить печь к работе.

Сушка и спекание тигля производятся либо с помощью железного шаблона, использованного при набивке (если тигель предназначен для плавки стали), либо с помощью специального графитового шаблона, который вставляют в тигель вместо железного (если в тигле необходимо плавить никелевые или другие сплавы с ограниченным содержанием железа). В обоих случаях нагрев шаблона происходит вихревыми токами, протекающими в железе или в графите при включении индуктора.

Нагрев шаблона ведут медленно, чтобы не вызвать растрескивания стенок тигля. Сушка и спекание кислого тигля происходят в течение 1—4 ч, основного — в течение 2—10 ч. Железный шаблон при этом не должен оплавляться. На графитовом шаблоне можно получать более высокие температуры и даже довести поверхность внутренней стенки тигля до оплавления, так как температура плавления графита превышает 4000° С. Через каждые 30—40 мин рекомендуется печь отключать и осматривать индуктор. При появлении влаги на витках индуктора его обдувают сжатым воздухом.

После окончания сушки с помощью железного шаблона загружают шихту для первой плавки. Лучше всего назначать для первой плавки высокоуглеродистую сталь. Мощность печи повышают постепенно по специальному графику, разрабатываемому на основании опыта для каждой установки. В процессе плавления шихты и оплавления шаблона стенки тигля спекаются на некоторую глубину, достигающую после проведения двухтрех плавок 25—30 мм. Остальная часть стенки тигля не спекается. Наличие буферного неспекшегося слоя огнеупорной массы обязательно для нормальной эксплуатации тигля, так как позволяет компенсировать объемные изменения при изменении температуры внутреннего спекшегося слоя, смягчает сотрясения тигля при загрузке и осаживании шихты, препятствует проникновению жидкого металла к индуктору при возникновении трещины в спеченном слое.

Уход за тиглем при работе печи во многом определяет срок его службы. После слива металла из печи тигель необходимо тщательно очистить от остатков металла и шлака с помощью металлического скребка. Периодически следует проводить контрольные промеры глубины тигля и его диаметра на трех уровнях — внизу, в средней части и вверху. При местном износе стенки тигля эта часть быстро темнеет после слива металла, что позволяет обнаружить место повреждения.

При эксплуатации основного тигля нельзя допускать образования ям на подине и трещин на откосах и в стенке тигля. Углубления на подине заправляются после тщательной очистки смесью мелкого магнезитового и магнезитохромитового порошка в отношении 1:1 с 10% молотой глины. При заделке мелких трещин смесь немного увлажняют жидким стеклом (1—2%). Большое значение для увеличения стойкости основного тигля имеет сокращение перерывов между плавками.

Кислые тигли допускают более серьезный ремонт, чем основные. При уменьшении толщины их стенок на 25—30% в очищенный от настылей тигель вставляют шаблон без дна, изготовленный из листового железа толщиной 2 мм, заполняют его шихтой и слоями по 50—60 мм, утрамбовывают зазор кварцитом с помощью прутка диаметром 8—10 мм. Первую плавку после ремонта ведут на 1—1,5 ч дольше. Аналогичным образом подваривают подину тигля, засыпав смесь из кварцита и 2% борной кислоты и слегка утрамбовав ее, накрывают дно листом железа и загружают шихту. Обычно кислый тигель, даже если он не имеет видимых дефектов, ломают через 150 плавок и набивают новый.