» » Футеровка печей
02.02.2017

Назначение печи определяет и выбор ее футеровки. Для изготовления подов печей, назначение которых — плавить и рафинировать медь, применяется и кислая и основная футеровка. Кислая футеровка применяется в виде динасовой кладки и кварцевой наварной подины, основная — в виде магнезитовой кладки я такой же набойки.
Кислый под применяется в тех случаях, когда медь содержит малое количество примесей, от которых ее нужно очистить, или когда ведется простая переплавка. Кремнезем для флюсования окислов примесей в процессе рафинирования берется из подины, поэтому после каждой плавки приходится заправлять ее чистым кварцевым песком. Основная подина, хотя и более дорогая, представляет иногда значительные преимущества, в особенности для рафинирования сильно загрязненной меди, так как она хорошо выдерживает действие основных окислов, получающихся в результате окисления.
Кислая наварная подина представляет спекшуюся массу кварца, сцементованную силикатом закиси меди. Процесс наварки кислой подины ведется следующим образом. Выложенная динасовым кирпичом печь хорошо разогревается. Под покрывается тонким слоем чистого кварцевого песка; на него забрасывается небольшое количество чистой медной стружки равномерным слоем. В печи создается окислительная атмосфера. Медь при этом окисляется в закись меди, которая с кремнекислотой дает силикат. Силикат закиси меди образуется в небольших количествах и распределяется равномерно по всей массе кварцевого песка. После некоторой выдержки при высоких температурах снова забрасывается тонкий слой песка и снова небольшое количество медной стружки или окалины. Так повторяется до тех пор, пока на поду не образуется достаточной толщины слой кварцевого песка, пропитанного силикатом закиси меди. Послойная наварка необходима для того, чтобы получить равномерное пропитывание песка силикатом. Если сразу на толстый слой песка поместить большое количество стружки, то получающийся в большом количестве силикат закиси меди, имеющий низкую температуру плавления (2Cu2O*SiO2 плавится при температуре 1076°, Сu2О*SiO2 — при температуре 1120°), будет быстро стекать вниз, а песок останется непропитанным. В результате неоднородности стойкость подины будет пониженной.
В некоторых случаях кварцевый песок, идущий для наварки подины, предварительно смешивают с необходимым количеством медной окалины; такую смесь наносят на под уже более толстым слоем. При этом равномерность распределения силиката закиси меди обусловливается тщательным перемешиванием при приготовлении смеси.
Подину из магнезита готовят, утрамбовывая магнезитовый порошок с добавкой небольших количеств пека или хлористого магния до разогрева печи. В случае применения пека масса наносится на под несколько подогретой и уплотняется нагретыми трамбовками. Монолитной подина получается после прокаливания.
В случае частичного разрушения кварцевой подины заправку производят, не охлаждая печи: для этого лишь вычерпывают всю медь. Подваривать магнезитовую подину на ходу печи удается плохо, к для ее ремонта обычно требуется полностью остановить печь.
Своды печей для рафинирования меди до недавнего времени делались из динасового кирпича. Практика завода «Красный выборжец» в Ленинграде показала, что в условиях рафинирования загрязненной меди магнезитовый свод не только не обнаруживает при высоких температурах сокращения в объеме, как это замечено в сталеплавильных печах, а с течением времени даже претерпевает изменения вследствие пропитывания окислами примесей меди и расширяется. Преимущество магнезитовых сводов, так же как и подин, состоит в их большей сопротивляемости действию основных окислов шлаков, образующихся в процессе окисления при рафинировании меди.
В качестве огнеупорного материала при плавке алюминиевых сплавов берется такой, который не реагирует с металлом. Для этой цели часто употребляется шамот, причем наиболее желательны сорта его, содержащие возможно большее количество глинозема. Еще более пригодны материалы, состоящие почти целиком из глинозема. Разновидности глинозема — алунд, корунд и специально приготовляемый путем прокаливания глинозема при высокой температуре (1600—1700°) искусственный корунд — являются наиболее подходящими для плавки алюминия и его сплавов огнеупорными материалами.
Кроме того, печи для плавки алюминия могут футероваться магнезитом и окисью магния в соединении с глиноземом, например алюминиево-магнезиальной шпинелью состава MgO*Аl2О3.
Магнезит обладает большим коэффициентом термического расширения, он не выдерживает резких колебаний температуры и растрескивается. Глиноземистые материалы и шпинель указанного состава в этом отношении представляют преимущества, так как их коэффициент термического расширения меньше.
При плавке магниевых сплавов отражательные печи обычно не употребляются из-за большой поверхности соприкосновения металла с атмосферой печи. Магниевые сплавы плавят в тиглях, сделанных из стали.