Як впливає вид футеровки печі при плавці на якість сплаву?

Футеровкой называется слой материала, образующий внутреннее пространство плавильной печи. Этот слой должен сохранять в течение длительного времени достаточно высокие прочностные свойства при высокой температуре, а также противостоять химическому воздействию со стороны шлака, расплавленного металла и газовой фазы печи. Материалы, из которых изготовляется футеровка, называются огнеупорными материалами, или просто огнеупорами.

В связи с тем, что огнеупорные материалы должны противостоять химическому воздействию шлака, металла и атмосферы печи при высокой температуре, важнейшими классификационными признаками этих материалов являются огнеупорность (способность противостоять действию высоких температур) и химические свойства. В табл. 1 приведены характеристики огнеупорных материалов, используемых при плавке литейных сплавов.

Из данных табл. 1 следует, что наибольшей огнеупорностью обладают углеродистые огнеупоры, однако на практике они применяются сравнительно редко, так как при температуре более 1000 °С они легко окисляются, т. е. сгорают, не выдерживая химического воздействия со стороны атмосферы печи.

Важнейшими компонентами огнеупоров, наиболее распространенных в литейном производстве, являются оксиды кремния, магния, алюминия, кальция, хрома и железа. В зависимости от характера оксидов, преобладающих в составе огнеупорных материалов, они делятся на кислые, основные и нейтральные.

Кислые огнеупоры — динасовые и кварцевые — состоят главным образом из кислотного оксида Si0₂, поэтому такие огнеупоры хорошо противостоят так называемым кислым шлакам, основу которых составляют кислотные оксиды.

В то же время шлаки, в которых преобладают основные оксиды, например СаО, будут интенсивно разрушать кислую футеровку, так как кислотный оксид Si0₂ вступает в химическое взаимодействие с основными оксидами подобно тому, как кислоты реагируют с основаниями, образуя легкоплавкие соединения, например CaSi0₃.

Основные огнеупоры — магнезитовые и доломитовые — содержат в большом количестве основные оксиды MgO и СаО. Эти огнеупоры предназначены для футеровки печей, в которых по условиям технологии используются основные шлаки.

Полукислые огнеупоры состоят главным образом из кислотного оксида Si0₂, но содержат также амфотерный оксид А1₂0₃.

Нейтральные огнеупорные материалы названы так потому, что проявляют удовлетворительную стойкость по отношению как к основным, так и к кислым шлакам.

Классификация огнеупоров на основные, кислые и нейтральные не охватывает достаточно большую часть огнеупорных материалов, в частности, цирконсодержащие и безоксидные огнеупоры (карбидкремниевые и углеродистые). Металлургические возможности плавильных печей в большой степени определяются свойствами огнеупорных материалов, используемых для их футеровки.