Пневматические системы для футеровки тиглей индукционных печей

Футеровка индукционной плавильной печи предусматривает проведение следующих работ:

  • Футеровку подины печи (выполняется обычно из жаропрочного бетона или выкладывается шамотным кирпичом, служит очень долго без замены).
  • Набивку тигля печи сухой огнеупорной футеровочной массой (кислой, основной или нейтральной).
  • Футеровку горловины печи (также обычно выполняется шамотным кирпичом).
  • Футеровку сливного носка печи (выполняется огнеупорным кирпичом или готовыми огнеупорными блоками)

В литейном производстве используются индукционные печи с ёмкостью тигля от 60 кг до 12 т. Футеровка тигля печи ёмкостью от 2,5 до 12 т, представляет значительную трудоёмкость. Со времени широкомасштабного внедрения индукционных печей в литейное производство, технология набивки тигля претерпела некоторый прогресс. На первом этапе футеровку выполняли ручными трамбовками, которые в последствие заменили пневматическими (или электрическими), а на смену им пришли пневматические футеровочные системы.

Любая из перечисленных технологий включает проведение подготовительных работ, которые предусматривают проверку:

  • Соединения водопроводящих шлангов и токоведущих кабелей. Обнаруженные течи устранить.
  • Работу механизма наклона печи.
  • Целостность троса заземления корпуса печи.
  • Работу реле протока воды.
  • Состояния изоляции индуктора от корпуса печи (мегомметром).
  • Состояния изоляции между секциями индуктора (мегомметром).

На стадии подготовитьельных работ подина печи выкладывается асбестовым картоном, разрезанным на секторы, внахлест 50-100 мм. По всей поверхности индуктора укладывается асбестовый картон (внахлест 50-100 мм) и разжимается прижимными кольцами к индуктору.

Последовательность выполнения работ при набивке тигля индукцонной печи ручными трамбовками, представленными на рис. 1. Для набивки днища используют трамбовку с плоским наконечником (рис 1.г.), для набивки стенок применяют трамбовку с наконечником (рис. 1. а) и трамбовку с наконечником в виде рейки (рис. 1.в). Для уплотнения массы у выпуклостей шаблона (переход конической формы в цилиндрическую) применяют трамбовку со скошенным наконечником (рис. 1.б). Рассмотрим вариант выполнения кислой футеровки. В этом случает футеровочная масса представляет собой кварцита и борной кислоты.

 

Рис. 1: Ручные трамбоки для футеровки индукционных печей

Рис. 1: Ручные трамбоки для футеровки индукционных печей

На асбестовый картон подины печи засыпают кварцит (без борной кислоты) слоем 40-60 мм и тщательно уплотняют трамбовкой (рис. 2г). Поверхность уплотненного слоя слегка взрыхляется, насыпается слой футеровочной массы толщиной 40-60 мм, который тщательно уплотняется трамбовкой (рис. 1г), верхний слой взрыхляется, насыпается очередная порция футеровочной массы и т. д. до высоты 4-го витка индуктора. Сигналом окончания набивки дна тигля служит «металлический» звон при ударе трамбовки. Выводы (проволочки) сигнализатора состояния футеровки печи разводятся от центра по радиусам в стороны по верхней поверхности футерованного днища. На футерованное днище устанавливается металлический шаблон (или его нижняя часть). Шаблон тщательно центруется. Осторожно, не нарушая положения шаблона, в него укладывается груз весом 100-200 кг (можно использовать чушковой чугун, идущий в дальнейшем на спекание).

В зазор между индуктором и шаблоном засыпается футеровочная масса. Первые слои (переход из конической формы шаблона в цилиндрическую) трамбуется слоями не более 50 мм трамбовкой со скошенным наконечником (рис. 2.б), затем у перехода в цилиндрическую часть острым наконечником (рис. 2.а), далее реечным наконечником (рис. 2.в). Цилиндрическую часть шаблона уплотняют острой трамбовкой (рис. 2.а), засыпая футеровочную массу слоями 100-200 мм. После окончания набивки тигля верхний слой футеровочной массы слегка смачивают жидким стеклом. Очень важное положение: футеровку тигля необходимо проводить за один раз, перерывы в работе не должны превышать 10-15 мин.

В порядке совершенствования технологического процесса для облегчения условий труда начали использовать пневматические, а затем электрические трамбовки.

Пневматические вибраторы компании KLEIN

Срок службы футеровки индукционной плавильной печи зависит от плотности набивки сухого виброуплотняемого огнеупора. Очень важно, чтобы материал был правильно и равномерно уплотнен для достижения максимальной плотности. Компания KLEIN (Германия) разработала систему виброуплотнения для достижения максимальной плотности огнеупора по всей высоте футеровки.

1. Пневматические вибраторы KLEIN JOLTER предназначены для достижения максимальной плотности футеровки по всей высоте тигля. Уплотнение футеровки тигля происходит за счет ударов бойков пневмоцилиндров по стальному шаблону. Удары бойков по шаблону происходят с частотой 180 ударов в минуту, что обеспечивает оптимальное уплотнение футеровки. Для работы вибратора необходим сжатый воздух с давлением 5-6 кг/см2. Расход сжатого воздуха не более 800 литров/мин.

Рис. 2: Пневматический вибратор KLEIN JOLTER

Рис. 2: Пневматический вибратор KLEIN JOLTER

Вибраторы оснащены автоматическим регулированием, что позволяет производить вибрацию и конической, и цилиндрической части шаблона без перенастройки вибратора.

Таблица 1. Типоразмеры выпускаемых вибраторов

Тип вибратора Рабочий диаметр (min-max), мм Масса, кг
2- х рожковый 330 — 580 55
450 — 800 60
500 — 900 65
3-х рожковый 500 — 800 65
600 — 1000 75
700 — 1200 80
800 — 1400 90
900 — 1600 100
1000 — 1800 110
1100 — 2000 130
Специальный 800 — 1800 140

Таблица 2. Время уплотнения кварцевых футеровок

Размер печи Дно Конус Цилиндр выше конуса
< 2 тонн 3-4 мин 1-1,5 мин/шаг* 1 мин/шаг *
2 — 5 тонн 4-6 мин 1,5-2 мин/шаг * 1 мин/шаг *
5 — 8 тонн 5-8 мин 2-2,5 мин/шаг * 1 мин/шаг *
8 — 25 тонн 8-10 мин 2,5-3 мин/шаг * 1,5 мин/шаг *
> 25 тонн 12-16 мин 3-4 мин/шаг * 2 мин/шаг *

* Шаг подъема вибратора 100 мм.

Таблица 3. Время уплотнения некварцевых футеровок

Размер печи Дно Конус Цилиндр выше конуса
< 2 тонн 3-4 мин 1-1,5 мин/шаг * 1 мин/шаг *
2 — 5 тонн 4-5 мин 1,5-2 мин/шаг * 1 мин/шаг *
5 — 8 тонн 5-7 мин 2-2,5 мин/шаг * 1 мин/шаг *
8 — 25 тонн 8-10 мин 2,5-3 мин/шаг * 1,5 мин/шаг *

* Шаг подъема вибратора 100 мм.

2. Пневматические донные вибраторы KLEIN BOTTOM для виброуплотнения днища бесстержневых индукционных печей. Представляют собой плоский диск с пневмоцилиндром. Время виброуплотнения днища составляет 8-10 мин/слой.

Рис. 3: Пневматический донный вибратор KLEIN BOTTOM

Рис. 3: Пневматический донный вибратор KLEIN BOTTOM

Таблица 4. Типоразмеры выпускаемых донных вибраторов

Диаметр плиты, мм
500 / 550 / 600 / 650 / 700 / 750 / 800 / 850 / 900 / 950 / 1000 / 1050 / 1100 / 1150 / 1200 / 1250 / 1300 / 1350 / 1400 / 1450 / 1500 / 1550 / 1600 / 1650

Пневматические вибраторы компании VIBSIS

Компания  “АЛКОР-УКРАИНА”, г. Николев (Украина) предлагает на украинском рынке литья пневматические вибрационные системы (Рис. 4) для футеровки (набивки) гиглей индукционных тигельных плавильных печей производства компании VIBSIS  (Турция).

Рис. 4: Пневматические системы для футеровки индукционных печей

Рис. 4: Пневматические системы для футеровки индукционных печей

Таблица 5. Технические характеристики

Ёмкость печи 300 500 750 1000 1500 2000 3000 4000 5000
300-400 400-600 400-600 400-600 500-700 500-700 600-800 600-800 800-1000
VRS, Модель VRS 240 VRS 300 VRS 300 VRS 300 VRS 400 VRS 400 VRS 500 VRS 500 VRS 800
Vibrator, Модель VEP 1400 VEP 6000 VEP 6000 VEP 6000 VEP 6000 VEP 6000 VEP 6000 VEP 6000 VEP 6000