Молодежный вестник ИрГТУ (12+)
Поиск по сайту

Огнеупоры и футеровки плавильных агрегатов алюминиевого производства

Кузьмина М. Ю. , Медведев Е. С. , Матвеенко И. Д. , Кузьмин П. Б.

2022 / Том 12 №4 2022 [ ХИМИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ, НАУКИ О МАТЕРИАЛАХ, МЕТАЛЛУРГИЯ ]

Целью данной статьи является изучение основных факторов, влияющих на проведение безопасной индукционной плавки чугуна на предприятиях компании РУСАЛ, в частности, в филиале ПАО «РУСАЛ Братск» в г. Шелехов (ИркАЗ), правильного выбора футеровочных масс, их применения, а также факторов, влияющих на преждевременный износ футеровки. В работе показано, что стойкость тигля индукционной печи определяется физико-химическими свойствами футеровки, зависящими от химико-минералогического и гранулометрического состава огнеупорных материалов. Для футеровки индукционных печей плавки чугуна применяется кислая футеровка, состоящая из кремнеземистых огнеупорных материалов: minrо-sil 2001, finmix, cuarsil IS6-AN, КВМБ-1, КВМБ-2 (ТУ 1523-018-00187085-2002). Оптимальное содержание оксида кремния, составляющее 93,43-96,07 % (мас). Избыточное количество борного ангидрида (B2О3), используемого в качестве связующего в футеровочной смеси, приводит к образованию хрупкого стекловидного слоя в футеровке печи. Учитывая оптимальное содержание B2О3 в пределах 0,7-1,0 % (мас.), из готовых отечественных формовочных смесей оптимальным является содержание борсодержащей добавки в смеси КВМБ-1. Повышение химической стойкости кислой кварцевой футеровки можно достичь добавлением небольшого количества мелкодисперсного корунда Al2О3. Образующиеся в результате соединения (силикат алюминия и муллит) повышают огнеупорность и стойкость футеровки. Кроме этого, добавки корунда позволяют повысить качество выплавляемого чугуна, не допуская появления вредных примесей в его структуре. Наибольшее содержание корунда в смесях КВМБ-1 и КВМБ-2 составляет ~ 1,12 % (мас.). Был проанализирован состав футеровки, обладающий максимальной стойкостью, и исследовалась стойкость футеровки состава: 5 % зерен фракции 3-2 мм, 50 % - зерен 2-0,5 мм, 45 % - зерен < 0,5 мм. Стойкость футеровки составила 35-36 плавок до ремонта. Исследовалась вибронасыпная плотность футеровки, значительно влияющая на ее стойкость. Наибольшую вибронасыпную плотность можно получить, используя смесь КВМБ-2. Учитывая себестоимость и физико-химические свойства огнеупорных материалов показано, что из готовых смесей для футеровки индукционных тигельных печей подходят отечественные смеси КВМБ-1 и КВМБ-2. Их использование позволит значительно снизить стоимость оборудования и увеличить продолжительность эксплуатации тигля.

Ключевые слова:

чугун,сталь,алюминий,индукционная тигельная печь,конструкция индукционной печи,тигель индукционной печи огнеупоры в алюминиевом производстве,свойства огнеупоров,футеровка печи

Библиографический список:

  1. Григорьев В. Г., Тепикин С. В., Пьянкин А. П., Кузаков А. А., Высотский Д. В., Кузьмин М. П. Оптимизация некоторых элементов технологии производства алюминия // Цветные металлы и минералы - 2018: сборник докладов XX Международного конгресса (Красноярск, 10-14 сентября 2018 г.). Красноярск: Изд-во: Научно-инновационный центр, 2018. С. 541-545.
  2. Кузьмин М. П., Шестаков С. С., Кузьмина М. Ю., Журавлёва А. С. Инновационное развитие металлургического комплекса Иркутской области // Вестник ИрГТУ. 2015. № 5 (100). С. 236-240.
  3. Сизяков В. М., Власов А. А., Бажин В. Ю. Стратегические задачи металлургического комплекса России // Цветные металлы. 2016. № 1. С. 32-37.
  4. Летов А. В., Немчинова Н. В., Тузов А. В. Управление процессом электролиза криолит-глиноземных расплавов // Перспективы развития технологии переработки углеводородных и минеральных ресурсов: материалы XII Всерос. науч.-практ. конф. с междунар. участием (г. Иркутск, 20-21 апреля, 2022 г.). Иркутск: Изд-во ИРНИТУ, 2022. С. 10-12.
  5. Бурдонов А. Е., Зелинская Е. В., Немчинова Н. В., Новиков Ю. В. Переработка глиноземсодержащего смета для использования в производстве первичного алюминия // Цветные металлы. 2022. № 8. С. 15-22.
  6. Кузьмина М. Ю., Кузьмин М. П. Исследование анодного окисления алюминиевой катанки // Материалы научно-технической конференции молодых ученых и специалистов алюминиевой и электродной промышленности, посвященной 50-летию ОАО “СибВАМИ” (Иркутск, октябрь, 2008). Иркутск: Изд-во ИРНИТУ, 2008. С. 104-106.
  7. Ситникова В. Г., Кузьмина М. Ю. Возможности химического оксидирования алюминия // Перспективы развития технологии переработки углеводородных и минеральных ресурсов: материалы IX Всероссийской научно-практической конференции с международным участием (г. Иркутск, 24-26 апреля 2019 г.). Иркутск: Изд-во ИРНИТУ, 2019. С. 33-35.
  8. Кузьмина М.Ю., Белик О.Д. Применение титана и алюминия в технологических аппаратах пищевой промышленности // Актуальные проблемы химии, биотехнологии и сферы услуг: материалы II Всероссийской научно-практической конференции с международным участием (г. Иркутск, апрель 2018 г.). Иркутск: Изд-во ИРНИТУ 2018. С. 108-113.
  9. Немчинова Н. В., Бараускас А. Э., Тютрин А. А., Вологин В. С. Переработка мелкодисперсного техногенного сырья производства алюминия с целью извлечения ценных компонентов // Известия вузов. Цветная металлургия. 2021. Т. 27. № 5. С. 38-49.
  10. Кузьмин П. Б., Стрелов А. В., Кузьмина М. Ю. Особенности производства литейных алюминиевых сплавов, модифицированных стронцием // Цветные металлы и минералы, 2014. Красноярск: ГУЦМиЗ, 2014. С. 360-361.
  11. Кузьмин П. Б., Кузьмина М. Ю. О производстве чушек первичных силуминов, модифицированных стронцием // Литейное производство. 2014. № 8. С. 2-5.
  12. Кузьмин П. Б., Стрелов А. В., Кузьмина М. Ю. Использование новых методов экспресс-анализа и контроля расплава для подтверждения качества литейных сплавов // Цветные металлы и минералы - 2015: сборник докладов 7-го Международного конгресса (Красноярск, 14-17 сентября 2015 г.). Красноярск: Изд-во: Научно-инновационный центр, 2015. С. 1174-1177.
  13. Кузьмин М. П., Ларионов Л. М., Кузьмина М. Ю., Кузьмина А. С. Получение заэвтектических силуминов с использованием аморфного диоксида кремния // Цветные металлы. 2019. № 12 (924). С. 29-36.
  14. Kuz’min M. P., Kondrat’ev V. V., Larionov L. M., Kuz’mina M. Y., Ivanchik N. N Possibility of preparing alloys of the Al-Si system using amorphous microsilica // Metallurgist. 2017. Vol. 61. P. 86-91.
  15. Kuz'min M. P., Paul K. Chu, Abdul M. Qasim, Larionov L. M., Kuz'mina M. Yu., Kuz’min P. B. Obtaining of Al-Si foundry alloys using amorphous microsilica - Crystalline silicon production waste // Journal of Alloys and Compounds. 2019. Vol. 806. P. 806-813.
  16. Kuz'min M. P., Larionov L. M., Paul K. Chu, Abdul M. Qasim, Kuz'mina M. Yu., Kondratiev V. V., Kuz’mina A. S., Jia Q. Ran New methods of obtaining Al-Si alloys using amorphous microsilica // International Journal of Metalcasting. 2019. P. 1-11.
  17. Матвеенко И. Д., Кузьмина М. Ю. Исследование свойств огнеупорных материалов, используемых для литейной оснастки алюминиевого производства // Переработка природного и техногенного сырья: сборник научных трудов студентов, магистрантов, аспирантов и молодых ученых Института высоких технологий. Иркутск: Изд-во ИРНИТУ, 2019. С. 45-50.
  18. Матвеенко И. Д., Кузьмина М. Ю. Совершенствование огнеупорных материалов для футеровки литейных агрегатов алюминиевого производства // Перспективы развития технологии переработки углеводородных и минеральных ресурсов: материалы X Всероссийской научно-практической конференции с международным участием (г. Иркутск, апрель 2020 г.). Иркутск: Изд-во ИРНИТУ, 2020. С. 56-59.
  19. Матвеенко И. Д., Кузьмина М. Ю. Разработка методики определения основных свойств огнеупорных изделий, используемых при производстве алюминия // Молодежный вестник ИрГТУ. 2020. Т. 10. № 2. С. 49-55.
  20. Евсеев Н.В, Матвеенко И. Д., Кузьмина М. Ю., Дроженко А. П. Уменьшение пористости алюмосиликатных огнеупоров как способ улучшения их эксплуатационных характеристик // Переработка природного и техногенного сырья: сборник научных трудов студентов, магистрантов, аспирантов и молодых ученых Института высоких технологий. Иркутск: Изд-во ИРНИТУ, 2020. С. 86-90.
  21. Лузгин В. И., Петров А. Ю., Рачков С. А., Якушев К. В. Высокоэффективные индукционные среднечастотные плавильные комплексы с печами вместимостью 1-16 т для литейного производства // Литье и металлургия. 2006. № 2 (38). С. 58-63.
  22. Левшин Г. Е. Пути совершенствования индукционных тигельных печей // Черная металлургия. 2019. Т. 62. № 2. С. 97-102.
  23. Маляров А. И. Некоторые особенности технологии плавки в среднечастотных тигельных печах // Металлургия машиностроения. 2017. № 4. С. 7-9.
  24. Сахаревич А. Н. Индукционные тигельные печи. Конструктивные отличия, эксплуатация // Литье и металлургия. 2012. № 3 (67). С. 242-245.
  25. Роготовский А. Н., Шипельников А. А. Технологические операции плавки чугуна и стали в индукционной тигельной печи. Липецк: Изд-во Липецкого государственного технического университета, 2015. 20 с.
  26. Платонов Б. П., Акименко А. Д., Богуцкая С. М. Индукционные печи для плавки чугуна. М.: Машиностроение, 1976. 176 с.
  27. Лузгин В. И., Петров А. Ю., Фаерман Л. И. Индукционные печи средней частоты нового поколения // Черные металлы. 2006. С. 14-25.
  28. Мортимер Дж. X. Завтрашние технологиии ндукционной плавки существуют уже сегодня // Литейщик России. 2002. № 1. С. 32-37.
  29. Теслев С. А. Исследование увеличения срока эксплуатации футеровки индукционных печей при переплаве ферросилиция // Инновационные технологии и экономика в машиностроении: сборник трудов IV Международной научно-практической конференции с элементами научной школы для молодых ученых (Юрга, 20-21 мая 2010 г.). Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2010. С. 282-285.
  30. Яковлева А. А., Немчинова Н. В. Перспективы использования глин локального проявления в металлургической практике // Вестник ИрГТУ. 2019. Т. 23. № 2. С. 415-425.
  31. Кузьмин М. П., Ларионов Л. М., Кузьмина М. Ю., Григорьев В. Г. Промышленное использование отхода производства плавиковой кислоты - фторгипса // Известия вузов. Инвестиции. Строительство. Недвижимость. 2019. T. 9. № 2. С. 324-333.
  32. Сасса В. С. Футеровка индукционных электропечей. М.: Металлургия, 1989. 232 с.
  33. Маляров А. И. Некоторые особенности технологии плавки в среднечастотных тигельных печах // Металлургия машиностроения. 2017. № 4. С. 7-9.
  34. Медведев Е. С., Кузьмина М. Ю. Капитальный ремонт тигля индукционной печи // Переработка природного и техногенного сырья: сборник научных трудов студентов, магистрантов, аспирантов и молодых ученых Института высоких технологий. Иркутск: Изд-во ИРНИТУ, 2021. С. 71-75.
  35. Сизов В. И., Гороховский A. M., Карпец А. А. Применение отечественных огнеупоров для футеровки агрегатов плавки и переработки алюминия и его сплавов // Новые огнеупоры. 2006. № 4. С. 86-89.
  36. Перепелицин В. А., Сизов В. И., Рытвин В. М., Игнатенко В. Г. Износоустойчивость огнеупоров в пирометаллургии алюминия // Новые огнеупоры. 2007. № 9. С. 15-19.
  37. Гришенков Е. Е. О выборе огнеупоров для печей алюминиевой промышленности // Новые огнеупоры. 2003. № 5. С. 66-68.

Файлы:

Язык
RuEn
Количество скачиваний:142187