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

摘要

В сплавах системы Ni-Сu одной из ограничиваемых примесей в ряде случаев является железо, которое может попадать в металл из шихтовых материалов и футеровки. Содержание Fe_2O_3 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 Fe_2O_3 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-Сu 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 Fe_2O_3 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 Fe_2O_3 в футеровке. Показано, что для выплавки сплавов системы Ni-Сu с содержанием железа менее 0,01 % необходимо применять огнеупоры с концентрацией Fe_2O_3 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 %.