Обсудим способы продления срока службы индукционной печи

vv-024

Предлагаем обсудить статью «Как избежать ремонта индукционной катушки» (Avoiding Induction Coil Repairs) в журнале Foundry (США), повествующей о положительном опыте эксплуатации индукционных плавильных печей на заводе литья стальной дроби. Автор статьи Michael H. Натт — менеджер компании Inductoterm – мирового лидера в области разработки и производства индукционных плавильных печей и установок индукционного нагрева заготовок.

В статье, президент компании Metaltec Steel Abrasive Co.Gary Stevers повествует о том, что много лет назад он получил хороший совет касательно покупки и эксплуатации индукционных печей, который до сих пор приносит ему экономическую выгоду. Так в частности, печь установленная ​​на Metaltec в 1998 году (15 лет назад) выплавила более 182500 тонн жидкой стали, без необходимости замены катушки (индуктора) или даже ремонта катушки. Тоже самое с двумя другими печами Metaltec: одна работает бесперебойно в течение 12 лет (выплавила 167825 тонн стали) и вторая, более новая, работает уже в течение семи лет (выплавила 65633 тонн стали) без незапланированных простоев.

Советы Gary Stevers:

  • Купите лучшее плавильное оборудование для вашего направления деятельности.
  • Выберите правильные футеровочные материалы; строго соблюдайте регламент проведения футеровочных работ и график спекания футеровки.
  • Составьте график проведения осмотров, обслуживания,  плановопреупредительных работ и строго контролируйте его выполнение.

Metaltec производит бейнитную дробь из низко-углеродной стали в Canton, MI. Предприятие эксплуатирует три 6-ти тонные индукционные печи компании Inductotherm, с жестким стальным корпусом, мощностью — 5000 кВт. Загрузка печей осуществляется вибрационным конвейером. В среднем Metaltec производит 170 тонн дроби в день. Плавка в печи длится – 42 минуты, по достижении температуры 3100°F (1680°С), сталь разливают на дробь. Длительность разливки —  24 минуты.

«Мы заняты производством и не хотим тратить время и деньги на ремонт или замену индукторов«, отмечает Stevers. «Индукторы — это капитальное  оборудование, а не расходный материал. Вот почему Metaltec купил самые прочные и надежные индукционные печи, изо всех доступных». К сожалению, на украинских заводах пока нет печей Inductotherm емкостью 6 т и более, для наглядности см. рис. 1. В первом приближении можно ориентироваться на печи мод. ИЧТ-6 (конструкция похожа, а скорость плавки – не та).  Печи такой конструкции представляют собой мощный, толстостенный медный индуктор, размещенный в осевом направлении между футерованной подиной и горловиной печи, которые стягиваются  между собой стальными шпильками. В радиальном направлении наружную поверхность индуктора опоясывают магнитопроводы, которые жестко обжимают индуктор за счет распорных винтов на металлическом корпусе печи, что исключает любую возможность деформирования, смещения или каких либо подвижек индуктора.

Рис. 1: Печь IInductotherm с жестким стальным корпусом

Рис. 1: Печь IInductotherm с жестким стальным корпусом

Stevers считает, что такие хорошие печи следует футеровать только самыми лучшими огнеупорами (подразумевая всю гамму материалов: футеровочные массы, миканит, обмазки и т.д.). При этом обращает внимание, что футеровочные работы производятся не спеша, со строгим соблюдением регламента и тщательным контролем наличия пустот в футеровке. Уплотнение футеровочной массы ведут только специальным вибратором.

Процесс спекания футеровки – наиважнейший этап в кампании печи по мнению Stevers, эту операцию он всегда контролирует лично. Спекание футеровки печи ведут со скоростью 400°F в час (204°C в час). Metaltec использует  компьютерную систему управления режимом спекания Melt-Manager ® встроенную в блок питания для этого процесса, что позволяет четко следовать лучшим режимам спекания. Для контроля за протеканием процесса используется три места для размещения термопар.

Для избежания теплового удара футеровки во время простоев, печь загружают шихтовыми материалами на ¾ и включают на холостом ходу за пару часов до начала работы.

Ежедневное обслуживание самой печи и ее футеровки является третьим  важнейшим условием. В начале каждой смены проводится визуальный осмотр. По возможности дополнительно затягиваются шпильки, насколько это возможно (применительно к печам ИЧТ-6 такая профилактика не возможна, т.к. болты шпилек располагаются под горловиной печи и для доступа к ним необходим демонтаж рабочей площадки печи). Также проверяется степень затяжки шунтирующих болтов, при необходимости их подтягивают.  (На этот пункт стоит обратить внимание украинским предприятиям, т.к. по регламенту печей ИЧТ-6 такие процедуры обычно проводятся раз в квартал. Проводить такую профилактику в течение рабочего дня при хорошей загрузке печей и наличии в работе нескольких включенных печей трудновато и, по видимому, не безопасно, но на выходные дни, во время остановки печей, такая профилактика возможна). Соединения водоохлаждающих шлангов и кабелей проверяется раз в год. Примерно раз в неделю ежедневные проверки указывают на необходимость залатать футеровку печи, что выполняется пластической массой состоящей из 85% оксида алюминия. Примерно два раза в неделю залатывается носок печи. Самым опасным местом считается зона под носком печи, на уровне окончания верхнего витка индуктора, она в наибольшей мере подвергается колебаниям температуры и, естественно, расширению и сжатию, а также реагирует колебания площадки печи. Предприятие осуществляет регулярные замеры внутренних размеров тигля печи, и по характеру износа судят о состоянии футеровки.

«Из-за жесткости и прочности наших индукторов и нашего ежедневного ухода за печью и состоянием футеровки, мы производим 145 плавок на одной футеровке,» говорит Stevers. «Это хороший результат для стали при температуре 3100°F (1680°С)».

Действительно, это хороший результат, жаль только, что не указан огнеупор, которым ведут набивку тигля печи. На многих украинских заводах существует проблема неудовлетворительной стойкости футеровки при плавке стали. Информация по данному вопросу довольно размытая и противоречивая. Возможно, кто то из посетителей сайта уже использует стойкие материалы? Поделитесь в комментариях.