Устранение засорения контура индуктивности и повышения коэффициента EF

Опыт не равен профессионализму. На некоторых литейных предприятиях опыт перерос во вредные привычки и/или непонимание. Например, недавно специалист по электропечам заявил, что «единственный разумный метод очистки канала индуктора — это механическая очистка его стержнем». Другие рекомендуют специальные флюсы для удаления шлаковых отложений в электропечах. Гораздо проще и безопаснее предотвратить образование шлаков.

Технология раскисления чугуна показала, что образование шлака в индукционных печах и засорение петель индуктора являются результатом окисления расплавленного чугуна. Это тот случай, когда шаги, поддерживаемые технологиями, исключают прямолинейные методы. Проблема заключается в шлаке, так почему бы не подойти к проблеме путем устранения шлака, а не борьбы с его присутствием?

В результате окисления расплавленного чугуна образуется оксид железа, который после образования распадается и постоянно поставляет свободные атомы кислорода в ванну расплавленного чугуна. Эти короткоживущие, сильно заряженные атомы кислорода рассеиваются по ванне, вызывая окисление по всей печи.

Одним из дисперсных оксидов, образующихся в ванне расплава, является оксид железа, который действует как «клей», объединяющий другие присутствующие оксиды в массу. Клей удерживает вместе другие молекулы оксидов, образуя «кластеры оксидов шпинели» – и именно эти кластеры шпинели вызывают закупорку контура индуктора, а также входных и выходных отверстий, а также наросты на боковых стенках печи, которые навсегда беспокоят персонал литейного цеха.

Все традиционно расплавленные чугуны содержит эти нежелательные атомы кислорода. Как только атомы кислорода присутствуют в ванне, создается основа для образования шпинельно-оксидного кластера. Если присутствует кислород, кластеры шпинели будут образовываться всегда.

В частности, шпинели на основе оксида железа являются основной причиной проблем с печами. Важно заявить об особенностях шлаковых отложений в качестве основы, поскольку технология раскисления Mastermelt основана на химическом восстановлении оксида железа. Оксид железа оказывается «корнем всего зла». После очистки EF от оксидов железа расплавленный чугун самоочищается от атомов свободного кислорода и молекул оксидов.

Механизм самоочистки включает наноразмерные молекулы оксидов, взвешенные внутри ванны, агломерирующиеся и выплывающие из ванны. Поскольку оксид железа физически не присутствует в полученной шлаковой массе, шлаковая масса становится «сухим» шлаком, что является преимуществом для очистки производства чугуна, поскольку оно образует барьер для дальнейшего контакта расплавленного чугуна с атмосферой.

А поскольку свободные атомы кислорода не пополняются, ванна быстро исчерпывается свободным кислородом – то есть «раскисляется».

Все механические способы удаления шлака вредны и сокращают срок службы печи.

В дополнение к механическим методам удаления наростов шлака и засорения петель литейные заводы обычно прибегают к «разгону» ванны расплавленного чугуна до высоких температур, чтобы расплавить постоянно образующиеся шпинели. Этот более поздний метод причиняет наибольший вред, значительно сокращая срок службы печи и индуктора.

Предложение о том, что для очистки канала индуктора следует использовать механические стержни, намного лучше, чем обычно используемые высокотемпературные прогоны всей ванны печи. Но механическое защемление петли индуктора является «убийцей людей», и его следует избегать любой ценой.

Вместо того, чтобы прибегать к опасному и трудоемкому механическому штыку индукторных петель и механическому сколу шлака на боковых стенках, входах и выходах печи, новый подход, основанный на новой технологии раскисления железа Mastermelt, оказался полностью эффективным.

Проблемы растворяются

Новая технология Mastermelt предотвращает засорение контура печи. Фактически, существующие закупорки контура индуктора, созданные старыми традиционными методами плавки, растворяются, когда начинается раскисление железа, и удаляют свободные атомы кислорода в расплавленном чугуне.

Раскисление чугуна осуществляется с помощью специальных смесей карбида кремния и нефтяного кокса. Особый SiC обеспечивает раскисление, а столь же специальный нефтяной кокс предотвращает повторное окисление раскисленного расплавленного чугуна. Хотя эта технология апробирована в производстве, она остается в значительной степени неизвестной при плавке чугуна. Тем не менее, он получил признание со стороны растущего числа технологов, протестировавших его.

Смешанный раскисляющий материал известен как DeOX D-1. Физически это гранулированный материал, который добавляется в EF во время цикла плавки или добавляется в печь выдержки/разливки вместе со свежим чугуном. В печах с автоматической заливкой DeOX D-1 добавляется в уже имеющийся в печи шлак. Полученный шлак преобразуется в шлак, не содержащий оксидов железа, который впоследствии превращается в покровный шлак сухого типа. Затем конвертированный шлак можно хранить в ванне чугуна, поскольку он предотвращает потери тепла на свод печи. Лучше всего, чтобы слой нейтрализованного шлака сохранялся и не удалялся.

Вопреки распространенному мнению, бесшлаковая ванна нежелательна. Шлаковое покрытие уменьшает потери тепла на свод печи, снижая удерживающую способность печи.

Для переоборудования печи с автоматической заливкой требуется немного DeOX D-1. После нейтрализации существующего оксида железа периодически требуются лишь небольшие постоянные добавки DeOX D-1.

Полностью преобразованный высокопрочный чугун, хранящийся в печи автоматической разливки, характеризуется меньшим выцветанием шаровидности из-за отсутствия контакта оксида железа с преобразованным DI. DeOX D-1 нейтрализовал оксид железа, превратив его в инертные побочные продукты, причем снабжение оксида железа свободными атомами кислорода является основной причиной исчезновения узелков. Потери магния практически прекращаются, если контролировать оксид железа. В настоящее время проводятся испытания с целью определить скорость потери магния для полностью конвертированного высокопрочного чугуна в разливочной печи, не содержащей оксидов железа, и точные уровни магния, необходимые для поддержания полной шаровидности.

Автор

Ron Beyerstedt (Рон Бейерстедт) — президент компании  Mastermelt LLC, e-mail: ron@mastermelt.com

Источник: www.foundrymag.com