- •Содержание
- •I. Огнеупорные материалы
- •1. Введение
- •2. Огнеупорные изделия
- •3. Классификация огнеупорных материалов
- •4. Кремнеземные огнеупорные материалы
- •5. Алюмосиликатные огнеупорные материалы
- •6. Магнезиальные огнеупорные материалы
- •8. Магнезиально-шпиндельные огнеупорные материалы
- •9. Углеродистые огнеупорные материалы
- •10. Карбомидо-кремниевые огнеупорные материалы
- •11. Цирконистые огнеупорные материалы
- •12. Легковесные огнеупорные материалы
- •13. Огнеупорные бетоны и растворы
- •14. Теплоизоляционные материалы
- •1. Введение
- •2. Вагранка
- •2.1. Классификация вагранок
- •2.2. Конструкция вагранки
- •2.3. Футеровка вагранки
- •2.4. Основные узлы ваграночного комплекса
- •2.5. Работа вагранки
- •2.6. Типы вагранок
- •2.7. Вагранки на горячем дутье
- •2.8. Вагранка с охлаждением плавильного пояса
- •2.9. Коксогазовая вагранка
- •2.10. Расчет вагранки
- •3. Индукционные электропечи
- •3.1. Основные типы индукционных печей
- •3.2. Индукционные тигельные печи
- •3.2.1. Конструкция
- •3.2.2. Работа печи
- •3.2.3. Футеровка ИТП
- •3.2.4. Расчет индукционной тигельной печи.
- •3.3. Индукцилнные канальные печи
- •3.3.1. Конструкция печи
- •3.3.3. Футеровка ИКП
- •3.3.4. Расчет индукционной канальной печи.
- •4. Дуговые электроплавильные печи
- •4.1. Электродуговые печи для плавки черных металлов
- •4.1.2. Работа печи
- •4.1.3. Футеровка дуговых электроплавильных печей
- •4.2. Дуговые печи для плавки цветных металлов
- •4.3. Расчет дуговой печи.
- •5. Мартеновские печи
- •6. Бессемеровские конвертеры
Министерство образования и науки Российской Федерации
ГОУ ВПО «Алтайский государственный технический университет им. И. И. Ползунова»
Кафедра «Машиностроительные технологии и оборудование»
И.В. Марширов
ФУТЕРОВКА ПЛАВИЛЬНЫХ ПЕЧЕЙ ЛИТЕЙНОГО ПРОИЗВОДСТВА
Учебное пособие
Барнаул 2010
|
Содержание |
|
I. Огнеупорные материалы |
4 |
|
1. |
Введение |
4 |
2. |
Огнеупорные изделия |
5 |
3. |
Классификация огнеупорных материалов |
8 |
4. |
Кремнеземные огнеупорные материалы |
14 |
5. |
Алюмосиликатные огнеупорные материалы |
18 |
6. |
Магнезиальные огнеупорные материалы |
22 |
7. |
Магнезиально-известковые огнеупорные материалы |
23 |
8. |
Магнезиально-шпиндельные огнеупорные материалы |
24 |
9. |
Углеродистые огнеупорные материалы |
26 |
10. Карбомидо-кремниевые огнеупорные материалы |
27 |
|
11. Цирконистые огнеупорные материалы |
29 |
|
12. Легковесные огнеупорные материалы |
30 |
|
13. Огнеупорные бетоны и растворы |
31 |
|
14. Теплоизоляционные материалы |
34 |
|
II. Печи |
36 |
|
1. |
Введение |
36 |
2.Вагранка |
40 |
|
2.1. Классификация вагранок |
40 |
|
2.2. Конструкция вагранки |
40 |
|
2.3. Футеровка вагранки |
43 |
|
2.4. Основные узлы ваграночного комплекса |
45 |
|
2.5. Работа вагранки |
53 |
|
2.6. Типы вагранок |
56 |
|
2.7. Вагранки на горячем дутье |
65 |
|
2.8. Вагранка с охлаждением плавильного пояса |
73 |
|
2.9. Коксогазовая вагранка |
77 |
|
2.10. Расчет вагранки |
81 |
|
3. |
Индукционные электропечи |
89 |
2
3.1. Основные типы индукционных печей |
89 |
3.2.1. Конструкция |
91 |
3.2.3. Работа печи |
94 |
3.2.3. Футеровка ИТП |
95 |
3.2.4. Расчет индукционной тигельной печи |
99 |
3.3. Индукционные канальные печи |
103 |
3.3.1. Конструкция печи |
103 |
3.3.2. Работа печи |
105 |
3.3.3. Футеровка ИКП |
106 |
3.3.4. Расчет индукционной канальной печи |
109 |
4. Дуговые электроплавильные печи |
114 |
4.1. Электродуговые печи для плавки черных металлов |
115 |
4.1.1. Конструкция электродуговой печи. |
115 |
4.1.2. Работа печи |
118 |
4.1.3. Футеровка дуговых электроплавильных печей |
122 |
4.2. Дуговые печи для плавки цветных металлов |
125 |
4.3. Расчет дуговой печи. |
125 |
5. Мартеновские печи |
128 |
6. Бессемеровские конвертеры |
132 |
Список литературы |
135 |
3
I. ОГНЕУПОРНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
1. Введение
При сооружении печей и сушил литейного производства наряду с обычными строительными материалами применяют материалы, предназначенные для работы при высоких температурах в условиях воздействия расплавленных металлов и шлаков и активных газовых атмосфер. Это керамические материалы (огнеупорные и теплоизоляционные), а так же жаростойкие материалы и сплавы, используемые для изготовления узлов и деталей, работающих при высоких температурах и несущих механические нагрузки. Огнеупорные материалы применяют так же для изготовления электрических нагревателей сопротивления.
Огнеупорными называют материалы, способные противостоять продолжительному воздействию высоких температур (свыше 1000°С), а так же физико-химических процессов, протекающих в печах. Большинство огнеупорных материалов – это физически сложные и химически неоднородные системы с кристаллической и стекловидной фазами. Кристаллы состоят из огнеупорных оксидов, таких как Al2O3, SiO2, MgO и т.п., имеющих высокую температуру плавления. В большинстве огнеупорных материалов кристаллы отделены друг от друга стекловидной фазой, однако в некоторых материалах они образуют кристаллический сросток. Сущность производства большинства огнеупорных материалов в монолит огнеупорного изделия при температурах более низких, чем температура плавления основных огнеупорных составляющих исходной массы. Огнеупорные материалы делят на изделия, имеющие определенную форму (кирпичи, фасонные изделия разной сложности, крупноблочные), и неформованные материалы (порошки, массы, бетонные смеси, мертели и др.)
4
2. Огнеупорные изделия
Огнеупорными называют изделия, применяемые для строительства промышленных печей, топок и аппаратов, работающих при высокой температуре. Огнеупорные изделия классифицируют по огнеупорности, пористости, химико-минералогическому составу и способу изготовления.
По огнеупорности изделия могут быть огнеупорными (1580 − 1770°С), высокоогнеупорными (1700 − 2000°С), высшей огнеупорности (более 2000 °С).
В зависимости от пористости (%) огнеупорные изделия подразделяются на:
особо плотные − пористость менее 3;
высокоплотные − пористость 3 – 10;
плотные − пористость 0 – 20;
обычные − пористость .20 – 30;
легковесные и теплоизоляционные − пористость 45 − 85. Наибольшее распространение в строительстве и промышленности
строительных материалов получили кремнеземистые и алюмосиликатные огнеупорные изделия.
Кремнеземистые огнеупоры применяют двух типов: кварцевое стекло и динасовые.
Кварцевое стекло изготовляют отливкой из расплавленного кварца, оно содержит SiО2 не менее 99 %. Обладает хорошей термостойкостью и кислотостойкостыо; при 1100°С расстекловывается и крошится. Кварцевая керамика используется для футеровки котлов большой мощности, при изготовлении штампов горячего прессования, труб для подачи расплавленного алюминия и других целей. Кварцевое стекло идет на производство химической аппаратуры.
Динасовые (тридимито − кристобалитовые) огнеупоры изготовляют обжигом при температуре выше 870°С кварцевого сырья (измельченных
5
кварцитов песка, маршалита) на известковой или другой связке; содержит SiO2 не менее 93%. Огнеупорность 1600 − 1770°С. Из динаса выполняют кладку сводов сталеплавильных и коксовых печей.
Алюмосиликатные огнеупоры подразделяют на три группы: полукислые, шамотные и высокоглиноземистые.
Полукислые огнеупоры отличаются повышенным содержанием кремнезема − более 65%; глинозема содержат менее 28 %. Изготовляют их обжигом кварцевых пород на глинистой или каолиновой связке или глин и каолинов с большим содержанием кварцевого песка. Их огнеупорность 1380 − 1400°С. Применяют для футеровки шахтных и туннельных печей, вагранок и т. д.
Шамотные огнеупоры изготовляют обжигом смеси шамота (порошка обожженной и размолотой огнеупорной глины) и огнеупорной глины или каолинов. Они содержат 30 − 45 % А12О3 и отличаются термической стойкостью, шлакоустойчивостью, прочностью (марки 100 − 125). Огнеупорность шамотных материалов 1250 − 1400°С. Применяют их для кладки и футеровки печей в местах, где они непосредственно соприкасаются с расплавленным металлом, шлаком, стеклом, а также для футеровки вращающихся печей для обжига цементного клинкера, облицовки топок паровых котлов, дымоходов и пр.
Высокоглиноземистые огнеупоры получают из материалов (боксита, корунда), содержащих более 45 % глинозема. Огнеупорность их зависит от содержания глинозема и технологии и составляет 1450 − 1725°С. Изделия, изготовленные из высокоглиноземистого сырья на глиняном пли иной связке, обладают высокой термостойкостью при содержании А12О3 60 %. Применяют их в стекольной промышленности для кладки доменных печей и др.
Легковесные огнеупоры имеют плотность 1,3 − 0,4 г/ /см3 и общую пористость соответственно 45 − 85%. Обладают высокой огнеупорностью, малой теплопроводностью и достаточной прочностью − все эти качества
6
позволяют успешно применять их для футеровки промышленных печей разного назначения. При этом значительно (в 2 − 4 раза) сокращается продолжительность разогрева или холостого хода печей, в 2 − 3 раза уменьшается толщина ограждающих стен и на 20 − 70 % снижаются удельные расходы топлива на тепловые процессы. В связи с этим производство легковесных огнеупоров непрерывно расширяется.
Для высокотемпературной теплоизоляции различных Промышленных печей и тепловых агрегатов используют алюмосиликатныё и другие волокна, обладающие высокой прочностью, термической стойкостью и малой теплопроводностью.
7