Индукционная печь — это электрическое нагревательное устройство, которое преобразует электрическую энергию в тепловую, используя принцип электромагнитной индукции для индукции тока внутри металлических материалов в переменном магнитном поле, тем самым нагревая материалы до тех пор, пока они не расплавятся. По конструкции индукционные печи делятся на два типа: индукционные печи без стержня и индукционные печи с сердечником. Индукционные печи без стержня широко используются из-за их высокой скорости нагрева, прерывистой работы, меньшего выгорания элементов во время плавки, а также простоты использования и обслуживания. В последние годы высокая удельная мощность, быстрая плавка и крупномасштабное развитие стали текущей тенденцией развития индукционных печей без стержня.
1 Эрозия
Эрозия проявляется в истонченииогнеупорный кирпичфутеровка печи и увеличение диаметра тигля. Причинами эрозии являются механическая эрозия и химическая эрозия.
1.1 Механическая эрозия
Механическая эрозия вызывается следующими причинами: (1) Столкновение и трение шихты. (2) Электромагнитное перемешивание. В зоне футеровки печи, контактирующей с расплавленным металлом, расплавленный металл непрерывно промывает футеровку печи под действием электромагнитного перемешивания.
1.2 Химическая эрозия
(1) Реакция расплавленного металла
Футеровка печи из магния имеет хорошую устойчивость к Fe, Mn и Ni, но плохую к C и Si. При высоких температурах активность [C] и [Si] в расплавленном металле возрастает, и происходит межфазная реакция с MgO на поверхности футеровки печи, вызывающая повреждение футеровки печи. При использовании кремниевой футеровки печи для плавки SiO2 реагирует с [C] в расплавленном металле с образованием следующей реакции: SiO2(s)+2[C]→[Si]+2CO(g) . Равновесная температура этой реакции для плавления ковкого чугуна составляет 1467 градусов, для серого чугуна 1540 градусов и для ковочного чугуна 1580 градусов. Когда температура плавления превышает равновесную температуру, содержание SiO2 в футеровке печи уменьшается на [O], и футеровка печи становится тоньше.
(2) Шлаковая эрозия
Из-за наличия ржавчины в шихте, нечистоты возвратной шихты и окисления расплавленного металла при высоких температурах образуется большое количество шлака, содержащего FeO. В процессе плавки вязкость расплавленного металла значительно снижается за счет электромагнитного перемешивания, и он проникает в поры футеровки при контакте с поверхностью футеровки печи из огнеупорного кирпича. При высоких температурах FeO в шлаке реагирует с SiO2, Al2O3 или MgO в футеровке печи с образованием легкоплавких веществ (таких как FeO·SiO2, температура плавления которого составляет всего 1170 градусов). При перемешивании высокотемпературного расплавленного металла он очень легко плавится и быстро покидает зону реакции и попадает в жидкость. Чем больше разница между щелочностью футеровочного материала и щелочностью шлака, тем легче футеровка подвергается коррозии.
2 Утечка
Явление течи проявляется в проникновении металла в футеровку печи. Причинами утечек являются: (1) Плотность печи слишком низкая; (2) Металл расплавился до образования слоя спекания; (3) Химическая реакция.
3 Шлакование
Явление шлакования проявляется в том, что стенка печи становится толще и грубее. Причиной шлакования является прилипание к стенке печи оксидов металлов, вторсырья, содержащего окислители, и песка. Последствия шлакования на футеровке печи следующие: (1) Шлакование – это неплавкие оксиды, сульфиды или фосфиды, плавающие на расплавленном металле, которые прилипают к частям футеровки там, где скорость потока расплавленного металла низкая и происходят потери тепла; (2) Это снижает мощность печи; (3) Это снижает эффективность плавки печи; (4) Металл, скрытый в шлаке, легко перегревается; (5) Вступает в реакцию с огнеупорными кирпичами футеровки; (6) При удалении шлака футеровку легко повредить; (7) Изменяет термодинамическое состояние футеровки в шлаковисящей части. Шлакование футеровки кварцевым песком происходит, когда в перерабатываемых материалах содержится больше кварцевого песка (отходы песка, налипшие на поверхность чугуна). Эти пески осядут на дно печи и прилипнут к стенкам печи, утолщая футеровку. В тяжелых случаях дно печи примет V-образную форму, а объем печи уменьшится. Футеровка печи с кварцевым песком представляет собой кислую футеровку печи. Кислый шлак будет прилипать к кислой футеровке печи, особенно если линия шлака фиксирована и температура выпуска низкая, на линии шлака будет серьезно образовываться шлак, влияющий на загрузку и производительность печи.
