Спосіб створення футерівки в індукційній печі для плавки вторинного фероалюмінію

Спосіб створення футерівки в індукційній печі для плавки вторинного фероалюмінію, який включає набивання футерувальної маси в печі, завантаження чавунної шихти, поетапне сушіння футерівки, розплавлення чавуну перед наступною плавкою фероалюмінію, який відрізняється тим, що після набивання футерувальної маси та завантаження чавунної шихти, поетапне сушіння футерівки здійснюють, піднімаючи температуру протягом 2 годин до 200 °С з витримкою 2 години, потім до 600 °С зі швидкістю 100 °С/г з витримкою 1-2 години, далі з цією ж швидкістю до 1000 °С, після чого розплавляють чавунну шихту, витримують чавун в печі протягом 1,5-2 годин, а потім його зливають. Винахід належить до металургії, а більш конкретно до виробництва фероматеріалів, що використовуються для обробки розплавів, і може бути використаний при виробництві вторинного фероалюмінію в індукційних печах з набивною футерівкою з добавками інших елементів з подальшим його застосуванням при розкислюванні й легуванні розплавів сталей і чавунів. Відомий спосіб створення футерівки при виробництві фероалюмінію в індукційних печах, що включає підготовку футерівки печі шляхом ізоляції азбестом, насипання порошкоподібних вогнетривких матеріалів, ущільнення пневмотрамбувачем, сушіння, завантаження чавуну в тигель з шаблоном, розплавлення його з довантаженням шихти і наступний нагрів рідкого металу [Электрометаллургия стали и ферросплавов. Под ред. Д. Я. Поволоцкого. - М.: Металлургия, 1974. - С. 116-117]. Недоліком відомого способу створення футерівки при виробництві фероалюмінію є нестабільна довговічність футерівки і її нестабільна якість, що обумовлено нерегламентованим режимом сушіння і передчасним виходом з ладу футерівки. Відомий спосіб створення футерівки при виробництві фероалюмінію в індукційних печах, що включає підготовку футерівки печі, завантаження чавуну, сушіння, розплавлення чавуну, довантаження шихти, її розплавлення і нагрівання рідкого металу, в якому сушіння проводять поетапно з регламентацією швидкості нагріву шляхом нагрівання до 250-280 °С зі швидкістю 60-140 °С/г, далі до 560-580 °С зі швидкістю 150-200 °С/г, потім до температури 900-920 °С зі швидкістю не більше 100 °С/г, після чого виконують довантаження шихти і далі нагрівають її до розплавлення зі швидкістю 50-100 °С/г з питомим часом нагріву 6-10 г/т розплаву, а нагрів розплаву доводять до 12001400 °С з неконтрольованою швидкістю [Декл. патент України на корисну модель № 17079. МПК (2006) С22С33/00. Опубл. 15.09.2006. Бюл. №9, 2006 p.]. Цей спосіб по технічній суті є найбільш близьким до заявленого і тому прийнятий як найближчий аналог. Суттєвими ознаками, спільними для відомого способу і способу, що заявляється, є підготовка футерівки в печі, завантаження чавунної шихти, поетапне сушіння футерівки, розплавлення чавуну з наступною плавкою фероалюмінію. Недоліком відомого способу створення футерівки при виробництві фероалюмінію є нестабільна якість футерівки, її передчасне руйнування, у (19) UA (11) 93973 (13) C2 (21) a201002900 (22) 15.03.2010 (24) 25.03.2011 (46) 25.03.2011, Бюл.№ 6, 2011 р. (72) ШЕВЕЛЄВ ОЛЕКСАНДР ІВАНОВИЧ, АЛІМОВ ВАЛЕРІЙ ІВАНОВИЧ, КУЛІКОВ ВЯЧЕСЛАВ ГРИГОРОВИЧ, АПОНАЩЕНКО СТАНІСЛАВ СЕРГІЙОВИЧ (73) ШЕВЕЛЄВ ОЛЕКСАНДР ІВАНОВИЧ, АЛІМОВ ВАЛЕРІЙ ІВАНОВИЧ, КУЛІКОВ ВЯЧЕСЛАВ ГРИГОРОВИЧ, АПОНАЩЕНКО СТАНІСЛАВ СЕРГІЙОВИЧ (56) SU 981803 A1, 15.12.1982 SU 1386833 A1, 07.04.1988 SU 1666547 A1, 30.07.1991 JP 7260363 A, 13.10.1995 3 зв'язку з чим вона витримує недостатню кількість товарних плавок фероалюмінію. В основу винаходу, що заявляється, поставлено задачу такого удосконалення способу створення футерівки в індукційній печі для плавки вторинного фероалюмінію, яке дозволило б оптимізувати процес сушіння футерівки і за рахунок цього підвищити її якість і довговічність. Поставлена задача вирішується тим, що в способі створення футерівки в індукційній печі для плавки вторинного фероалюмінію, що включає підготовку футерівки печі, завантаження чавунної шихти, поетапне сушіння футерівки, розплавлення чавуну перед наступною плавкою фероалюмінію, після набивки футерувальної маси піднімають температуру до 200 °С з витримкою 2 години, потім до 600 °С зі швидкістю 100 °С/г з витримкою 1-2 години, далі з цією ж швидкістю до 1000 °С, після чого розплавляють чавун, витримують його в печі протягом 1,5-2 годин, потім його зливають. Новими ознаками способу, що заявляється, є те, що після набивки футерувальної маси піднімають температуру до 200 °С з витримкою 2 години, потім до 600 °С зі швидкістю 100 °С/г з витримкою 1-2 години, далі з цією ж швидкістю до 1000 °С, після чого розплавляють чавун, витримують його в печі протягом 1,5-2 годин, потім зливають його і переходять до плавки фероалюмінію. Завдяки новим ознакам підвищується якість і стабільність футерівки, що забезпечує підвищення тривалості кампанії печі і підвищення якості виплавленого вторинного фероалюмінію, а також ступеня його вилучення з шихти. Нагрівання до 200 °С з витримкою 2 години необхідно для утворення зв'язки на борній основі. При подальшому нагріванні до 600 °С зі швидкістю 100 °С/г з витримкою 1-2 години виконують комір з піску з додаванням рідкого скла, і відбувається утворення фосфатної зв'язки; одночасно сушиться комір. При цьому контролюється випадання конденсату на індукторі і при необхідності зменшується витрата води на охолодження індуктора, а також вихід вологи у вигляді випарів при сушінні набивної маси. При витримці менше 1 години не досягається необхідна міцність зв'язки і вологість футерівки. Витримка більше 2 годин недоцільна, так як ці процеси вже завершилися в достатній мірі. Подальший підйом температури до 1000 °С зі швидкістю 100 °С/г проводиться при сухому індукторі і відсутності випарів при сушінні набивки і необхідний для нагріву чавуну перед розплавленням. Витримка рідкого чавуну в печі протягом 1,5-2 годин необхідна для остаточного рівномірного зміцнення футерівки; при витримці менше 1,5 години не досягається рівномірність зміцнення; витримка більше 2 годин недоцільна, так як процеси зміцнення футерівки вже завершилися. Спосіб створення футерівки в індукційній печі для плавки вторинного фероалюмінію здійснюють наступним чином. Готують футерівку в печі, наприклад, для печі типу ИСТ беруть для цього набивну масу ММК 93973 4 ПБФ. Піднімають температуру до 200 °С і витримують 2 години для створення зв'язку на борній основі Потім підвищують температуру до 600 °С зі швидкістю 100 °С/г і витримують 1-2 години. У цей час формують комір з піску з додаванням рідкого скла. При цьому відбувається утворення фосфатної зв'язки і сушіння коміра; контролюють виділення конденсату на індукторі; при його виділенні зменшують витрату води на охолодження індуктора; контролюють вихід вологи з набивної маси у вигляді випарів. Подальший підйом температури проводять при сухому індукторі і відсутності випарів при сушінні набивки. Далі підвищують температуру до 1000 °С зі швидкістю 100 °С/г; після цього прибирають термопару і розплавляють чавун, який використовують для металевого шаблона, перед набиванням маси в печі. Рідкий чавун витримують в печі протягом 1,5-2 годин і зливають, після чого переходять на плавку фероалюмінію. Приклад. Спосіб створення футерівки в індукційній печі для плавки вторинного фероалюмінію здійснювали в умовах ДП "Техноскрап" ТОВ "Скрап" на індукційній високочастотній тигельній печі ИСТ-0,4/320-УХЛ4 при виплавці вторинного фероалюмінію різних складів. Як основні матеріали використовували набивну масу ММК ПБФ, брухт і відходи алюмінію, сталі і чавуну, заготовлені відповідно до ДСТУ 3211-95 і ДСТУ 41212002. Футерівку печі виробляли з використанням сухої набивної маси ММК ПБФ і обклеюванням подини, укосів і стінок азбестовим листом. Після ущільнення набивки завантажували чавунні блоки. Потім протягом 2 годин піднімали температуру до 200 °С з наступною витримкою 2 години, при цьому утворювалася зв'язка на борній основі. Далі піднімали температуру до 600 °С зі швидкістю 100 °С/г і витримували 1,5 години, при цьому відбувався процес утворення фосфатної зв'язки і сушіння коміра, який виготовляли з піску з додаванням рідкого скла. Одночасно контролювали виділення конденсату на індуктор, що дозволило оптимізувати витрату води на охолодження індуктора, і вихід води у вигляді випарів, що свідчило про сушіння набивної маси. Подальший підйом температури до 1000 °С зі швидкістю 100 °С/г виконували при сухому індукторі за відсутності випарів з набивки. Після досягнення температури 1000 °С прибирали термопару і розплавляли чавун, який частково завантажували в металевий шаблон перед черговим набиванням футерівки в печі. Рідкий чавун витримували в печі 1,75 години, потім зливали і далі переходили до плавки фероалюмінію за прийнятою на підприємстві технологією. Загальна тривалість кампанії печі по заявленому способу створення футерівки виробництв вторинного фероалюмінію склала 120130 плавок проти 60110 плавок за способом найближчого аналога. Середній вихід фероалюмінію за вирахуванням втрат зі шлаком і газами склав 87-89 %. 5 Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков 93973 6 Підписне Тираж 23 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601