Труды КНЦ вып.5 (ХИМИЯ И МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ вып. 5/2015(31))

ИЗ ПЕРВОУРАЛЬСКОГО КВАРЦИТА И ПРАКТИКА ЕГО ПРИМЕНЕНИЯ А.С. Завёрткин Институт геологии Карельского научного центра РАН, Петрозаводск, Россия Аннотация Рассмотрены факторы, увеличивающие продолжительность службы футеровки тигельных индукционных печей. Приведены результаты лабораторных исследований, промышленных испытаний кварцитов первоуральского месторождения. Исследовано влияние примесей в кварцитах на износоустойчивость футеровки тигельных индукционных печей. Ключевые слова: первоуральские кварциты, футеровочная масса, индукционная печь, связующая и спекающая добавка, борная кислота. USING THE PERVOURALSK QUARTZITE TO DEVELOP THE COMPOSITION FOR INDUCTION CRUCIBLE FURNACES LINENS AND PRACTICE OF ITS USING А.& Zavertkin Institute o f Geology o f the Karelian Research Centre o f the RAS, Petrozavodsk, Russia Abstract The factors upgrading the service life of the induction crucible furnaces linens have been considered. The results of both the laboratory study and the industrial tests are given for the Pervouralsk quartzite minefield. The influence of impurity content on the linen wear resistance of crucible induction furnaces has been investigated. Keywords: Pervouralsk quartzite, refraktory mixture, induction furnace, bonding and sintering addition, boracic acid. В настоящее время в нашей стране и за рубежом для футеровки индукционных печей широко применяются кислые футеровочные массы. В качестве наполнителя футеровки при плавке стали и цветных сплавов на основе меди кроме кислых футеровок применяют обожженный кианит, корунд, магнезит, силикаты алюминия и магния, цирконсодержащие материалы. Для этой цели могут применяться массы муллитового, муллитокварцевого, форстеритового и шпинельного состава. С точки зрения устойчивости к колебаниям температуры кварцитная футеровка значительно уступает карборундовой, муллитовой, корундовой, цирконовой и шамотной футеровкам, но на практике в нашей стране и за рубежом нашла более широкое применение, чем футеровки другого типа. Отечественные приготовленные в основном из первоуральского кварцита футеровочные массы, поставляются потребителям без связующей добавки. Кварцитные массы широко применяются при изготовлении так называемых набивных футеровок как в печах со стальным сердечником, так и в печах без сердечника (открытых тигельных печах). Кислая футеровка тигля чаще всего готовится из кварцитных порошков, кварцевого песка или щамота - огнеупорные материалы системы SiO 2 - Al 2 O3. На одном полюсе этой системы находится кремнезем, а на другом - корунд в естественном виде, содержащий 95-98% Al 2 O 3 . Средними между ними являются шамоты (кислые, полукислые и основные в зависимости от содержания в них количества глинозема). Футеровка тигля постоянно подвергается большим температурным перегрузкам, происходящим при сливе металла из печи с последующей загрузкой в печь холодной шихты. Эти явления происходят постоянно при малой толщине стенок тигля. Физико-химические свойства кварцитных масс зависят от степени реагирования их с металлом, шлаком и газами. Прежде всего, эти свойства зависят от применяемого природного сырья (цементные или кристаллические кварциты), содержания кремнезема в исходном минеральном сырье, его текстуры, содержания вредных примесей, качества подготовки футеровочной массы по зерновому составу и выбору спекающей добавки. При спекании рост зерен кварцита компенсирует усадку, создавая плотный слой, который препятствует проникновению реагентов плавки внутрь черепка футеровки тигля. При выборе кварцитного сырья необходимо учитывать его способность переносить без разрушения резкие температурные колебания, которым подвергается футеровка тигля в процессе службы. Известно, что первоуральский кварцит с месторождения «Гора Караульная» широко применяется при производстве динаса и набивных футеровочных масс для отечественных и зарубежных индукционных тигельных печей. Тем не менее проблемы, возникающие при его применении, приводят к тому, что отечественные предприятия автомобильной промышленности вынуждены завозить кварцитные массы из Швеции и Финляндии. 532