Способ изготовления футеровки плавильных каналов индукционных печей Советский патент 1983 года по МПК F27D1/16 

Изобретение относится к металлургическому производству, а именно к футеровке плавильных каналов в индукционных канальных печах.

Известен способ футеровки индукционной тигельной печи, заключающийся в том, что для набивки футеровки тигля используют шаблон из котельного железа, который после изготовления футеровки удаляется из печи 1.

К недостаткам указанного способа относятся нарушение футеровки печи при удалении шаблона и отсутствие возможности для проведения качественного спекания рабочего слоя футеровки, следствием чего является снижение ее стойкости.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сушности является способ изготовления футеровки каналов индукционных канальных печей, включающий установку полого шаблона, набивку огнеупорной массы, предварительную сушку, установку блока индуктора на печь и расплавление шаблона 2.

При расплавлении шаблона происходит спекание футеровки при температуре не выше 1200°С, что не обеспечивает ее удовлетворительной стойкости. Залитый чугун, воздействуя на футеровку, приводит к резкому увеличению теплового напора и к возникновению значительных термических напряжений. Кроме того, при применении высокоглиноземистой футеровки, например МК 80 (имеющей состав, %: А1гОз 80; ,55102 5; 1,2) при температуре 1210° С в присутствии в жидком чугуне значительного количества окислов железа происходят структурные и фазовые превращения с образованием тройной эвтектики, состоящей из муллита, тридимита и расплава. Эти превращения сопровождаются изменением плотности футеровки, что обусловливает появление микротрещин, проникновение в них жидкого металла и является началом постепенного разрушения футеровки.

Цель изобретения - повышение стойкости футеровки.

Для достижения поставленной цели согласно способу изготовления футеровки плавильных каналов индукционных печей, включающему установку полого шаблона, набивку огнеупорной массы, предварительную сушку, установку блока индуктора на печь и расплавление шаблона, канал формируют путем установки шаблона, изготовленного из трубной заготовки низкоуглеродистой стали, последующего индукционного нагрева этого шаблона до температуры на 30-50°С ниже температуры плавления, выдержки при этой температуре в течение 0,5-5 ч с последующей заливкой жидкого чугуна при 1400-1500° С.

Разогрев шаблона и сушку футеровки каналов осуществляют по режиму: нагрев от 100±20 до 300±20°С за 2 ч, выдержка при ЗООС 1,5 ч, затем нагрев от 300 до 600±20°С за 2 ч, выдержка при 600°С 1,5 ч, после чего нагрев от 600 до 1450± ±20°С за 4 ч и выдержка при 1450°С 0,5-5 ч.

На фиг. 1 представлен полый шаблон, изготовленный из низкоуглеродистой стали, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - шаблон, вид сверху; на фиг. 4 - микрошлиф, вырезанный из образца футеровки после ее пребывания в жидком чугуне в течение 20 ч (видно проникновение жидкого чугуна на глубину 1,1 мм).

Заливка чугуна с температурой ниже 1400°С приводит к увеличению длительности расплавления стального шаблона. Подогрев чугуна до температуры свыше 1500°С связан с техническими трудностями.

Нагрев до температуры на 30-50° С ниже температуры плавления и выдержка при этой температуре в течение 0,5-5 ч необходимы для того, чтобы более полно прошло спекание и образовался плотный поверхностный слой, состоящий из муллита и стекловидной массы. Полученный таким образом слой имеет большую плотность и более стоек к воздействию жидкого чугуна.

В лабораторных условиях были изготовлены опытные образцы футеровок для индукционной канальной печи с применением огнеупорной массы (марки МК 80) и спеченные по режиму, обеспечиваемому при установке чугунного шаблона, т.е. с нагревом до 1200°С, и по режиму, обеспечиваемому при установке стального шаблона, т.е. с нагревом до 1450°С.

Полученные образцы футеровок после спекания по двум режимам подвергали воздействию жидкого чугуна, нагретого до 1300°С в течение 20 ч. Установлено, что образцы, спеченные по предлагаемому способу имеют большую стойкость.

Разрушение поверхности футеровки Б случае спекания по способу-прототипу прошло на глубину до 1,1 мм, а в случае спекания по предлагаемому способу - на глубину до 0,3 мм.

фиг.2

1. СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ФУТЕРОВКИ ПЛАВИЛЬНЫХ КАНАЛОВ ИНДУКЦИОННЫХ ПЕЧЕЙ, включающий установку полого шаблона, набивку огнеупорной массы, предварительную сушку, установку блока индуктора на печь и расплавление шаблона, отличающийся тем, что, с целью повышения стойкости футеровки, канал формируют путем установки шаблона, изготовленного из трубной заготовки низкоуглеродистой стали, последуюшего индукционного нагрева этого шаблона до температуры на 30-50°С ниже температуры плавления, выдержки при этой температуре в течение 0,5-5 ч с последующей заливкой жидкого чугуна при 1400- 1500°С. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что разогрев шаблона и сушку футеровки каналов осуществляют по режиму: нагрев от 100±20 до 300±20°С за 2 ч, выдержка при 300°С 1,5 ч, затем нагрев от 300 до 600±20°С за 2 ч, выдержка 1,5 ч, после чего нагрев до 1450±20°С за 4 ч и выдержка 0,5-5 ч.