С широким применением индукционных печей в литейной промышленности использование футеровочных материалов также подверглось серьезным испытаниям. В процессе использования материалы футеровки индукционных печей часто имеют такие проблемы, как трещины, отслаивание, местная или общая сильная эрозия и проникновение жидкого металла, которые влияют на нормальное использование футеровки. В тяжелых случаях могут даже произойти несчастные случаи. По этой причине анализируются причины некоторых распространенных проблем футеровки индукционных печей.
Распространенные проблемы, анализ причин и решения
Будь то кислая, щелочная или нейтральная футеровка, трещины являются наиболее распространенной проблемой индукционных печей. В футеровке индукционных печей различают три формы трещин: продольные, поперечные и неравномерные. При быстром охлаждении высокотемпературной футеровки могут возникнуть трещины из-за теплового расширения и сжатия. Этот тип трещины обычно продольный. Продольные трещины размером менее 2 мм можно устранить, выбрав правильный процесс запуска холодной печи. Если трещина превышает 2 мм, ее необходимо заделать соответствующими ремонтными материалами.
Причин появления поперечных трещин в футеровке печи множество. Причиной может быть неправильная технология строительства печи, приводящая к расслоению материала; или из-за отсутствия охлаждающей воды для задней футеровки в устье печи она спекалась во время использования, что приводило к усадке и деформации футеровки печи после охлаждения, что приводило к образованию поперечных трещин. Кроме того, разница температур между верхней и нижней частями печи слишком велика, и жидкость сплава не выливается после остановки печи, что также может вызвать появление поперечных трещин. Поперечные трещины трудно залечить при холодном пуске печи и требуют ремонта. При индукционной плавке механическое воздействие на футеровку во время шихты может привести к появлению неравномерных трещин в местах воздействия. Кроме того, если в процессе строительства печи в футеровочный материал попадут примеси, после использования это также приведет к появлению неравномерных трещин. Этот тип трещины очень опасен. В тяжелых случаях это может даже вызвать утечку жидкого металла и повреждение корпуса печи.
Откол
На ранней стадии спекания новой футеровки слой спекания очень тонкий. При попадании в него крупного куска заряда облицовка легко отслаивается. Особенно серьезна эта ситуация при первой обжиге печи. На среднем и позднем этапах использования футеровки печи, если спеченный слой футеровки печи пропитывается жидким металлом и разрушается, разница в коэффициентах теплового расширения внутри и снаружи слишком велика, и он также отслаивается при с подогревом.
Пропитка жидким металлом
Футеровка печи пропитывается жидким металлом главным образом из-за недостаточной плотности футеровки, что связано с качеством конструкции. Для кислой футеровки печи скорость нагрева слишком высока до 870 градусов для первого обжига печи, и фаза -кварца не была полностью преобразована в -тридимит вовремя. В процессе плавки образование жидкого металла сопровождается объемным расширением, вызванным превращением фазы -кварца в -кристобалит, структура рыхлая, что очень легко пропитывает огнеупорный материал футеровки печи. При плавке цветных металлов с низкими температурами плавления может возникнуть такая ситуация: футеровка печи расплавится раньше спекания металла, что также непосредственно приведет к пропитыванию футеровки печи жидким металлом. Использование разумной конструкции и технологии обжига печи позволит в наибольшей степени избежать подобных ситуаций.
Эрозия средней и нижней части футеровки печи.
При использовании индукционной печи необоснованный порядок добавления шихты и подмостков шихты в процессе плавки приведет к тому, что температура в средней и нижней части печи будет слишком высокой, что приведет к появлению жидкой фазы в плавке. материал футеровки, который будет сильно подвергаться эрозии при воздействии высокотемпературного жидкого металла. Кроме того, такая ситуация может возникнуть и в том случае, если в процессе строительства печи нижняя футеровка не плотно завязана узлами и прочность футеровки недостаточна.
Общая эрозия футеровки
Общая эрозия футеровки индукционной печи складывается из трех основных факторов: нормального износа материала футеровки, вызванного трением, создаваемым электромагнитным перемешиванием внутреннего жидкого металла, реакцией между некоторыми компонентами сплава и тугоплавкими материалами и эрозией. огнеупорных материалов, вызванных шлаком в процессе плавки. Для кислой футеровки, используемой в производстве чугуна: SiO2+C→SiO(g)+CO(g). Эта реакция представляет собой сумму ряда сложных окислительно-восстановительных реакций. При стандартном давлении начальная температура реакции составляет 1481 градус. Когда температура в печи превышает эту температуру, эта реакция является одним из основных факторов расхода футеровки. Реакция между шлаком и огнеупорными материалами очень сложна и также является важным фактором сокращения срока службы футеровки печи при выплавке некоторых специальных сплавов. Кислотные футеровочные материалы пригодны для выплавки железа, меди и других металлов с кислыми или нейтральными шлаками; щелочные футеровочные материалы применяют при выплавке металлов со щелочными шлаками, например марганцевой стали; нейтральные футеровочные материалы подходят для больших печей по выплавке специальных марок стали. Только путем выбора подходящих огнеупорных материалов в соответствии с различными загрузками печи можно добиться относительно длительного срока службы футеровки.
Заключение
При использовании футеровки индукционных печей большинство проблем возникает из-за неправильной эксплуатации во время строительства или эксплуатации печи. Если выбраны подходящие материалы, принята разумная технология строительства печи и использована разумная технология плавки, можно избежать проблем с качеством футеровки во время использования и увеличить срок службы футеровки.