Reactiile cu captuseala cuptoarelor

Reactiile cu captuseala cuptoarelor

Intre aliajele lichide, peretii si vatra cuptorului pot avea loc o serie de interactiuni fizice si chimice care pot avea influenta majora asupra gradului de puritate a aliajului elaborat In acelasi timp aceste interactiuni influenteaza parametrii de functionare si durata de exploatare a agregatului de elaborare.

Interactiunile metalelor si aliajelor neferoase lichide cu captuseala se manifesta sub diferite forme ca:

- metalizarea;

- reactii de schimb intre metale si materiale refractare, intre oxizii metalelor si captuseala;

- dizolvarea materialului captuselii (sau a creuzetului) in topitura metalica sau in zgura.

Metalizarea este impregnarea captuselii cu metal sub actiunea presiunii metalostatice si a efectelor capilare. Metalizarea captuselii este caracteristica elaborarii aliajelor pe baza de cupru si de plumb. Metalizarea conduce la cresterea durabilitatii cuptorului.

Reactiile de schimb. intre metale si captuseala sunt posibile atunci cand stabilitatea chimica a oxizilor formati este mai mare decat a oxizilor care intra in componenta captuselii.

Materialele refractare din care se executa captuseala contin oxizi, care pot avea tensiuni de disociere mai mari in comparatie cu cele ale oxizilor elementelor din topitura metalica. Astfel, aluminiul si magneziul pot regenera siliciul, fierul si cromul din oxizii care se gasesc in captuseala cuptoarelor de elaborare:

Al + (SiO)cp 2(AlO Si

2Al + (FeO)cp (AlO Fe

2Al + (CrO)cp (AlO Cr

4Mg + 2(SiO)cp 4(MgO) + 2Si

Ca urmare a acestor reactii captuseala se uzeaza si aliajele se impurifica atat cu incluziuni nemetalice solide cat si cu impuritati metalice, care, dupa solidificare influenteaza negativ proprietatile.

In cazul elaborarii aliajelor de nichel aliate cu aluminiu in cuptoare cu inductie cu vid, captuseala se executa din magnezita sau oxizi de zirconiu, stabilizate cu 4 % MgO sau CaO.

In aceste conditii pot avea loc reactiile:

2Al + 3(MgO)cp (AlO) + 3Mg

Al + 3(ZrO)cp 2(AlO Zr

(AlO) + (CaO)cp (xAlOyCaO)cp

Aceste reactii duc la impurificarea aliajului cu impuritati metalice, iar aluminatul de calciu rezultat se depune pe captuseala creuzetului, micsorand spatiul de lucru a acestuia.

Reactiile dintre oxizii metalelor formati la topire cu oxizii din captuseala pot avea loc cand un oxid bazic vine in contact cu un oxid acid.

Oxizii bazici sunt: MgO, FeO, NiO, CuO, ZnO, PbO, iar cei cu caracter acid: SiO, SnO, SbO, AsO, BiO

Alumina (AlO) are caracter amfoter.