Футеровка индукционных печей

В инструкции даются практические указания по подготовке огнеупорных смесей и составов, основные рабочие приемы при изготовлении, подготовке и эксплуатации футеровки, определены контролируемые параметры технологических процессов.

По вопросам эксплуатации печи и вспомогательного оборудования, подробно не оговоренным в настоящей инструкции, следует руководствоваться инструкциями по эксплуатации.

1.Общие положения

1.1. Качество изготовления футеровки и уход за ней в процессе кампании призваны обеспечить высокую ее стойкость, исключить загрязнение выплавляемого металла включением материала футеровки, а также свести к минимуму зашлаковывание тигля печи.

1.2. Операции по изготовлению нового тигля или текущему ремонту его необходимо производить под наблюдением мастера или технолога. На этих работах специализировать определенных лиц, несущих полную ответственность за качество изготовления и ремонта футеровки.

1.3. Приемка нового или отремонтированного тигля возлагается на мастера или начальника участка, которые решают вопрос о допуске тигля к плавке.

1.4.Ответственность за эксплуатацию тигля и уход за ним в процессе эксплуатации несут плавильщик и бригадир.

2. Исходные материалы

2.1. В качестве исходных материалов для изготовления футеровки печей следует применять:

а) порошки шпинельные и периклазошпинельные плавленые марки ПШППл и ППШГПл по ТУ 14-8-608-90:

б) стекло жидкое по ГОСТ 13078-81;

в) глина огнеупорная.

Требования к плавленым шпинельным и периклазошпинельным порошкам представлены в табл. 1 и 2.

Таблица 1

 

Таблица 2

 

2.2. Все исходные материалы могут быть использованы только при наличии сертификата или этикетки на таре с указанием марки материала, технических условий и показателей, характеризующих их качество.

2.3. Шпинельные и периклазошпинельные порошки хранятся в условиях, исключающих непосредственное попадание в них влаги.

Каждая фракция порошков хранится в отдельной емкости, снабженной соответствующей надписью.

2.4. Отработанные, бывшие в употреблении материалы складируются отдельно, в местах, удобных для отгрузки и исключающих их перепутывание с годным материалом.

3. Приготовление набивных масс

3.1. Смеситель и рабочие емкости для готовой набивной массы должны быть тщательно вычищены от остатков предыдущего замеса.

3.2. В целях исключения расфракционирования массы в качестве смесителей для приготовления сухих масс следует использовать смесители с неподвижной емкостью и подвижным рабочим органом (шнековые смесители, лопастные и т.д.).

3.3. Для приготовления набивной массы в Смеситель загрузить плавленые порошки в следующих соотношениях, массовая доля, %:

для печи емкостью до 1 т   для печи емкостью свыше 1 т

фракция 5-3 мм                                --                                              10

фракция 3-1 мм                                 50                                            40

фракция 1-0 мм                                 25                                           25

фракция менее 0,063 мм                   25                                             25

3.4. Перемешать порошки до получения однородной массы и высыпать массу из смесителя в рабочую емкость (бункер или коробку). Общее время перемешивания составляет 15-20 минут.

3.5. При использовании для набивки печи пневмотрамбовки допускается добавление в массу 0,3-0,5 % воды.

3.6. В случае использования набивной массы в металлургических агрегатах с температурой службы футеровки менее 1600°С возможно введение массовой доли борной кислоты 1 - 2% сверх 100%.

3.7. Срок хранения сухой массы в условиях, гарантирующих массу от увлажнения и попадания в нее посторонних примесей, не ограничивается.

3.8. Допускается приготовление небольших количеств масс и обмазок вручную.

4. Подготовка печи к набивке тигля

4.1. Проверить целостность и жесткость каркаса печи, а также исправность механизма наклона печи и устранить обнаружение неисправности.

4.2. Проверить надежность действия водоохлаждающей системы индуктора, электроизоляцию индуктора и каркаса печи.

4.3. Все элементы каркаса печи и токоведущие части обдуть сжатым воздухом и очистить от мусора и пыли. При необходимости частично или полностью заменить шамотную кладку подины печи с последующей тщательной сушкой подины газовой горелкой.

4.4. Сборка секций индуктора производится вне печи на специальном стенде. Витки вновь собранного индуктора не должны выступать более чем на 5 мм внутрь индуктора. Крепление отдельных секций и индуктора в целом должно быть жестким и плотным без зазора между витками. В случае образования зазоров, последние следует уплотнять асбестовым шнуром.

4.5. Установить вновь собранный индуктор в каркас печи, жестко закрепить его стяжками во избежание сдвига и закорачивание витков индуктора.

4.6. После тщательного закрепления индуктора проверить его на герметичность водой под давлением от 3 до 4 кгс / см².

4.7. После гидроиспытаний и подсушки индуктора произвести обмазку его изолирующей массой следующего состава, массовая доля, %:

плавленый шпинельный порошок фракции 1 -0 мм            100 жидкое стекло плотностью 1,25-1,30 г/см³, сверх 100%         5-7 глина огнеупорная                       до получения пластичного состояния массы Обмазку нанести слоем толщиной 3-5 мм так, чтобы она заполнила пространство между витками индуктора. Поверхность обмазанного индуктора должна быть гладкой и ровной. Если старая обмазка сохранилась, то следует обмазывать только поврежденные места. Обмазку индуктора выдержать на воздухе не менее 5-6 часов.

При отсутствии обмазки витков индуктора работа печи категорически запрещается.

5. Изготовление футеровки печи

5.1. Набивку производить по металлическому, выплавляемому шаблону, изготовленному из листового железа толщиной не менее 3 мм. Форма и размеры шаблона воспроизводят плавильное пространство печи, при этом верхний край шаблона должен находиться выше воротника печи. Внешняя Поверхность шаблона и особенно стыки и сварные швы необходимо тщательно зачистить для получения ровной, гладкой поверхности без выступов и острых углов. Шаблон должен иметь сквозные отверстия диаметром 3 мм, расположенные в шахматном порядке на расстоянии 150-200 мм друг от друга.

5.2. Набивка тигля производится пневмомолотком. Набивка подины- плоским наконечником диаметром 100-150 мм. Набивка стен тигля- наконечником в виде сегмента, внутренний радиус которого должен равняться наибольшему радиусу шаблона, а ширина -2/3 минимальной толщины стенки тигля.

5.3. Для уменьшения расфракционирования массы рекомендуется засыпать ее в тигель аккуратно, не допуская резких ссыпов, ударов. Для ликвидации неоднородности массы в виде скоплений крупных зерен рекомендуется либо убирать их совком, либо перемешивать засыпанную порцию массы перед трамбованием.

5.4. Набивку подины производить послойно в следующем порядке: насыпать слой толщиной 60-80 мм, с целью удаления воздуха проштыковать насыпанный слой металлической лопаткой, тщательно уплотнить массу с помощью пневмомолотка, взрыхлить Поверхность слоя на глубину 4-6 мм. ПЛОХОЕ УПЛОТНЕНИЕ МАССЫ И ПЛОХОЕ ВЗРЫХЛИВАНИЕ ПРИВОДИТ К ОБРАЗОВАНИЮ ПОПЕРЕЧНЫХ ТРЕЩИН ПО СЛОЯМ НАБИВКИ. Продолжительность уплотнения слоя составляет около 10 минут. Таким же образом набиваются остальные слои подины. Набивку подины нужно заканчивать на 40-60 мм выше требуемого уровня, а затем избыток массы срезать.

5.5. На набитую подину установить шаблон, при помощи клиньев отцентровать и закрепить его относительно индуктора, установить внутрь шаблона груз для обеспечения устойчивости его в процессе набивки стен и еще раз проверить центровку шаблона.

5.6. Перед засыпкой первого слоя для набивки стен тигля необходимо взрыхлить на глубину 5-10 мм и перемешать до полной однородности массу на подине в зазоре между шаблоном и индуктором.

5.7. Набивка стен тигля производится также, как и подины, послойно. При этом толщина насыпанного слоя должна составлять 40-50 мм, а уплотненного 25-30 мм. Время уплотнения каждого слоя составляет 5-7 минут. Поверхность уплотненного слоя перед набивкой следующего необходимо взрыхлить на глубину 5-8 мм и перемешать до однородности. Высота стен тигля должна обеспечивать высоту воротника в пределах 50-60 мм, при этом набивку стен необходимо заканчивать на 40-50 мм выше этого уровня и затем срезать излишек массы.

В процессе набивки следить, чтобы в массу не попадали посторонние примеси. При набивке тигля не допускаются перерывы и сдвиг шаблона. КАТЕГОРИЧЕСКИ ЗАПРЕЩАЕТСЯ НАКЛОНЯТЬ ПЕЧЬ С МОМЕНТА НАЧАЛА НАБИВКИ ДО МОМЕНТА ВЫПУСКА ОБЖИГОВОЙ ПЛАВКИ.

5.8. Перед изготовлением воротника пропитать Поверхность верхнего слоя тигля раствором жидкого стекла плотностью 1,25-1,30 г / см³. Изготовить воротник из массы, использованной для набивки тигля, смешанной с 5-7 % жидкого стекла указанной выше плотности. Оформить воротник и сливной носок массой, состав которой указан в п. 4.7.

6. Сушка и спекание тигля

6.1. Готовую футеровку подвергнуть воздушной сушке продолжительностью не менее шести часов.

6.2. После воздушной сушки загрузить шихту в тигель печи и приступить к сушке под током. Перед включением тока необходимо пустить воду через индуктор, а в процессе плавки следить за постоянством расхода воды и ее температурой, которая не должна превышать 60°С.

6.3. Сушка током производится в течение 3-4 часов. После того, как футеровка хорошо просушена ( отсутствие парения и конденсата на витках индуктора), можно увеличить мощность и приступить к расплавлению шихты и шаблона.

6.4. Первая плавка производится в замедленном режиме. В процессе расплавления шихты производить ее подвалку, не допуская образования мостов. Для лучшего спекания воротника печи при первой плавке рекомендуется поднять уровень расплава выше стыка воротника со стенками тигля.

6.5. Поднять температуру металла до 1650-1700°С и выдержать его в тигле при такой температуре в течение 20-30 минут. Охладить металл до температуры слива и слить его в ковш. Первую плавку рекомендуется проводить на углеродистой стали.

6.6. После первой и второй плавки механическую очистку футеровки тигля от остатков металла и шлака не производить. В ходе первых трех плавок загружать шихту следует особенно осторожно, не допуская ударов в футеровку.

6.7. Весь процесс сушки и спекания тигля производит плавильщик под контролем бригадира.

7. Уход за футеровкой в процессе кампании

7.1. Все операции на тигле ( загрузка и осаживание шихты, наведение и снятие шлака) необходимо проводить с осторожностью, не допуская механических повреждений спеченного слоя.

7.2. После слива каждой плавки ( кроме первых трех ) тигель должен быть тщательно очищен от остатков металла и шлака не только для предотвращения зарастания тигля, но и для возможности обнаружения местных повреждений спеченного слоя.

Для удаления шлака с поверхности тигля необходимо использовать смесь следующего состава, массовая доля, %:

молотый шамот                                                 72-77

молотый периклазовьш порошок                      14-18

плавиковый шпат                                                          9-10

7.3. Наиболее опасными являются повреждения футеровки: разрушение спеченного слоя, выкрашивание порошкообразной неспекшейся массы, появление поперечных трещин, Проход металла вглубь набивки. Ремонт таких дефектов следует производить пластичными массами путем подмазки. Для этого используется масса по п.4.7. без огнеупорной глины.

7.4. После очистки дефектного места от металла и шлака подмазать его ремонтной массой при помощи металлической лопатки. Массу наносить тонкими слоями. После подмазки и сушки отремонтированную Поверхность затереть раствором жидкого стекла. Подмазку поврежденных участков следует производить на остывшем тигле. При значительных местных повреждениях перед загрузкой шихты прикрыть отремонтированное место стальным листом.

7.5. В процессе работы печи нельзя допускать образование мостов - для предотвращения местного перегрева металла и разрушения набивки.

7.6. Для уменьшения разъедания тигля на уровне шлакового пояса рекомендуется, по возможности, менять от плавки к плавке уровень металла в тигле.

7.7. В ходе плавки необходимо контролировать температуру охлаждающей индуктор воды и не допускать ее нагрев выше 60°С.

7.8. При длительных перерывах в работе печи, для уменьшения образования внутренних напряжений, а, следовательно, и трещин в тигле, прежде, чем остудить печь, необходимо: после слива металла загрузить следующую порцию шихты, разогреть ее приблизительно до 800°С (красное свечение металла), накрыть тигель листовьм асбестом или другим подходящим материалом и только после этого отключить печь.

7.9. Полная замена тигля производится при 25-30% износе стен по толщине. Износ определяется при помощи нутромера. Дополнительными критериями износа, требующими замены тигля, являются: проникновение металла в трещины и выбоины в стенах, когда извлечение скрапин и, следовательно, Ремонт невозможны; образование кольцевых горизонтальных трещин; осыпание и выкрашивание стен в значительной части поверхности; чрезмерное зарастание стен, исключающее проведение плавки нормального веса. В каждом конкретном случае вопрос о замене тигля решает мастер или начальник участка.

7.10. В журнал после каждой плавки плавильщик обязан внести характеристику состояния тигля, номер плавки в данной кампании, в случае ремонта указать его характер.

8. Инструмент и оборудование

Для изготовления и ремонта футеровки необходимо иметь следующий Инструмент и оборудование:

смеситель;

пневмомолоток с насадками для подины и стен;

ломик-скребок для очистки футеровки;

шаблон металлический;

закрома для хранения огнеупорных материалов;

нутромер;

металлическая лопатка;

клинья для центровки шаблона.

 

 

9. Техника безопасности при выполнении работ

9.1. Футеровщикам разрешается работать только в спецодежде с применением индивидуальных средств защиты согласно инструкции.

9.2. Пользоваться при футеровочных работах неисправным инструментом или эксплуатировать неисправное оборудование запрещается.

9.3. При работе с огнеупорными материалами рабочим пользоваться респираторами и очками.

9.4. Сушку и разогрев индукционной печи производить под контролем дежурного электрика.

9.5. Работать с жидким стеклом необходимо в резиновых перчатках и очках.

9.6. При футеровке и эксплуатации индукционных печей футеровщикам руководствоваться настоящей технологической инструкцией и инструкцией по технике безопасности работы на данном производстве.