Футеровка индукционных тигельных плавильных печей работает в экстремальных условиях воздействия: высоких градиентов перепада температур по толщине стенки (от 1400-1600°C — изнутри до 30-40°C – снаружи); изменения температуры внутренней поверхности футеровки в процессе плавки, слива, остановки на выходные дни; механического воздействия от падения загружаемой шихты (масса кусков чугунного лома может составлять 100 кг и более, при загрузке шихты в 10 т печь бадьей высота падения может достигать 3 м); механического воздействия жидкого расплавленного металла на внутреннюю поверхность в результате перемешивания расплава в процессе плавления под воздействием магнитного поля; химического взаимодействия шлаков с футеровкой печи; движения материала футеровки в результате теплового расширения при нагреве и охлаждении (в противоположные стороны); воздействия знакопеременного давления жидкого металла в результате наклона печи при сливе металла; вибрации в процессе плавления. Плавление металла в индукционной печи осуществляется за счет вихревых токов, наводимых магнитным полем формируемым индуктором печи. Футеровка печи располагается между жидким металлом и индуктором, чем толще футеровка печи, тем меньший магнитный поток проникает в металл и тем ниже эффективность использования электроэнергии, потому толщина футеровки имеет ограничения.
В результате столь интенсивного воздействия с течением времени футеровка подвергается износу в виде размывания по диаметру, образованию трещин и козырьков. На печах построенных еще в Советском союзе, для контроля за футеровкой использовался «сигнализатор состояния тигля». Принцип его работы построен на измерении сопротивления между ванной жидкого металла и наружной стенкой футеровки печи (подробное описание см. статью «Кислая футеровка индукционных плавильных печей ИЧТ-6 и ИЧТ-10»). К недостаткам его работы следует отнести высокую зависимость показаний от проникновения влаги при протекании кабелей и шлангов, образовании трещин в витках индуктора, запотевании и т.п.
Рис. 1: Слева датчики (электродные пластины), справа схема размещения датчика
Немецкая компания Saveway GmbH & Co. KG разработала систему непрерывного измерения и визуализации остаточной толщины футеровки индукционной тигельной печи принцип работы, которой основывается на нелинейной зависимости электрического сопротивления огнеупорного материала от температуры. С увеличением износа футеровки расплав перемещается в сторону датчиков (электродных пластин) размещенных на обмазке индуктора (за наружным слоем футеровки, см. рис. 1). Вследствие этого увеличивается температура огнеупорного материала, находящегося перед датчиками, и его удельное электрическое сопротивление экспоненциально понижается.
Система Saveway включат в себя три компонента: датчики (электродные пластины), измерительный блок и блок визуализации (см. рис. 2).
Рис. 2: Блоки визуализации и измерения
«Система SAVEWAY делает возможным непрерывную визуализацию состояния футеровки печи. При этом измеряется остаточная толщина стенок на основании видимого и невидимого износа любого вида, такого как эрозия, инфильтрация, трещины или козырьки металла. С другой стороны надежно распознаётся влага вследствие утечек с катушки, перегрев расплава и процесс высушивания при спекании. При представлении износа огнеупорная футеровка делится на сегменты по окружности, а толщина стенки для каждого сегмента разделяется на 16 уровней. Критические для эксплуатации печи состояния выводятся на блоке управления и визуализации в качестве дополнительных визуальных сообщений («Предупреждение», «Критический износ»)»,
так характеризует систему ее разработчик Saveway GmbH & Co. KG.
Saveway отсняла два 3D анимационных фильма о функционировании системы контроля состояния футеровки, которые мы предлагаем вниманию посетителей сайта.
1-й фильм демонстрирует как следует монтировать электродные пластины:
2-ой фильм отображает полный цикл кампании индукционной тигельной печи от начала футеровки до выбивки (выталкиванием) отработанной футеровки. Экран условно разделен на две половины: с левой стороны едет демонстрация процессов происходящих в печи, справа демонстрируются картинки, отображаемые на мониторе блока визуализации, точно соответствующие событиям протекающим в печи.
О КОМПАНИИ SAVEWAY
SAVEWAY производит измерительное оборудование для плавильных печей и теплоэнергетических агрегатов в литейном производстве и металлургии, позволяющее создать максимально безопасные условия обслуживания для персонала и оборудования. Производимое оборудование обеспечивает непрерывный диагноз состояния футеровки, позволяет контролировать оставшуюся толщину огнеупорного материала и локальное повышение температуры, избежать повреждения печи (прорыва/прогара футеровки печи) и тем самым избежать непредвиденного сокращения производства продукции, затрат на восстановление поврежденного оборудования, оптимально использовать весь ресурс службы футеровки, без риска повреждения печи и сократить расходы по статье «футеровочные работы».
Похожие записи
Tags:
Футеровка печей