Тигли периклазовые
- от объёма, заполните заявку
Тигли периклазовые: характеристики, применение и особенности
Тигли периклазовые — огнеупорные ёмкости на основе оксида магния (MgO), применяемые для плавки металлов и сплавов в индукционных, вакуум-индукционных печах и печах сопротивления. Периклаз как огнеупорная основа обеспечивает высокую рабочую температуру, химическую инертность к расплавам и минимальное загрязнение металла неметаллическими включениями.
Физико-химические свойства периклаза
Периклаз (MgO) относится к материалам высшей огнеупорности с температурой плавления около 2800°C. Именно это свойство определяет широкое применение периклазовых огнеупоров в металлургии. Согласно ГОСТ 28874-2004, периклазовыми считаются огнеупорные материалы с содержанием MgO не менее 85%.
Основные физические характеристики периклаза:
| СВОЙСТВА ПЕРИКЛАЗА (MgO) | |
| Температура плавления | 2800–2825°C |
| Истинная плотность монокристалла | 3,56–3,58 г/см³ |
| Твёрдость по шкале Мооса | 5,5–6,0 |
| Теплопроводность при 20°C | 35–45 Вт/(м·К) |
| Электрическая проводимость при высоких температурах | Низкая (диэлектрик) |
Низкая электропроводность периклаза — критически важное свойство для индукционной плавки, поскольку материал тигля должен быть «прозрачен» для электромагнитного поля, нагревающего металлическую шихту.
Технология производства периклазовых тиглей
Сырьём для изготовления периклазовых тиглей служит природный магнезит (MgCO₃), который при обжиге разлагается с образованием оксида магния. В зависимости от температуры обжига получают:
- Спечённый периклаз — обжиг при 1500–1700°C, используется для производства изделий методом прессования;
- Плавленый периклаз — плавка в дуговых электропечах, применяется для набивки тиглей индукционных печей и производства высокоплотных изделий.
Готовые тигли изготавливают двумя основными методами:
1. Прессование (формование). Порошок периклаза смешивают со связующими компонентами, формуют под давлением и обжигают при 1600–1900°C. Такие тигли характеризуются температурой начала размягчения более 1500°C и применяются в печах малой ёмкости как выемные изделия.
2. Набивка. Периклазовую массу укладывают вокруг шаблона и уплотняют трамбованием или вибрацией. Метод используется для тиглей индукционных печей средней и большой ёмкости. Тигли из плавленого периклаза, изготовленные набивным методом, имеют более высокую плотность и лучшую шлакоустойчивость.
Химический состав и характеристики тиглей
Для плавки чистых металлов и специальных сплавов применяют периклазовые тигли с повышенным содержанием MgO и минимальным количеством примесей. Типичный состав высококачественных периклазовых тиглей:
| ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ | |
| MgO, % не менее | 89–96 |
| CaO, % не более | 3–4,5 |
| SiO₂, % не более | 2–3 |
| Fe₂O₃, % не более | 2–2,5 |
Физико-механические характеристики тиглей зависят от марки периклазового порошка и технологии изготовления:
| ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ | |
| Открытая пористость, % не более | 20–26 |
| Кажущаяся плотность, г/см³ | 2,7–3,0 |
| Предел прочности при сжатии, МПа, не менее | 40–60 |
| Температура начала размягчения, °C, не ниже | 1500–1550 |
| Максимальная рабочая температура, °C | до 1700–1800 |
Примечание: для тиглей из плавленого периклаза с содержанием MgO более 96% кажущаяся плотность может достигать 3,0 г/см³ и выше.
Области применения периклазовых тиглей
Периклазовые тигли востребованы в отраслях, где требуется плавка металлов без загрязнения расплава:
Металлургия. Плавка легированных, марганцовистых и специальных сталей, прецизионных сплавов. Периклазовые тигли обеспечивают основную реакцию среды, что важно при выплавке сталей с низким содержанием фосфора и серы.
Производство ферросплавов. Выплавка ферротитана, ферроникеля, ферромолибдена. Низкая смачиваемость периклаза расплавами металлов снижает потери материала.
Авиационное и ракетное моторостроение. Плавка жаропрочных никелевых сплавов для турбинных лопаток. Для этих целей рекомендуются магнезитовые тигли, полученные изостатическим прессованием.
Цветная металлургия. Плавка меди, цинка, алюминия, олова и их сплавов. В тиглях из MgO достигается высокая чистота расплава.
Лабораторная практика. Аналитическое определение состава металлов и сплавов, исследовательские плавки малых объёмов.
Типы печей для периклазовых тиглей
Периклазовые тигли применяют в следующих типах плавильного оборудования:
Индукционные тигельные печи. Наиболее распространённый вариант. Рабочая температура для чёрных металлов составляет 1600–1700°C. Периклазовый тигель должен быть диэлектриком, чтобы не экранировать электромагнитное поле индуктора. Для повышения стойкости часто применяют периклазохромитовые тигли, которые обеспечивают в 1,5–2 раза большее количество плавок по сравнению с чисто периклазовыми составами.
Вакуум-индукционные печи. Используются для выплавки сверхчистых металлов и специальных сплавов. В вакууме практическая температура применения периклазовых тиглей ограничена 1700°C из-за летучести MgO.
Печи сопротивления. Применяются для плавки цветных металлов и небольших объёмов драгоценных металлов. Периклазовые тигли в таких печах могут работать при температурах до 1800°C в окислительной атмосфере.
При выборе материала тигля для индукционной плавки следует учитывать, что периклазовые тигли уступают по термостойкости корундовым тиглям, однако превосходят их по шлакоустойчивости к основным расплавам.
Типоразмеры периклазовых тиглей
Периклазовые тигли выпускаются в широком диапазоне размеров — от лабораторных образцов до промышленных ёмкостей для печей тоннажной плавки:
| ТИПОВЫЕ РАЗМЕРНЫЕ ПАРАМЕТРЫ | |
| Рабочий объём | от 1,3 до 100 л и более |
| Высота | от 200 мм |
| Глубина рабочей полости | от 190 мм |
| Наружный диаметр | от 110 мм |
| Диаметр дна | от 50 мм |
| Масса | от 1,7 кг |
Конкретные размеры определяются ёмкостью плавильной печи и требованиями технологического процесса. У нас изготавливают также тигли по индивидуальным чертежам заказчика.
Особенности эксплуатации
Стойкость периклазовых тиглей зависит от условий эксплуатации и соблюдения технологических режимов:
Сушка и разогрев. Перед первой плавкой тигель необходимо просушить для удаления влаги. Периклаз склонен к гидратации (MgO + H₂O → Mg(OH)₂), что при резком нагреве может вызвать растрескивание. Скорость подъёма температуры регламентируется инструкцией.
Термоциклирование. Периклазовые огнеупоры имеют низкую термостойкость (1–2 теплосмены по стандартной методике). Частые циклы нагрев-охлаждение приводят к образованию трещин. Для повышения термостойкости в состав вводят хромит (периклазохромитовые тигли).
Взаимодействие со шлаками. Периклаз устойчив к основным шлакам, но разрушается кислыми составами с высоким содержанием SiO₂. При плавке сталей с кислыми шлаками рекомендуется применять керамико-графитовые тигли или корундовую футеровку.
Стойкость тигля. Средняя стойкость периклазовых тиглей в индукционных печах составляет 10–50 плавок в зависимости от объёма тигля, марки выплавляемого металла и режима эксплуатации.
Упаковка и хранение
Периклазовые тигли поставляются в водонепроницаемой упаковке (полиэтиленовая плёнка, битумированная бумага) для защиты от атмосферной влаги. При хранении необходимо исключить контакт с водой и обеспечить сухие условия склада. Маркировка содержит обозначение марки, размеры и номер партии в соответствии с требованиями ГОСТ 24717.
Формы поставки
RusskijMetall.ru осуществляет поставки периклазовых огнеупорных материалов:
- Тигли периклазовые формованные (прессованные) различных типоразмеров;
- Периклазовые набивные массы для футеровки индукционных печей;
- Периклазохромитовые массы повышенной стойкости;
- Периклазовые порошки для самостоятельного изготовления футеровки.
Условия поставки, наличие конкретных типоразмеров и сроки уточняются по запросу. Возможно изготовление тиглей по чертежам заказчика.
Нужна конкретная марка сплава? Уточните наличие
A92324 · B 275 (A 07120) · AG 208 · YF309MoLS · T50 · G-Ag2,5 · 16565-00 · Ampco 45 · GS AlZn5Mg · AlNi20 · АО18МХ · СвСр 50 · 08Х11Н35МТЮР · HC.4.Z30(260) · U-A9N3FeY200 · 2.0601 · Св-36НГТ
