Огнеупорный тигель вакуумной индукционной печи является важнейшей частью установки. Его стойкость определяет как производительность печи, так и чистоту выплавляемого металла — его качество.
В настоящее время разработаны многие способы интенсификации работы вакуумных индукционных печей: применение жидкой шихты, продувка металла газами через пористую пробку, применение шлаковых реагентов и др.
Однако использование этих методов возможно лишь при условии высокой стойкости футеровки. По мере увеличения размера печей вопросы службы футеровки становятся все серьезнее и ответственнее. Успешное решение этой проблемы связано с применением кирпичной кладки, хорошо зарекомендовавшей себя в других сталеплавильных агрегатах.
- Для изготовления тиглей вакуумных индукционных печей используют, как правило, чистые огнеупорные материалы: электроплавленные окислы магния, циркония, алюминия, их смеси.
- Применение электроплавленных материалов обусловлено тем, что в них закончились объемные и другие превращения, удалены нежелательные примеси.
- Для малых лабораторных печей применяют готовые заводские тигли емкостью до 1 л, изготовленные либо методом литья, либо методом прессования в прессформах.
Для печей емкостью от нескольких килограмм до 1 т и более применяют набивку тигля внутри индуктора. Для соблюдения требований вакуумной гигиены эту операцию рационально производить на специальном стенде вне печи и желательно в другом помещении, отделенном от плавильного отделения.
Перед набивкой тигля изолированный индуктор изнутри покрывают тонким слоем обмазки. В качестве обмазки можно использовать смесь винифлексового лака с маршаллитом или тальком (65%) и бакелитом (35%).
Можно использовать массу, состоящую из спирта, мелкого электрокорунда и этилсиликата. Например, смесь на этилсиликате состоит: из 50% цирконовой муки, 25% электрокорунда № 100 и 25% электрокорунда № 300.
Можно применять и стеклоткань, которую приклеивают к катушке индуктора жидким стеклом или декстрином. Нанесенную обмазку просушивают. Обмазка образует «кожух» футеровки и не дает огнеупорным материалам высыпаться в зазоры между витками индуктора.
Затем набивают тигель вокруг железного или графитового шаблона, обмотанного 1—2 слоями картона. Картон предохраняет от сваривания внутренние слои футеровки с шаблоном при спекании.
Набивку тигля производят порошкообразной массой. После набивки и спекания тигель должен иметь внутренний плотный рабочий слой и наружный более рыхлый, который демпфирует механические нагрузки, возникающие при перемещении витков индуктора под влиянием магнитных полей, при механических нагрузках на тигель и от тепловых и объемных изменений в стенках тигля.
Эта задача создания двухслойной футеровки разрешается подбором зернового состава массы. Тигель, изготовленный только из одной мелкой фракции, получается очень плотным, быстро пропекается и подвержен трещинообразованию. Применение только крупной фракции может привести к слишком большой пористости, следствием которой будет глубокое пропитывание стенок металлом.
На одном из заводов применяли следующий зерновой состав массы для набивки тигля из 94% плавленой окиси магния и 6% электрокорунда.
- Электрокорунд применяли фракции 0,5—1,0 мм.
- Хорошо перемешанную массу прокаливали и набивали из нее тигель без связки и увлажнения. К концу кампании печи толщина рабочего слоя тигля составляла 10 мм, толщина буферного слоя
- 25—30 мм, что обеспечивало среднюю стойкость тигля до 30 плавок.
Для печи ОКБ 571Б емкостью 0,5 т тигель набивают на специальном стенде следующим образом. Подину набивают пневмо-трамбовкой слоями по 30—50 мм. Перед набивкой следующего слоя предыдущий слой взрыхляют на глубину 5—8 мм.
Подину набивают до уровня нижнего или до половины второго витка снизу. Устанавливают шаблон из листового железа с отверстиями диаметром 2—3 мм.
Внутрь шаблона помещают груз, разрыхляют слои между шаблоном и индуктором и набивают откосы слоями по 40 мм толщиной с промежуточным рыхлением. Плотнее набивают слои, прилежащие к стенкам шаблона.
Воротник печи выкладывают из магнезитового или хромомагнезитового кирпича. Носок ставят готовый, предварительно изготовленный в пресс-форме. Затем индуктор с набитым тиглем устанавливают в печь.
Футеровку сушат и спекают при мощности 20—30 кВт в течение 2 ч, затем через каждые 30 мин увеличивают мощность на 30—40 кВт. Тигель загружают отходами армко-железа или углеродистой стали, расплавляют металл и выдерживают его при 1580—1610° С в течение 20—30 мин.
После первой проводят еще дополнительно две-три закрепительных плавки. Последнюю промывную плавку делают на шихте, состав которой определяется выплавляемым сплавом.
В работе [124] сообщалось об успешной работе тигля, изготовленного из чистого корунда для печи небольшой емкости 50 кг. Смесь составляли из электрокорунда марки ЭБ-99 следующего фракционного состава: 70% № 24—32; 25% № 80—120; 5% № 200—300 с добавкой 1,5—2,0% борной кислоты для связки.
Тигель набивали вокруг графитового шаблона. После набивки тигля и сушки температуру на внутренней поверхности шаблона постепенно повышали до оплавления корунда и появления гладкой оплавленной внутренней поверхности тигля.
Стойкость таких тиглей достигала на одном и том же сплаве до 300 плавок.
В работе [125] также сообщается об изготовлении тиглей из корунда. Смесь составляли из 60% электрокорунда марки KlOO и 30% марки КЗби 10% глинозема. В качестве связки давали 4%-ный раствор декстрина в воде. Набивку тигля производили вокруг железного шаблона.
Верхнюю часть тигля, выше уровня жидкого металла, набивали из той же массы, но с добавкой жидкого стекла. Из нее же изготовляли и воротник тигля. Тигель сушили на воздухе 12—20 ч. Затем включали печь на малую мощность на 4 ч, а в последующие 4 ч доводили шаблон до расплавления. Первую плавку проводили на чугуне.
После слива металла в тигель вставляли графитовый шаблон и разогревали его до высокой температуры для оплавления стенок тигля.
Изготовление тигля из трехокиси алюминия не всегда желательно, так как при восстановлении Al2O3 компонентами сплавав металлической ванне происходит повышение содержания алюминия.
Одним из самых распространенных материалов для изготовления тиглей вакуумных индукционных тиглей является окись магния. Преимущество MgO состоит в том, что восстанавливаемый из нее магний испаряется вследствие большой упругости пара и в металле не остается.
Для набивки тиглей используют либо чистую окись магния, либо смесь 75% электроплавленной окиси магния и 25% порошка металлургического магнезита или из 70 или 80% окиси магния и 30—20% корунда.
По зарубежным данным, массу для небольших печей из чистой окиси магния (98% MgO) приготовляли из 65% фракции 1—2 мм и 35% фракции 0,06—0,12 мм. Получали смесь плотностью 3,56 г/см3, пористостью 30%. После обмазки индуктора на дно тигля укладывали сегментный кирпич, набивали подину и устанавливали графитовый шаблон с линзообразным дном, обернутым одним-двумя слоями волнистого картона.
После центровки шаблона производили послойную набивку. Процесс спекания начинали на воздухе. После достижения температуры 600—800° С ток выключали и откачивали печь до остаточного давления 20 мм рт. ст.
Затем нагревали шаблон сначала до 1700° С и постепенно доводили температуру до 2500° С. Давление в печи при спекании возрастало до 200 мм рт. ст*.
После выемки шаблона внутренняя поверхность тигля получалась гладкой светло-серой.
Для тиглей небольших печей также используют для набивки корундаль—массу, состоящую из 89% Al2O3 и 10% SiO2 или магнезитохромитовую, состоящую из 73% MgO, 17,0% Cr2O3, 10,0% Fe2O3.
Стойкость набивных тиглей в крупных печах составляет 20— 40 плавок. В целом стойкость набивных тиглей ВИП не удовлетворяет современным требованиям производства. Очевидно, что проблему футеровки крупных печей можно решить только применением огнеупорных кирпичей.
- Печь фирмы «Латроб стил» емкостью 27 т имеет кирпичную футеровку, состоящую из двух слоев.
- Прилегающий к индуктору наружный слой выполняется из высокоглиноземистого кирпича или чисто корундового кирпича высокой степени чистоты на муллитовой связке, высокой плотности
- * Перед открыванием печи после спекания на графитовом шаблоне во избежание возможного взрыва следует либо откачать корпус печи до низкого давления, либо наполнить корпус азотом или аргоном.
с хорошим сопротивлением термонапряжениям и структурной стабильностью. Кирпич благодаря высокой чистоте и плотности имеет хорошую стабильность и термостойкость.
Внутренний рабочий слой выполняется либо из магнезитового кирпича высокой степени чистоты на шпинельной связке из MgO-Al2O3 также высокой степени чистоты, либо из корундового кирпича. Схема футеровки показана на рис. 91.
Высокая стойкость футеровки обеспечивается ограниченными допусками размеров кирпичей и хорошим качеством поверхности. 27-т тигель имеет стойкость 36 плавок при использовании корундовых кирпичей. Магнезитовая футеровка имеет меньшую стойкость. Работа на твердой или жидкой шихте не влияет на стойкость футеровки.
Имеют значение также огнеупорные материалы, применяемые при разливке, в частности для сборки надставок. Такие материалы, как глина, в вакууме непригодны вследствие большого газоотделения.
Особенно соблюдение этого условия важно при заливке нескольких слитков, так как после отливки первого слитка надставка прогревается, начинается газоотделение и следующие слитки заливаются уже в худших условиях.
Наилучшей термоизоляцией надставок является неорганическая фибровая изоляция, не выделяющая газов при контакте с жидким металлом.
Серьезную проблему представляет подбор различных смесей для засыпки головной части слитков; порошкообразные материалы не годятся, так как в вакууме они создадут в камере изложниц пылевое облако. Рекомендуется применять листовую изоляцию из неорганической бумаги.
Плавка в вакуумной индукционной печи должна обеспечить выполнение тех требований, которые предъявляются к готовому металлу.
В соответствии с поставленными задачами осуществляются в той или иной последовательности технологические операции, занимающие определенное время.
Кроме требований потребителя, при составлении технологии выплавки необходимо учитывать качество шихтовых материалов, возможности самой плавильной установки, качество тигля.
Тигли из графита
Графитовые тигли в Москве по минимальным ценам. Фирма «Графит-УССО»: выгодные условия работы, производство товара по чертежам клиента и качество, которое всегда превыше всего!
Сегодня выпускается богатый модельный ряд тиглей из разнообразных материалов. Тигли из металла применяются редко, так как легко сплавляются со своим содержимым.
Тигли из кварца, твердого стекла намного практичнее и идеальны для металлов с малыми значениями температуры плавления. Выбор их для сплавов из алюминия исключен.
Также тигли выпускаются из огнеупорной глины, окислов-силикатов, извести и т. д., однако такие изделия все равно ощутимо уступают графитовым тиглям.
| Тигель графитовый |  Тигель 528-018 |
 Тигель 776-247 |
Сделать заказ
Тигли из графита представляют собой емкости для работы с металлами, обладающие огнеупорными качествами. Они незаменимы для нагрева, разливки и сжигания. Наиболее востребованы они в химической отрасли и металлургии.
Тигли помогают организовать процесс плавления, а также процесс пробирования как черных, так и цветных металлов в индукционных печах.
Конструкционно тигли, предназначенные для печей с прямым нагревом, – это вытянутая емкость с «носиком» для слива.
Тигли из графита успешно используют и в ювелирной отрасли: здесь для изготовления даже самых сложных и причудливых изделий из бронзы, серебра и золота их ставят в индукционную печную установку, где происходит нагревание.
Графитовые тигли могут иметь в своем составе разные компоненты: они производятся как из чистого графита, так и из связующих веществ и графитового порошка.
Более долговечные и огнестойкие – первые: в данных изделиях расплав металла сопровождается атмосферой восстановления.
Тигли из графитового порошка и разных связующих компонентов характеризуются меньшей устойчивостью к износу, быстро грязнятся.
Особенности графитовых тиглей
Графитовые тигли незаменимы в работе с медью, никелем, сталью, бронзой, цинком, алюминием и т.д. Процент содержания графита в составе обеспечивает следующие достоинства:
- 1. Тигель не смачивается при расплаве металлов.
- 2. При плавке металлов наблюдается удаление кислорода, восстановление оксида металла.
- 3. Графитовым изделиям свойственен долгий срок службы.
- 4. Они устойчивы к температурам до 2500 оС, что позволяет сократить время работы.
- 5. Могут быть использованы в исследованиях, чтобы определять процентное соотношение кислорода, азота и водорода в металле в лабораторных условиях.
- 6. После процедуры зачистки они применяются повторно, тигли из керамики и стекла не обладают таким качеством.
- 7. Изделиям из графита свойственна прочность к механическим воздействиям. Здесь действует правило: выше t – выше прочность.
Виды тиглей
При создании графитовых тиглей главное – конструктивные особенности индукционной печи, где они будут применятся, и ожидаемые нагрузки на изделие. Регламентирует процесс производства ГОСТ 4596-75. В нем оговариваются, кроме прочего, размер кристаллов и максимальное значение отходов золы в готовом изделии.
Данные изделия, как и графитовые лопатки, вытачиваются из заготовок разных марок графита, которые подбираются с учетом особенностей эксплуатации готового изделия в дальнейшем. По своей форме тигли из графита могут быть как цилиндрическими, коническими, так и фасонными.
Выпускаемые виды изделий и их качества отражены в данной таблице:
| Виды графитовых тиглей | Свойства и особенности применения |
| Конические | Имеют форму конуса, в который упирается захват. Применяются, когда необходима ручная заливка |
| Цилиндрические | Цилиндрические тигли устанавливают в высокочастотных и индукционных печах. Особенно эффективны при разливке металла |
| Фасонные | Универсальный тип тиглей, т.к. подходит для плавки почти всех металлов и сплавов. Часто такие тигли используют для изготовления ювелирных изделий |
| Специальные | Используются в ювелирной промышленности для плавления драгоценных и благородных металлов. Часто исполняют функцию форм-кокилей |
Ассортимент продукции «Графит-УССО»
Предприятие «Графит-УССО» производит графитовые тигли любого типоразмера и вида. Сырьем для них служат различные марки графита. Мы предлагаем заказчикам ряд изделий из таких марок графита, как:
- прочный мелкозернистый графит (МПГ, МГ);
- графит плотный конструкционный с улучшенной структурой (ЗОПГ, ГМЗ);
- графит электродный (ГЭ);
- металлографит антифрикционный (АГ).
Кроме этого, предлагаем в реализацию графитовые тигли для произведения газового анализа в устройствах Бальцерс, Метавак, HORIBA, Strolein и пр.
По запросу произведем изделия из другой разновидности графита. Для заказа изделия обращайтесь по указанным номерам телефонов или пишите на электронную почту [email protected].
Также вам могут быть интересны:
Графитовые кольца
Правила пользования графитосодержащих тиглей плавильных печей
- Транспортировка, хранение и эксплуатация графитосодержащих тиглей.
- Рекомендации для предприятий машиностроительной отрасли, тесно связанных с проблемами литейного производства цветных металлов.
- Учтен собственный опыт эксплуатации тиглей производства ОАО «Лужский абразивный завод», так и рекомендации специалистов производства-изготовителя.
- Транспортировка и хранение тиглей.
Рациональное использование тиглей начинается с правильной их транспортировки и хранения.
Тигли, выпускаемые ОАО «Лужский абразивный завод» подразделяются на два вида: графитосодержащие тигли на глинистом и на углеродном связующем, что определяет такие их свойства, как хрупкость и гигроскопичность.
Эти свойства, в свою очередь, лежат в основе элементарных правил обращения с тиглями.
Новая надежная упаковка, разработанная ОАО «ЛАЗ» обеспечивает безопасную транспортировку тиглей, однако защита их от атмосферных осадков остается необходимой (укрытие брезентом, применение крытых кузовов и др.).
Нельзя допускать толчков и ударов по тиглям.
Тигли нельзя перекатывать по полу на боку или на подовой кромке.
Рекомендуется использовать тележки с мягкой обивкой или погрузчики с мягкими захватами.
Для внутренней транспортировки открытых тиглей необходимо использовать специальные грузо-захватные приспособления (клещи), которые входят в стандартный набор комплектации заводских пламенных печей и печей сопротивления.
Тигли должны храниться в сухом отапливаемом помещении, на деревянных стеллажах (подставках).
Не допускается хранение тиглей на бетонном или металлическом полу.
Не допускается ставить тигли друг в друга.
В транспортной упаковке, при хранении, допускается ставить тигли в два ряда.
Подготовка тиглей к работе
Перед тем, как начать эксплуатировать новый тигель, его нужно предварительно просушить и прокалить для удаления остатков влаги и снижения чувствительности тигля к внутренним напряжениям.
Без проведения этих операций ресурс работы тиглей значительно снижается — вплоть до выхода их из строя при первой же плавке.
Поэтому, перечисленные ниже рекомендации, требуют особого внимания. Новые тигли на глинистом связующем перед эксплуатацией должны быть обязательно просушены в сушиле.
Сушка должна производиться на подсыпке из шамота, при этом тигли устанавливаются дном вверх в один ряд. Проводить сушку и прокалку можно непосредственно в плавильных печах, каждый тигель индивидуально, перед его рабочей эксплуатацией, соблюдая правила сушки и прокалки тиглей.
ОАО «ЛАЗ» рекомендует следующий режим сушки:
- выдержка тиглей в сушиле при температуре 150 — 200°С — не менее 1 суток;
- подъём температуры до заданной не должен быть резким — не более 30°С в час.
Рекомендуются следующие режимы прокалки:
для тиглей марки С: постепенный подъем температуры до 900°С по 500°С в час; для тиглей марок А и К: постепенный подъем температуры до 1050°С по 100°С в час; для тиглей марки Х: подъем температуры до 1050°С с максимально возможной скоростью.
Надо отметить, что превышение температурного предела вреда не оказывает, однако прокалка до меньшей температуры может отрицательно сказаться на стойкости тиглей.
Тигли на углеродном связующем (марка Х) не требуют предварительной сушки и способны выдерживать резкие перепады температур, как при разогреве печи с максимально возможной скоростью, так и в процессе плавки.
Во избежания нежелательных результатов, сушку и прокалку этого типа тиглей необходимо проводить в печах без резких скачков температуры с шагом не более 150-200°С / час.. Охлаждение тиглей производится вместе с печью.
Не допускается извлекать тигель из печи, нагретый выше 100°С, и ставить на холодный, со скозняком, пол.
- Установка тигля в печь
- Общие рекомендации по эксплуатации тиглей
- При использовании различного рода химических добавок для модификации сплавов или других целей, следует иметь в виду, что их присутствие отрицательно сказывается на стойкости тиглей.
Важным фактором для рационального использования тиглей является правильная установка их в печь.
К основным рекомендациям по установке тиглей можно отнести следующее: для установки тигля в печь следует применить клещи (захваты), обернутые резиной или другим мягким материалом, соответствующие форме тигля, которые, с одной стороны, надежно его удерживают, и, с другой стороны, не позволяют его повреждать. Необходимым условием правильной эксплуатации тигля является наличие подставки, соответствующей конструкции печи и типу применяемого тигля.
Подставка должна быть выполнена из того же материала, что и тигель, и иметь диаметр, равный диаметру днища тигля.
Высота подставки выбирается таким образом, чтобы верхняя кромка тигля не выступала над футеровкой печи.
ОАО «ЛАЗ» выпускает все типы и размеры подставок. Во избежание слипания глазури между подставкой и днищем тигля должен быть помещен разделительный материал.
В качестве такого материала рекомендуется использовать порошковый кокс, графит, порошковый глинозем.
При этом его следует равномерно насыпать по площади подставки, а после установки тигля желательно его немного повращать для более равномерного распределения подсыпки. Не допускается устанавливать тигель на кирпичи, изготовленные из шамота или из утрамбовочных смесей, даже если они соответствуют необходимым размерам. Категорически запрещается ставить тигель на асбест.
Использование таких подставок приводит к преждевременному выходу тигля из строя.
Материал подставки должен иметь такую же теплопроводность, что и материал тигля. Важно, чтобы тигель был установлен в печи концентрично (по центру свободного пространства печи).
В этом случае обеспечивается равномерный нагрев стенок тигля, что продлевает срок его службы. Вокруг верхней кромки тигля необходимо создать зазор шириной 10 — 15 мм. для этого можно использовать картон или древесную щепу, которые выгорают в процессе эксплуатации тигля и создают равномерный зазор.
В противном случае тигель разрушится вследствие термического расширения при нагреве.
Не разрешается использовать клинья из огнеупорного материала.
В конечном счете, стойкость тиглей зависит от типа печи, металла, который в нем плавят, температурного режима плавки и других факторов.
Однако существует ряд рекомендаций, одинаково применимых при любых условиях эксплуатации. Металл следует загружать в предварительно разогретый, по крайней мере, до темно-красного цвета, тигель.
Металл (шихта) должен быть абсолютно сухим и слегка подогретым.
Сначала загружаются мелкие куски, а затем тяжелые куски (бракованные отливки, отходы собственного производства, чушки).
Большие куски следует вводить в тигель клещами, не допуская их соударений с тиглем
Слитки металла необходимо укладывать в тигель вертикально, исключая заклинивание отдельных кусков, так как в результате их термического расширения при нагреве тигель может треснуть. Отверстие для аварийного выпуска жидкого металла в печи, во время эксплуатации тигля, должно быть закрыто.
В противном случае в топливных печах возникает значительная разность температур между верхней частью и его днищем, которая приводит к его разрушению, а в электрических печах тигель выйдет из строя раньше времени из-за сильного окисления, вызванного притоком свежего воздуха. Если металл из тигля вычерпывается с помощью разливочного ковша, то нельзя допускать, чтобы его ручка опиралась на кромку тигля.
Удары по кромке тигля в рабочем состоянии тем более не допускаются. Срок службы тиглей напрямую зависит от числа плавок с холодным стартом, поэтому ОАО «ЛАЗ» рекомендует в период между рабочими сменами поддерживать температуру в печи в диапазоне 200 — 400°С.
При этом, с точки зрения экономической эффективности, увеличение срока службы тигля в значительной мере компенсирует затраты на дополнительный нагрев печи.
Не рекомендуется перегревать расплавленный металл выше требуемой температуры без необходимости. Материал тигля под действием кислорода и при высоких температурах склонен к окислению, следствием чего является снижение его теплопроводности и образование трещин.
Чтобы свести к минимуму скорость этого процесса, нужно следовать следующим рекомендациям: плавку металла следует проводить как можно быстрее. Желательно, чтобы уровень расплава в тигле поддерживался максимально допустимым. Не следует надолго оставлять, нагретый до рабочей температуры, тигель в печи пустым.
Период между плавками должен быть минимальным.
В процессе эксплуатации тигель необходимо накрывать металлической, а на консервации — огнеупорной крышкой.
Срок консервации, выдержки жидкого металла в тигле, должен быть минимальным во избежания потери литейных и химических свойств металла.
Поэтому всегда нужно строго соблюдать их необходимое количество.
Вводить добавки рекомендуется как можно позже, когда температура металла доходит до максимально допустимой, согласно технологической карте процесса.
Уровень жидкого металла в тигле не должен превышать 80-100мм от верхней кромки тигля, во избежания выброса жидкого металла во время рафинирования и модифицирования сплава. Категорически запрещается разогревать тигель с застывшим в нем металлом.
При отключении печи жидкий расплав необходимо обязательно удалить из тигля, не зависимо от марки тигля.
В противном случае тигель выйдет из строя при нагреве, появятся многочисленные трещины на поверхности тигля, что приведет к прорыву жидкого металла. Тигель должен быть тщательно очищен от шлаков и налипшей корки застывшего металла и накрыт крышкой.
Шлаки рекомендуется аккуратно счищать с внутренней поверхности горячего тигля с помощью металлического скребка или лопатки, не имеющих острых углов.
Очистку тигля необходимо производить регулярно, по крайней мере один раз в сутки.
Эксплуатация тиглей в топливных печах
С точки зрения эффективного использования тиглей, особое внимание следует уделить эксплуатации их в печах, работающих на природном газе и жидком топливе. Важными факторами здесь являются правильная установка горелки и выбор рационального режима горения. Ось горелки должна находиться в плоскости днища тигля.
Горелка должна быть установлена так, чтобы пламя не било прямо в тигель, а огибало его по касательной.
Горелку необходимо отрегулировать таким образом, чтобы обеспечивался равномерный нагрев тигля.
Температуру в печи необходимо поднимать ступенчато, с равномерным шагом прогрева всего объема. При этом пламя должно огибать тигель по спирали несколько раз, а его язычки — доходить до патрубка отвода газов или, в открытых печах, должны быть выше кромки тигля.
Пламя должно быть ровным и вытянутым.
Использование неправильно отрегулированной горелки, имеющей короткое и жесткое пламя, ведет к перегреву нижней части тигля и быстрому выходу его из строя. На срок службы тиглей в значительной мере влияет атмосфера печи.
Рациональное использование тиглей предполагает наличие нейтральной или слабоокисляющей среды.
В печах, работающих на жидком топливе, такой среде соответствуют слегка зеленоватые язычки пламени. Для предотвращения окисления верхней кромки тигля она должна быть закрыта кожухом печи.
Необходимо постоянно следить за состоянием горелки и своевременно регулировать режим горения. Необходимо сказать, основываясь на опыте других пользователей, — для пламенных печей на газообразном топливе предпочтительнее чугунные тигли, чем графитосодержащие.
Эксплуатация тиглей в электропечах сопротивления и индукционных печах
Основной причиной выхода из строя тиглей в электрических печах является их ускоренное окисление, вызываемое преобладанием озоносодержащей атмосферы, возникающей под действием нагревательных элементов.
Поэтому здесь рекомендуется максимально ограничивать доступ свежего воздуха в пространство между тиглем и спиралями. для этого зазор между кромкой тигля и кожухом печи следует тщательно замазать смесью на основе огнеупорного цемента или огнеупорной глины.
Эта рекомендация применима и к индукционным печам. При эксплуатации тиглей в индукционных печах важно правильно располагать катушку относительно тигля.
Если катушка опущена в печь недостаточно глубоко, то более толстостенная часть тигля вблизи днища будет прогреваться намного медленнее верхней части.
При этом возникающие внутренние напряжения приводят к растрескиванию тигля.
Маркировка и выбор тигля
Маркировка тиглей включает в себя:
- форму тигля;
- марку материала, из которого изготовлен тигель;
- номер или емкость тигля;
- марку глазури;
- дополнительные сведения.
- Форма тиглей
- Марка материала
- Марка глазури
- Дополнительные сведения
- Примеры условного обозначения
- Графитовые тигли производства ОАО «Лужский абразивный завод» не предназначены для плавки чугунов и сталей.
- Дополнительные сведения
А — тигли конусообразной формы;
В — тигли формы, близкой к цилиндрической;
ВU — тигли «чашеобразной» формы;
С — тигли «пальчиковой» формы (высокие с маленьким диаметром);
ТР — тигли с носиком;
Z — тигли цилиндрической формы;
ZP- тигли цилиндрической формы с носиком. С — для разливки цветных металлов и их сплавов с температурой, не превышающей 1600°С;
А — для плавки цветных металлов и их сплавов с температурой расплава, не превышающей 1500°C, в печах сопротивления и индукционных печах;
К — для плавки и раздачи цветных металлов и их сплавов с температурой расплава, не превышающей 1б00°C, в индукционных печах и печах на газообразном и жидком топливе;
Х — для плавки цветных металлов и их сплавов с температурой расплава, не превышающей 1500°C, в печах сопротивления и пламенных печах;
D- для плавки драгоценных металлов с температурой расплава, не превышающей 1250°C, нагревом за счет пропускания тока через тигель в центробежных литьевых установках;
Т — для плавки драгоценных металлов с температурой расплава, не превышающей 1600°С, в индукционных и муфельных печах;
Н — для пробирования металлов при температуре не более 1500°С. L — для тиглей, эксплуатируемых при температуре до 1000°С;
Т — для тиглей, эксплуатируемых при температуре свыше 1000°С «1» — нанесение глазури только на наружную поверхность;
«2» — тигли предназначены для печей сопротивления. ВА750 L2 — тигель формы В, марка материала А, условной емкостью по меди 750 кг для плавки цветных металлов в условиях температуры менее 1000°C в печах сопротивления.
ZХ175 — тигель цилиндрической формы, марка материала Х, условной емкостью по меди 175 кг, для индукционной печи. При заказах необходимо указать тип печи (способ нагрева) и температуру расплавляемого металла. Эффективное использование тиглей подразумевает правильный выбор марки тигля.
Этот вопрос является достаточно сложным и решение его зависит в каждом конкретном случае от условий эксплуатации.
Есть готовые решения для тиглей графитосодержащих перед началом рабочей эксплуатации, так и в процессе их работы.
Они направлены на продление срока службы эксплуатации тиглей.
Специальный флюс «AKF-S»
Предназначен для обработки новой футеровки всех типов и предотвращения зарастания от настыли и шлаковых наростов.
Область использования
Металлургические агрегаты для плавки алюминия всех типов – пламенные и электрические отражательные, роторные наклонные печи и печи с постоянной осью
Преимущества
- проникает в поры кладки и образует на её поверхности твёрдый стекловидный слой, который увеличивает срок службы футеровки;
- не оказывает вредного воздействия на футеровку;
- низкая влажность;
- энергоёмкая упаковка;
- полностью готов к использованию в печах любого типа.
Способ применения
Флюсовый препарат «AKF-S» наносится на разогретую футеровку печи до 900°С непосредственно после выхода печи на рабочую температуру.
Препарат равномерно распределить по всей футеровке с помощью лопаты.
Дополнительно в первой плавке использовать как покровный флюс в количестве 3 % от массы металла, перед разливкой флюс с поверхности расплава не снимать.
Норма расхода
Расход препарата «AKF-S» 5 — 7 кг/м2.
Внешний вид
Мелкие кристаллы различных оттенков бело-серого-розового цвета равнофракционного состава от 0,1 до 4 мм.
Влажность: не более 1 %
Специальный флюс «AKF-A»
Предназначен для очистки футеровки всех типов от настыли и шлаковых наростов.
Область использования
Металлургические агрегаты для плавки алюминия всех типов – пламенные и электрические отражательные, индукционные, тигельные, роторные наклонные печи и с печи с постоянной осью.
Преимущества
- не оказывает вредного воздействия на футеровку;
- возможность провести очистку футеровки без полной остановки печи;
- профилактика зарастания футеровки, снижает образование настыли и шлаковых наростов;
- низкая влажность;
- энергоёмкая упаковка;
- полностью готов к использованию в печах любого типа.
Способ применения
Флюсовый препарат «AKF-A» наносится на разогретую футеровку печи до 900°С непосредственно после опорожнения печи.
Препарат равномерно распределить по всей футеровке с помощью лопаты.
После 20 – 30 минутной выдержки окончательно разрушить наслоения с помощью пик или другого инструмента.
При особенно твердых и больших наслоениях (более чем 150 – 200 мм) повторить обработку.
Норма расхода
Расход препарата «AKF-A» 3 – 5 кг/м2.
При профилактике зарастания футеровки использовать в каждой плавке, как покровно-рафинирующий флюс из расчёта 2 – 3 кг/т. Внешний вид Мелкие кристаллы различных оттенков бежево-бело-серого-розового-бурого цвета равнофракционного состава от 0,1 до 4 мм.
Влажность: не более 1 %Сделайте правильный выбор
Графитовые тигли
ГРАФИТОВЫЕ ТИГЛИ, сосуды для плавки медных сплавов и стали. В состав формовочной массы входит, кроме графита, огнеупорная глина, иногда частично заменяемая каолином, и не всегда шамот и кварц; хорошие графитовые тигли могут выдерживать большое число плавок.
Состав графитовой массы изменяется в зависимости от назначения тиглей. Содержание графита в массе тиглей изменяется в пределах от 20 до 60%.
Грубочешуйчатый графит является основой тигельной массы, сообщающей последней огнеупорность, отличную теплопроводность, высокую термическую стойкость и большую плотность. Его восстановительная способность препятствует при плавке окислению металла.
Тигли, изготовленные из аморфного или мелкочешуйчатого графита, выдерживают меньшее число плавок. Прочность графитовых тиглей зависит, однако, не только от структуры графита, но также от зольности последнего, от состава золы, от количества и качества прибавляемой глины, от способа сушки и прочего.
Тигли, предназначаемые для плавки стали, изготовляются из высокопроцентного (85—90%) графита, не содержащего значительной примеси окиси железа. Тигли для медной плавки иногда приготовляют с заменой значительной части графита коксом или ретортным графитом.
При изготовлении крупных изделий применяется графит с более крупными частицами, чем при малых размерах. Наилучшим графитом для тигельного производства считается крупночешуйчатый с островов Цейлона и Мадагаскара. Его преимущества: высокая чистота состава, большая плотность строения и способность давать при измельчении частицы разных размеров.
Другие графиты дают преимущественно тончайшие плоские частицы. Породы тонкокристаллического сложения для ответственных графитовых тиглей не пригодны. Глина является связующей добавкой к графиту, придающей массе пластические свойства, необходимые для формования тиглей, и сообщающей им прочность до обжига и в особенности после него.
Применяются огнеупорные глины, способные спекаться при сравнительно низкой температуре, около 1000—1125°. Они должны обладать высокой пластичностью и огнеупорностью и содержать достаточно плавней.
Большое применение при изготовлении тиглей имеют заграничные глины: из месторождений Гросальмероде, Клингенберга и Стурбриджа, химический состав которых приведен в табл. 1.
Из глин, имеющихся в СССР наиболее пригодны для тигельного дела часов-ярские (Артемовский округ УССР). Тигли для плавки стали изготовляются иногда с заменой части огнеупорной глины каолином и с небольшой добавкой шамота или кварца для уменьшения усадки. Составы шихт даны в табл. 2 и 3.
Смесь графита и глины, взятых в сухом порошкообразном состоянии, перемешивается в барабане, увлажняется и обрабатывается затем механическими средствами (на бегунах, в мешалках) до получения совершенно однородного, легко формующегося теста.
Природные свойства составных частей массы, их количественное соотношение, степень механической обработки д. б. тщательно изучены и подобраны. Весьма важно, чтобы готовые изделия состояли из плотного однородного материала, без грубых и даже мелких пор и пустот. Пористость черепа тиглей способствует быстрому выгоранию графита при их работе.
После некоторого вылеживания графито-глиняная масса обрабатывается еще раз вручную или механически (ленточный пресс). Рабочая масса, выходящая из ленточного пресса, разрезается на части, сообразно с величиной изготовляемых тиглей. Формовка производится большей частью на гончарных кругах в гипсовых формах вручную с помощью шаблона.
Применяется также формование на винтовых или других прессах в стальных формах. Весьма ответственной операцией является сушка сформованных графитовых тиглей.
Вследствие тонкости частиц и высокой плотности отформованной массы, имеющей минимальную пористость, высушивание ее идет крайне медленно; поэтому необходимо сушить тигли весьма осторожно и длительно, притом в условиях отсутствия сколько-нибудь значительного движения воздуха и резких колебаний температуры его вследствие близости нагревательных устройств, попадания солнечных лучей и т. д.
Наилучшей обстановкой для сушки является устройство достаточно обширных специальных помещений с постоянной температурой и умеренной вентиляцией. Весьма полезным в данном случае будет, по-видимому, применение нового принципа сушки массивных мало- и тонкопористых изделий, известного под названием Feuchtigkeitstrocknung.
Способ этот при быстрой сушке в высокой степени обеспечивает постепенность и равномерность усадки плотных и массивных керамических изделий: тиглей и др. После сушки тигли подвергают осторожному обжигу при невысокой температуре в 650—700°. Во избежание выгорания графита тигли обжигаются в муфельных печах или в пламенных печах, но в защитных капселях с засыпкой изделий песком или толченым коксом.
Готовые графитовые тигли обладают значительной гигроскопичностью, которая делается весьма опасной при быстром нагреве тиглей, т. к. пары воды не могут, вследствие значительной плотности материала, быстро удаляться из внутренних частей массы и, расширяясь внутри материала, дают трещины или разрушают стенки изделий.
Во избежание этого принято предварительно нагревать тигли, постепенно доводя их до 120—150° в течение нескольких дней. Лишь после этой операции тигли можно переносить в плавильную печь.
С целью уменьшения гигроскопичности поверхность графитовых тиглей иногда покрывают защитным слоем из смолы или дегтя, растворенных в скипидаре.
Размер (емкость) тиглей определяется в «марках» (марка — объем, занимаемый одним кг расплавленной меди или одним фунтом резаной стали). На производство тиглей до войны 1914—18 гг. приходилось 50%, во время войны 70—75% всего мирового потребления графита.
Источник: Мартенс. Техническая энциклопедия. Том 5 — 1929 г.
Загрузка...
