Футеровка

Огнеупорная футеровка ИТП имеет следующие составные части:

1) тигель, образующий плавильное пространство и определяющий вместимость печи. Форма тигля (см. рис. 88) должна обеспечивать удобство ведения металлургического процесса, минимальные тепловые потери, достаточно высокий электрический КПД согласно (158) и достаточную механическую прочность в условиях ферростатического давления и электродинамического воздействия жидкого металла;

2) крышку, футерованную огнеупором (на крупных печах – свод);

3) подину, служащую основанием, на которое устанавливают тигель и индуктор. Обычно подину укладывают на нижнюю раму каркаса печи или на кожух в виде нескольких текстолитовых (на стекловолокне) плит или изготовляют из стандартных прямых и фасонных шамотных кирпичей;

4) леточную керамику (носок), предназначенную для создания струи жидкого металла при сливе его из тигля (при наклоне печи). Носок выкладывают из стандартных прямых или фасонных шамотных кирпичей;

5) «воротник», соединяющий тигель и леточную керамику.

Работа футеровки тигля характеризуется тяжелыми условиями: тепловое, коррозийное и эрозийное воздействие жидкого металла, химическая коррозия шлака, статическое давление столба жидкого металла (40...80 кПа), механические усилия при загрузке шихты и особенно при осаживании образующихся в процессе плавки «мостов». Поэтому тигель является одним из самых ответственных элементов ИТП, в значительной мере определяющих ее эксплуатационную надежность.

В настоящее время ИТП футеруют следующими методами:

1) набивкой по шаблону непосредственно в печи, когда сваренный из листовой стали шаблон по форме внутренней поверхности тигля устанавливают на подине точно по оси печи, порошкообразные огнеупорные массы засыпают в зазор между индуктором и шаблоном и послойно трамбуют пневматической или электрический трамбовкой. Набивать футеровку необходимо до максимально возможной плотности (2,5...3 т/м³). Контактную поверхность стенки тигля делают гладкой, без пустот и раковин. После спекания она должна быть слегка покрыта глазурью. Спекание стенки тигля должно в процессе эксплуатации происходить послойно, чтобы в течение всего срока службы тигля существовал буферный, неспекшийся, порошкообразный слой, исключающий образование сквозных (по всей толщине тигля) трещин и проникновение жидкого металла к виткам водоохлаждаемого индуктора;

2) внепечным методом, при котором тигли трамбуют, прессуют или формуют в специальных разборных пресс-формах. Тигли, изготовленные внепечным способом, устанавливают в индуктор печи с засыпкой бокового пространства порошкообразными огнеупорными материалами, что предупреждает прорыв жидкого металла к индуктору через сквозные трещины, которые могут образовываться в предварительно обожженных тиглях. Футеровку при таком методе можно заменить быстрее, что сокращает простои печей;

3) из фасонных огнеупорных изделий. Толщина изделий (кольца, блоки, секционные шпунтовые^ изделия, стандартный кирпич клиновидной формы) должна быть такой, чтобы при кладке их образовалось пространство (кольцевой зазор) размером 25...30 мм между наружной стенкой кладки и витками индуктора для создания буферного слоя из порошкообразных материалов;

4) послойной наваркой футеровки при торкретировании или плазменном напылении контактных рабочих слоев на изготовленную любым методом футеровку (особенно полезно при горячих ремонтах футеровки). Метод напыления позволяет сделать химически чистую и высокоогнеупорную (из материалов высшей огнеупорности) контактную поверхность футеровки в соответствии с требованиями к выплавляемым сталям и сплавам.

Для ИТП применяют кислую, основную и нейтральную огнеупорную футеровку, каждая из которых имеет многочисленные составы, что позволяет для данного технологического процесса плавки подобрать соответствующие футеровочные материалы, рецептуру огнеупорных масс и технологию изготовления тигля.

Срок службы футеровки небольшой и колеблется в зависимости от вместимости и различного химического состава тиглей (табл. 25).

Таблица 25