АНАЛИЗ ПРОЦЕССА ВОССТАНОВЛЕНИЯ ЖЕЛЕЗА ИЗ ФУТЕРОВКИ ПРИ ВЫПЛАВКЕ НИКЕЛЬ-МЕДНЫХ СПЛАВОВ В ВАКУУМНЫХ ИНДУКЦИОННЫХ ПЕЧАХ

В сплавах системы Ni – Cu одной из ограничиваемых примесей в ряде случаев является железо, которое может попадать в металл из шихтовых материалов и футеровки. Содержание Fe2O3 в огнеупорах достигает 2,5 %, поэтому оценка прироста концентрации железа в сплавах при взаимодействии металла с футеровкой является актуальной задачей. Целью настоящей работы является оценка влияния содержания Fe2O3 в материале тигля, а также вместимости тигля на концентрацию железа в готовом металле. На основе термодинамических расчетов и данных экспериментальных плавок установлено, что никель и медь в сплавах системы Ni – Cu могут восстанавливать железо из материала футеровки. При использовании маложелезистой шихты железо из материала тигля практически полностью переходит в расплав.
Проведена оценка прироста содержания железа в никель-медном сплаве в зависимости от вместимости вакуумных индукционных печей и содержания Fe2O3 в периклазовых тиглях при условии полного перехода железа из футеровки в металл. С увеличением вместимости печи количество железа, восстановленного из материала тигля, уменьшается, и при массе металла более 200 кг прирост концентрации железа зависит, в основном, не от вместимости печи, а от содержания Fe2O3 в футеровке. Показано, что для выплавки сплавов системы Ni – Cu с содержанием железа менее 0,01 % необходимо применять огнеупоры с концентрацией Fe2O3 не более 0,5 %. При концентрации железа в сплавах менее 0,05 % рекомендуется выбирать футеровку, в составе которой содержание оксидов железа не превышает 2,5 %.

1. Производство отливок из сплавов цветных металлов / А.В. Курдюмов, В.Д. Белов, М.В. Пикунов и др. – М.: ИД МИСиС, 2011. – 615 с.

2. Металловедение. Учебник. В 2-х томах. Т. II. / И.И. Новиков, В.С. Золоторевский, К.К. Портной и др. – М.: ИД МИСиС, 2009. – 528 с.

3. Медь. Латунь. Бронза: Учебное пособие для вузов. Сост.: Г.В. Ашихмин, В.П. Полухин. Под общей ред. Ю.Н. Райкова. – М.: ОАО «Институт Цветметобработка», 2006. – 584 с.

4. Смирягин А.П., Смирягина А.Н., Белова А.В. Промышленные цветные металлы и сплавы. – М.: Металлургия, 1974. – 488 с.

5. Пикунов М.В. Плавка металлов, кристаллизация сплавов, затвердевание отливок. – М.: ИД МИСиС, 2005. – 416 с.

6. Сасса В.С. Футеровка индукционных электропечей. – М.: Металлургия, 1989. – 232 с.

7. Строительный интернет-портал. http://www.stroyvitrina.ru.

8. Официальный сайт компании «Группа Магнезит». http://www.magnezit.ru.

9. Григорян В.А., Белянчиков Л.Н., Стомахин А.Я. Теоретические основы электросталеплавильных процессов. – М.: Металлургия, 1987. – 272 с.

10. Теория и технология металлургии стали: технологические расчеты на базе равновесного распределения компонентов в системе металл–шлак–газ с использованием компьютерной программы «ГИББС-МИСиС»: Учеб. пособие. / Г.И. Котельников, А.Е. Семин, А.А. Толстолуцкий и др. – М.: ИД МИСиС, 2011. – 54 с.

11. Белянчиков Л.Н. Оценка параметров взаимодействия элементов в расплавах на основе никеля //Электрометаллургия. 2006. № 8. С. 29 – 37.

12. Белянчиков Л.Н. Универсальная методика пересчета значений параметров взаимодействия элементов с одной основы сплава на другую на базе теории квазирегулярных растворов. Ч. I. Теоретические основы и адекватность модели пересчета // Электрометаллургия. 2009. № 1. С. 23 – 29.

13. Белянчиков Л.Н. Универсальная методика пересчета значений параметров взаимодействия элементов с одной основы сплава на другую на базе теории квазирегулярных растворов. Ч. II. Оценка параметров взаимодействия элементов в никелевых сплавах // Электрометаллургия. 2009. № 2. С. 29 – 38.

14. Огнеупорные материалы. Структура, свойства, испытания: Справочник, пер. с нем./ Й. Алленштейн и др.; под ред. Г. Роучка, Х. Вутнау. – М.: Интермет Инжиниринг, 2010. – 392 с.

15. Карпов Ю.А., Савостин А.П., Сальников В.Д. Аналитический контроль в металлургическом производстве: Учеб. пособие. – М.: ИКЦ «Академкнига», 2006. – 352 с.

16. Каблуковский А.Ф., Молчанов О.Е., Каблуковская М.А. Краткий справочник электросталевара: Справ. изд.: – М.: Металлургия, 1994. – 352 с.

17. Сайт о вакуумной технике. http://www.pro-vacuum.ru.

18. Егоров А.В. Расчет мощности и параметров электропечей черной металлургии. Учеб. пособие для вузов. – М.: Металлургия, 1990. – 280 с.

19. Электротермическое оборудование: Справочник / Под общей ред. А.П. Альтгаузена. 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Энергия, 1980. – 416 с.