Реферат-Индукционные печи канального типа - файл 1.doc. Индукционные печи реферат

Индукционные плавильные печи (реферат) :: Рефераты по металлургии

 Индукционные печи

Индукционные печи

Индукционные плавильные печи

Однако важнейшее достоинство индукционных печей, обусловленное генерацией тепла внутри расплавленного металла, становится недостатком при использовании их для рафинирующей плавки. Шлаки, имеющие очень малую электропроводность, нагреваются в индукционных печах от металла и получаются со сравнительно низкой температурой, что затрудняет проведение процессов рафинирования металла. Это обусловливает использование индукционных плавильных печей преимущественно в литейных цехах. Кроме того, высокая стоимость высокочастотных питающих преобразователей сдерживает применение высокочастотных плавильных печей.

Конструкция и   схема  питания индукционной печи существенно зависят от наличия или отсутствия железного сердечника.  Поэтому индукционные печи рассматриваются далее в соответствии с этим признаком.

Печи без железного сердечника

ВНИИЭТО разработаны индукционные печи без сердечника серии ИСТ для плавки стали, работающие на токе повышенной частоты. Емкость печей, работающих на токе частотой 2400 Гц (обеспечиваемой машинными генераторами), составляет 60, 160, 250 и 400 кг при потребляемой мощности соответственно 50, 100, 250 и 237 кВт. Печь емкостью 1 т, питаемая током частотой 1000 Гц, потребляет мощность 470 кВт. Крупные печи емкостью 2,5; 6 и 10 т потребляют мощность соответственно 1500, 1977 и 2730 кВт и питаются током частотой 500 Гц либо от машинных генераторов, либо от полупроводниковых (тиристорних) преобразователей. Продолжительность плавки в печах серии ИСТ колеблется от 50 мин (печь емкостью 60 кг) до 2 ч (печь емкостью Ют).

Для плавки чугуна специально разработаны крупные индукционные печи без сердечника серии ИЧТ, работающие на токе промышленной частоты (50 Гц). Печь ИЧТ-2,5 имеет емкость 2,5 т при потребляемой мощности 718 кВт и производительности 11 т/ч; печь ИЧТ-6 имеет емкость 6 т при потребляемой мощности 1238 кВт и производительности 2,1 т/ч. Удельный расход электроэнергии составляет в обеих печах 2160 кДж/кг (0,6 кВт-ч/кг).

В схемы питания всех этих печей включены конденсаторные батареи с целью повышения cos ср. Отсутствие дорогостоящих преобразователей значительно снижает стоимость печей, работающих на токе промышленной частоты.

Потери тепла за плавку составляют на индукционных печах такого типа примерно 20—25%, а потери в токопроводах, конденсаторных батареях и преобразователях частоты достигают 30%. Поэтому общий к. п. д. индукционных плавильных установок (особенно печей небольшой емкости), работающих на токе высокой частоты, невысок и составляет примерно 0,4, возрастая с увеличением   емкости  

печей до 0,6. Показатели работы крупных индукционных печей, работающих на токе промышленной частоты, выше и их общий к. п. д. достигает 0,8.

Сравнительная легкость герметизации индукционных печей обусловила их широкое применение для вакуумной плавки качественных сталей и жаропрочных сплавов. Принципиально вакуумная индукционная печь (ВИП) не отличается от открытой. Она помещается в герметичный кожух с патрубком, через который осуществляется откачка камеры. Разливку проводят также в вакууме наклоном тигля внутри неподвижной камеры или наклоном всей камеры вместе с тиглем и изложницей. Изложницу в этом случае подвешивают внутри вакуумной камеры на цапфах и она сохраняет при повороте вертикальное положение. В кожухе ВИП индуктором неизбежно наводятся токи, повышающие электрические потери печи, поэтому для его изготовления следует использовать немагнитную сталь.

Сложной задачей при индукционной плавке в вакууме является также надежная изоляция витков индуктора, так как в вакууме возрастает опасность межвитковых пробоев. Футеровку ВИП выполняют теми же способами, что и футеровку открытых печей, но, учитывая особенности выплавляемых сплавов, для этой цели используют чистые материалы (корунд, плавленый магнезит, диоксид циркония).

Разработана серия индукционных сталеплавильных вакуумных печей (ИСВ) емкостью 0,16; 0,6; 1,0 и 2,5 и мощностью соответственно 200, 500, 1000 и 1500 кВт. Печи работают на токе повышенной частоты 1000 Гц (за исключением печи ИСВ—0,16, работающей на токе с' частотой 2400 Гц). Удельный расход электроэнергии составляет за цикл в среднем 9600 кДж/кг (2,5 кВт-ч/кг), т.е. весьма высок за счет большого расхода электроэнергии вакуумной системой.

Печи с железным сердечником

Футеровка канала (подовый камень) работает в очень тяжелых условиях, поскольку интенсивное движение перегретого до высокой температуры металла приводит к ее разрушению. Футеровку подового камня выполняют обычно набивной по металлическому шаблону с последующим обжигом и спеканием непосредственно в печи; металлический шаблон при этом расплавляется. Для набивки используют массу на кварцитовой, магнезитовой и корундовой основах с применением в качестве связующих добавок огнеупорной глины, молотого стекла, борной кислоты и буры. Стойкость футеровки подового камня при плавке цветных металлов и сплавов составляет несколько тысяч плавок. При плавке чугуна, имеющего температуру разливки 1400—1450 °С, стойкость футеровки подового камня обычно не превышает 500 плавок.

Индуктор имеет обычно принудительно воздушное охлаждение, осуществляемое при помощи вентилятора; иногда витки индуктора изготовляют из трубки и охлаждают водой.

Питание плавильных печей с железным наконечником проводится током промышленной частоты с напряжением 220—1000 В через автотрансформаторы, позволяющие регулировать подводимую к печи мощность. Для повышения cos ф в схему питания включают конденсаторы.

В индукционных печах с железным сердечником необходимо при сливе расплавленного металла часть его (20— 30 % массы расплава) оставлять в печи с тем, чтобы канал был заполнен жидким металлом, т. е. чтобы была замкнута вторичная обмотка. Этот остаток называют «болото» и загрузку твердой шихты ведут порциями на поверхность расплава; постепенно весь металл, загруженный в рабочую емкость, расплавляется. Иначе нагреть шихту до плавления невозможно.

markmet.ru

Конструкция и методика расчёта индукционных вакуумных печей

Содержание

1 Вакуумные печи ................................................................4

1.1 Общая характеристика............................................................ 4

1.2 Особенности тепловой работы …………………………………..5

2 Индукционные печи …………………………………………….….6

2.1 Индукционные плавильные печи ………………………………..6

2.2 Печи без железного сердечника ………………………….……..6

2.3 Печи с железным сердечником………………………….…….. 10

3 Установки для плавки во взвешенном состояния ……….……..17

3.1 Общая характеристика …………………………………………..17

3.2 Особенности тепловой работы ………………………………….17

Заключение ……………………………………………………………19

Список использованных источников ………………………………20

1 Вакуумные печи

1.1 Общая характеристика

Компактность электромагнитной системы «индуктор-металл», характерная для индукционных тигельных печей, обусловила развитие на их основе разнообразных конструкций индукционных вакуумных плавильных (рисунок 1) и нагревательных печей, различающихся расположением индуктора вне (рисунок 1,а) или внутри (рисунок 1, б-г) вакуумной камеры. Слив металла из тигля плавильных печей может быть через донное отверстие, путем наклона корпуса печи малых размеров (рисунок 1, б) или тигля внутри вакуумной камеры больших габаритов (рисунок 1, в и г) в изложницы или литейные формы. Нагревательные печи периодического действия в зависимости от способа загрузки изделий могут быть камерные, шахтные, элеваторные; возможно создание печей непрерывного действия. Плавильные печи, работающие без нарушения вакуума в течение всей кампании тигля, называют печами полунепрерывного действия. Такие печи -- наиболее сложные агрегаты (рисунок 1, г), имеющие помимо основной (плавильной) вакуумной камеры с индукцион-ной печью ряд вспомогательных шлюзовых камер для загрузки шихты, разливки, подачи изложниц или литейных форм, дозаторы для присадок, устройство для отбора проб и измерения температуры жидкого металла по ходу плавки и другое технологическое оборудование.

Кожух вакуумной камеры изготовляют из немагнитной стали. По требованиям вакуумной гигиены внутреннюю поверхность кожуха хорошо обрабатывают (в некоторых случаях - полируют). При расположении индуктора вне вакуумной камеры кожух представляет собой кварцевую трубу (рисунок 1,а).

Индукционные вакуумные печи работают в условиях среднего вакуума с остаточным давлением 0,01--0,1 Па при нагреве и 0,1 - 1 Па при плавке.

Индукционные вакуумные печи применяют для плавки черных и цветных металлов и их сплавов из чистых твердых шихтовых материалов на частоте 1 - 2,5 кГц (вместимость до 10-15 т), рафинирования полупродукта на промышленной частоте (вместимость до 60 т), переплава чистых металлов для фасонного литья (вместимостью до 450 кг). Химически активные и особо чистые материалы получают в индукционных вакуумных печах с так называемым холодным тиглем, представляющим собой медный водоохлаждаемый тигель с продольными разрезами, через которые электромагнитные волны проходят к расплавляемому материалу, не поглощаясь в электропроводном тигле.

1.2 Особенности тепловой работы

В вакуумных индукционных печах основные принципы теплогенерации, рассмотренные для индукционных тигельных печей, сохраняются. При этом конструктивные особенности электромагнитной системы «индуктор--металл», связанные с возможным расположением индуктора вне вакуумной камеры (рисунок 1,а), наличием металлического кожуха вокруг индуктора (рисунок 1, б--г) и другие, снижают коэффициент использования электрической энергии из-за увеличения магнитного потока рассеяния и реактивной мощности, не участвующей в теплогенерации.

2 Индукционные печи

2.1 Индукционные плавильные печи

Плавка черных металлов в индукционных печах имеет ряд преимуществ перед плавкой в дуговых печах, поскольку исключается такой источник загрязнения, как электроды. В индукционных печах тепло выделяется внутри металла, а расплав интенсивно перемешивается за счет возникающих в нем электродинамических усилий. Поэтому во всей массе расплава поддерживается требуемая температура при наименьшем угаре по сравнению со всеми другими типами электрических плавильных печей. Индукционные плавильные печи легче выполнить в вакуумном варианте, чем дуговые.

При этом важнейшее достоинство индукционных печей, обусловленное генерацией тепла внутри расплавленного металла, становится недостатком при использовании их для рафинирующей плавки. Шлаки, имеющие очень малую электропроводность, нагреваются в индукционных печах от металла и получаются со сравнительно низкой температурой, что затрудняет проведение процессов рафинирования металла. Это обусловливает использование индукционных плавильных печей преимущественно в литейных цехах. Кроме того, высокая стоимость высокочастотных питающих преобразователей сдерживает применение высокочастотных плавильных печей.

Конструкция и схема питания индукционной печи существенно зависят от наличия или отсутствия железного сердечника. Поэтому индукционные печи рассматриваются далее в соответствии с этим признаком.

2.2 Печи без железного сердечника

В индукционной плавильной печи без железного сер-дечника (рисунок 2) главной частью является индуктор, выполняемый обычно из медной трубки и охлаждаемый протекающей по ней водой. Витки индуктора располагают в один ряд. Медная трубка может быть круглого, овального или прямоугольного сечения. Зазор между витками составляет 2-4 мм. Число витков индуктора зависит от напряжения, частоты тока и емкости печи. Витки закрепляют на изоляционных стойках, с помощью которых индуктор устанавливают в каркасе печи. Каркас печи должен обеспечивать достаточную жесткость конструкции; чтобы не нагревались вались его металлические части, они не должны образовывать электрически замкнутого контура вокруг индуктора.

Для выпуска металла из печи предусматривается возможность наклона печи, что осуществляется с помощью тельфера на малых печах или при помощи гидравлических цилиндров на крупных.

Футеровка (тигель) индукционной печи работает в очень тяжелых условиях, так как интенсивное движение металла и большие скорости изменения температуры вызывают ее размывание и разрушение, поэтому, чем толще стенки тигля, тем больше срок его службы. Стенки тигля должны быть, возможно, более тонкими, чтобы обеспечить хорошую электромагнитную связь между индуктором и металлом.

Тигель изготовляют обычно набивным с применением металлического шаблона. После набивки тигель подвергают обжигу и спеканию непосредственно в печи, шаблон при всём этом расплавляется. Возможно изготовление футеровки вне печи формовкой под давлением в специальных разборных пресс-формах с последующей установкой тигля на место. Иногда на крупных печах футеровку тигля выкладывают из готовых фасонных огнеупоров. В крупных печах тигель опирается на подовую подстилку, выложенную из огнеупорных кирпичей на толстом стальном листе, образующем днище каркаса вместе с необходимыми поперечными балками.

Футеровку выполняют кислой или основной. Основой набивочной массы для кислой футеровки служит кварцит с высоким (не менее 95 %) содержанием кремнезема. В качестве связующей добавки используют сульфитно-целлюлозный экстракт и борную кислоту (1,0--2,0%). Набивоч-ная масса для основной футеровки состоит из молотого обожженного или плавленого магнезита со связующей добавкой (патока или водный раствор стекла и огнеупорная глина) в количестве 3%. Стойкость кислой футеровки составляет 100--150 плавок для стали и 200--250 для чугуна, а основной футеровки 30--80 плавок для стали и 150 плавок для чугуна.

Поскольку чрезмерный износ футеровки может привести к «проеданию» стенок или днища тигля расплавленным металлом, что является очень серьезной аварией, то на индукционных печах обязательно предусматривается установка датчиков (для замера активного сопротивления футеровки), сигнализирующих о появлении в ней опасных трещин в начале просачивания жидкого металла.

На средних и крупных индукционных плавильных печах тигель закрывается крышкой (сводом), выполняемой обычно набивной из того же огнеупорного материала, что и тигель. Для подъема и отвода крышки в сторону применяют простые рычажные механизмы или гидравлические цилиндры.

ВНИИЭТО разработаны индукционные печи без сердечника серии ИСТ для плавки стали, работающие на токе повышенной частоты. Емкость печей, работающих на токе частотой 2400 Гц (обеспечиваемой машинными генераторами), составляет 60, 160, 250 и 400 кг при потребляемой мощности соответственно 50, 100, 250 и 237 кВт. Печь емкостью 1 т, питаемая током частотой 1000 Гц, потребляет мощность 470 кВт. Крупные печи емкостью 2,5; 6 и 10 т потребляют мощность соответственно 1500, 1977 и 2730 кВт и питаются током частотой 500 Гц либо от машинных генераторов, либо от полупроводниковых (тиристорных) преобразователей. Продолжительность плавки в печах серии ИСТ., колеблется от 50 мин (печь емкостью 60 кг) до 2 ч (печь емкостью 10 т).

Таким образом, диапазон производительностей всей этой серии печей весьма широк: от 70 кг/ч до 5 т/ч. Удель-ный расход электроэнергии на расплавление твердой завалки составляет в среднем 3600 кДж/кг (1,00 кВт-ч/кг) для малых печей и снижается до 2300 кДж/кг (0,64 кВт-ч/кг) для крупных печей.

Для плавки чугуна специально разработаны крупные индукционные печи без сердечника серии ИЧТ, работаю-щие на токе промышленной частоты (50 Гц). Печь ИЧТ-2,5 имеет емкость 2,5 т при потребляемой мощности 718 кВт и производительности 11 т/ч; печь ИЧТ-6 имеет емкость 6 т при потребляемой мощности 1238 кВт и производительности 2,1 т/ч. Удельный расход электроэнергии составляет в обеих печах 2160 кДж/кг (0,6 кВт-ч/кг).

В схемы питания всех этих печей включены конденса-торные батареи с целью повышения cos ц. Отсутствие доро-гостоящих преобразователей значительно снижает стоимость печей, работающих на токе промышленной частоты.

Потери тепла за плавку составляют на индукционных печах такого типа примерно 20--25 %, а потери в токопроводах, конденсаторных батареях и преобразователях частоты достигают 30 %. Поэтому общий к. п. д. индукционных плавильных установок (особенно печей небольшой емкости), работающих на токе высокой частоты, невысок и составляет примерно 0,4, возрастая с увеличением емкости печей до 0,6. Показатели работы крупных индукционных печей, работающих на токе промышленной частоты, выше и их общий к. п. д. достигает 0,8.

Улучшение показателей работы индукционных плавильных установок достигается правильной подготовкой шихты и ее рациональной загрузкой, снижением потерь тепла из печи и уменьшением времени простоев на ремонт футеровки, а также максимально возможным использованием мощности преобразователя частоты. Для этой цели обычно используют один общий преобразователь для питания двух печей.

Сравнительная легкость герметизации индукционных печей обусловила их широкое применение для вакуумной плавки качественных сталей и жаропрочных сплавов. Принципиально вакуумная индукционная печь (ВИП) не отличается от открытой. Она помещается в герметичный кожух с патрубком, через который осуществляется откачка камеры. Разливку проводят также в вакууме наклоном тигля внутри неподвижной камеры или наклоном всей камеры вместе с тиглем и изложницей. Изложницу в этом случае подвешивают внутри вакуумной камеры на цапфах, и она сохраняет при повороте вертикальное положение. В кожухе ВИП индуктором неизбежно наводятся токи, повышающие электрические потери печи, поэтому для его изготовления следует использовать немагнитную сталь.

Сложной задачей при индукционной плавке в вакууме является также надежная изоляция витков индуктора, так как в вакууме возрастает опасность межвитковых пробоев. Футеровку ВИП выполняют теми же способами, что и футеровку открытых печей, но, учитывая особенности выплавляемых сплавов, для этой цели используют чистые материалы (корунд, плавленый магнезит, диоксид циркония). Разработана серия индукционных сталеплавильных ва-куумных печей (ИСВ) емкостью 0,16; 0,6; 1,0 и 2,5 и мощностью соответственно 200, 500, 1000 и 1500 кВт. Печи работают на токе повышенной частоты 1000 Гц (за исключением печи ИСВ--0,16, работающей на токе с частотой 2400 Гц). Удельный расход электроэнергии составляет за цикл в среднем 9.600 кДж/кг (2,5 кВт-ч/кг), т.е. весьма высок за счет большого расхода электроэнергии вакуумной системой.

На (рисунке 3) показана серийная печь типа ИСВ-1,0-НИ, предназначенная для плавки высокачественных сталей и жаропрочных сплавов с отливкой слитка в вакууме. Рабочее давление в печи 0,13 Па. Загрузка шихты проводится через шлюзовую загрузочную камеру, в которой помещается загрузочная корзина с шихтой, а введение необходимых легирующих добавок осуществляется с помощью дозатора. В верхней части камеры предусмотрена установка пирометра для измерения температуры металла, а также гляделок для наблюдения за операциями, проводимыми в камере. После завершения плавки печь наклоняют и разливают металл в изложницы, находящиеся на тележках внутри вакуумной камеры. Тележки имеют привод и могут перемещаться в камере. Изложницы извлекают из камеры после затвердевания в них металла.

2.3 Печи с железным сердечником

Плавильная индукционная печь с железным сердечником (рисунок 4) состоит из футерованной рабочей емкости шахтного или барабанного типа, где сосредоточена основная масса металла, железного сердечника (магнитопровода) с индуктором и узкого канала, заполненного металлом. Если рассматривать эту печь как трансформатор с первичной обмоткой-индуктором, то канал играет роль одновитковой вторичной обмотки. Тепло-выделение происходит в металле, находящемся в канале. Расплавленный металл, вследствие разности плотностей, а также возникающих в нем электродинамических усилий циркулирует между каналом и шахтой печи, отдавая тепло находящемуся в ней металлу. Угар металла очень мал, так как нагрев до высокой температуры происходит в канале, изолированном от окружающей среды.

Футеровка канала (подовый камень) работает в очень тяжелых условиях, поскольку интенсивное движение перегретого до высокой температуры металла приводит к ее разрушению. Футеровку подового камня выполняют обычно набивной по металлическому шаблону с последующим обжигом и спеканием непосредственно в печи; металлический шаблон при всём этом расплавляется. Для набивки используют массу на кварцитовой, магнезитовой и корундовой основах с применением в качестве связующих добавок огнеупорной глины, молотого стекла, борной кислоты и буры. Стойкость футеровки подового камня при плавке цветных металлов и сплавов составляет несколько тысяч плавок. При плавке чугуна, имеющего температуру разливки 1400--1450 °С, стойкость футеровки подового камня обычно не превышает 500 плавок.

Индуктор имеет обычно принудительное воздушное охлаждение, осуществляемое при помощи вентилятора; иногда витки индуктора изготовляют из трубки и охлаждают водой.

Питание плавильных печей с железным наконечником проводится током промышленной частоты с напряжением 220--1000 В через автотрансформаторы, позволяющие регулировать подводимую к печи мощность. Для повышения сos ц в схему питания включают конденсаторы.

В индукционных печах с железным сердечником необходимо при сливе расплавленного металла часть его (20-- 30 % массы расплава) оставлять в печи с тем, чтобы канал был заполнен жидким металлом, т. е. чтобы была замкнута вторичная обмотка. Этот остаток называют «болото» и загрузку твердой шихты ведут порциями на поверхность расплава; постепенно весь металл, загруженный в рабочую емкость, расплавляется. Иначе нагреть шихту до плавления невозможно. Это обстоятельство очень затрудняет переход с плавки одного сплава на другой. Индукционные плавильные печи с сердечником имеют на 20--30 % более высокий к. п. д., чем индукционные тигельные, они значительно дешевле и занимают меньшую площадь. При этом низкая стойкость футеровки канала при высоких тем-пературах также ограничивает область применения подоб-ных печей, используемых в основном для плавки цветных металлов сплавов и чугуна и в качестве миксеров для чугуна, выплавленного в вагранках.

Разработан ряд серийных индукционных печей -- миксеров с железным сердечником и каналом типа ИЧКМ, предназначенных для выдержки литейных чугунов, с емкостью 2,5--100 т, мощностью 400--2000 кВт, расчетной производительностью 6--50 т/ч.

Удельный расход электроэнергии невелик и составляет в среднем при выдержке чугуна в таких индукционных миксерах 240--140 кДж/кг.

Индукционный нагрев металла для различных целей, начиная с нагрева перед обработкой давлением и кончая термической обработкой сортового проката и отливок является очень перспективным. Выделение тепла внутри самого нагреваемого металла позволяет обеспечить очень высокие скорости нагрева при минимальном образовании слоя рейдов на поверхности, без возникновения значительной разности температур по сечению и, следовательно, без термических напряжений. Возможность нагрева поверхностного слоя металла создает предпосылки для поверхностной термической обработки, которая трудно осуществима при других способах нагрева.

В промышленной практике индукционные установки получили широкое распространение в кузнечном производстве для нагрева заготовок круглого или квадратного сечения диаметром (или стороной квадрата) от 15 до 150 мм до температуры 1200 °С. Выпускается серия кузнечных индукционных нагревателей типа ИН, работающих на токе повышенной частоты. Схема рабочего модуля, из которых собираются эти установки, показана на (рисунке 5), (без устройств для перемещения заготовок и ро-ликов, устанавливаемых между индукторами для обеспечения транспортировки металла через нагреватель). Заготовки проходят через индукторы, которые представляют собой соленоиды.

Сечение соленоидов в зависимости от сечения нагреваемых заготовок, круглое или прямоугольное. Соленоиды выполняются водоохлаждаемыми из медной трубки. Поверхность трубок защищается надежной электрической изоляцией, и соленоиды заливаются в блоки из огнеупорного бетона. Внутри соленоидов устанавливаются водоохлаждаемые направляющие из немагнитной стали для перемещения заготовок с помощью толкателя. Нагревательные установки типа ИН собираются в секции из стандартных модулей, каждый из которых имеет длину индуктора 500 мм. Соединяя секции в группы последовательно и параллельно, получают необходимую производительность и мощность нагревательной установки. Производительность установок типа ИН составляет от 450 (1 модуль) до 10 000 кг/ч (20 модулей). При нагреве прутков диаметром 70--150 мм индукторы питаются током с частотой 1 кГц, диаметром 35--120 мм 2,4 кГц, диаметром 25--90 мм 4 кГц, диаметром 15--50 мм 10 кГц. Мощность одного модуля составляет 250 кВт.

Для подогрева трубных заготовок в станах теплой прокатки применяются индукционные нагревательные установки типа ОКБ-958, работающие на токе с частотой 8 кГц. В этих установках трубы диаметром от 32 до 108 мм с толщиной стенок от 1,5 до 12 мм нагреваются до 400 °С. В зависимости от диаметра труб производительность составляет 160 до 1200 кг/ч.

Для нагрева стальных слитков диаметром от 130 до 360 мм и длиной 420--700 мм перед ковкой (до температуры 1250 °С) предназначены установки серии ИНМ мощностью 1000--1300 кВт с производительностью 3--3,2 т.

Эти установки питаются током промышленной частоты. Слитки перемешаются через три последовательно установленных индуктора с помощью толкателя. Между индукторами предусмотрены промежуточные рольганги с дополнительными толкателями.

Имеется опыт успешной эксплуатации установки индукционного нагрева слябов толщиной 300 мм перед их прокаткой на штрипсовом стане одного из зарубежных заводов.

Нагрев осуществляется в трех последовательно расположенных индукционных камерах. Первая камера предназначена для передачи слябу максимального количества, тепла в кратчайшее время и имеет наибольшую мощность.

Во второй камере также происходит нагрев сляба, но она позволяет одновременно выдерживать его для получения равномерного прогрева по сечению и ее мощность в два раза меньше. Третья индукционная камера, мощность которой еще в два раза меньше, предназначена для выдержки ме-талла.

В каждой из индукционных камер используется прямоугольная индукционная катушка, окружающая установленный на узкую грань сляб (рисунок 6). Передача сляба из одной камеры в другую осуществляется при помощи тележек и индивидуальных подъемных механизмов, вводящих слябы через открытую нижнюю часть в каждую из нагревательных камер. Надежный контроль температуры в индукционной камере достигнут с помощью убирающейся контактной термопары.

Установка индукционного нагрева рассчитана на загрузку холодных, теплых и горячих слябов. Теплые слябы поступают в нагревательные камеры с температурой 200 - 500 °С, горячие -- с температурой 500--700 °С. Перед загрузкой слябов в индукционные камеры проверяют качество их поверхности и длину. Слябы поднимают затем на тележки и загружают на подъемный под, укладывая их на ребро. Выдача слябов для прокатки осуществляется из камеры выдержки. Весь комплекс операций от взятия из штабелей слябов, поступающих с машины непрерывного литья, и до выдачи их из установки на рольганг прокатного стана автоматизирован и находится под контролем одного оператора. Питание всех камер индукционного нагрева осуществляется током промышленной частоты через авто-трансформаторы. В схеме питания предусмотрены конденсаторные батареи для коррекции cos ц, который равен 0,85.

Установка такого типа для индукционного нагрева слябов, состоящая из шести параллельных линий (в каждой линии по три камеры), обеспечивает производительность до 600 т/ч. При количестве горячих слябов 20 °/о, теплых 60 % и холодных 20 %, средний удельный расход электроэнергии составляет 1050 кДж/кг (0,29 кВт-ч/кг), а потери металла с окалиной не выше 0,5--0,8 % при практическом отсутствии обезуглероживания поверхности. Эти данные позволяют считать индукционный нагрев слябов вполне конкурентоспособным по отношению к нагреву в топливных печах, особенно в тех районах, где доступна дешевая электроэнергия и когда предъявляют повышенные требования к качеству нагрева и потери металла с окалиной жестко регламентируют.

Представляет несомненный интерес и комбинированный нагрев сравнительно тонких заготовок толщиной 70-- 100 мм, особенно из легированных сталей, для которых недопустимо образование окалины на поверхности. В этом случае нагрев до температур, при которых поверхность ста-ли еще не взаимодействует активно с раскаленными продуктами сгорания (до 700--750 °С), осуществляется в обычных топливных методических печах, а окончательный нагрев до температуры прокатки (1250--1300 °С), когда поверхность стали, подвергается интенсивному окислению обезуглероживанию, проводится в индукционных нагревателях. Время достижения этой температуры меньше одной минуты. Такая технология нагрева позволяет резко снизить окалинообразование, и поверхностное обезуглероживание стали, и обеспечивает высокую степень гибкости работы всей системы. В случае снижения темпа работы стана холодные заготовки пропускают только через индукционные нагревательные установки. В этом случае время их нагрева составляет около двух минут.

Индукционные нагреватели, используемые в этой установке представляют собой простые соленоиды, сквозь которые (по оси) перемещают нагреваемые заготовки. Соленоиды выполняются из медной трубки и охлаждаются протекающей по ней водой. Питание индукторов осуществляется током частотой 3000 Гц от машинного генератора. Для уменьшения тепловых потерь от нагреваемых заготовок в окружающую среду предусматривается футеровка индукторов огнеупорными материалами.

Индукционный нагрев в прокатном производстве находит также применение для промежуточного подогрева на сортовых многоклетьевых станах, где температура заготовки сильно снижается в процессе прокатки. Так, при начальном сечении заготовки 120X120 мм и конечном 36X36 мм установка между клетями стана индукционной нагревательной секции длиной 3 м и индукционной томильной секции длиной 2 м позволяет повысить в процессе прокатки температуру заготовки на 150--200 °С. Для этой цели требуется мощность индукционной установки около 600 кВт при частоте питающего тока 3000 Гц. Подаваемая мощность зависит от производительности стана. Включение индукционной установки производится автоматически по сигналу от фотоэлемента, установленного, после 1-й клети стана. Конструкция индукторов аналогична описанной выше.

Индукционный нагрев получил очень широкое распространение для термической обработки различных деталей проката, в частности, для поверхностной закалки, для которой он исключительно удобен и эффективен. Так, при производстве рельсов осуществляют поверхностную закалку их головок. Благодаря питанию индуктора током повышенной частоты возникает поверхностный эффект и плотность тока на поверхности металла оказывается выше, чем в середине. В результате нагрев головки рельса происходит неравномерно, и значительная часть мощности выделяется в поверхностном слое металла.

Для непрерывно-последовательной закалки головок рельсов применяют плоский индуктор, изготовляемый из медной трубки прямоугольного сечения и представляющий собой плоскую обмотку (рисунок 7). Водоохлаждаемый индуктор, к которому подводится ток высокой частоты от генератора, равномерно перемещают вдоль рельса с помощью электромеханического привода. Ускоренное охлаждение нагретого участка поверхности закаливаемого рельса осуществляется обрызгиванием его водой, подаваемой через специальные отверстия в ребрах индуктора. Такая термообработка рельсов позволяет резко повысить их качество и увеличить срок службы.

3 Установки для плавки во взвешенном состояния

3.1 Общая характеристика

Как уже отмечалось ранее, электромагнитные волны, создавае-мые индуктором, помимо теплогенерации создают в проводящей среде электромагнитные силы, сжимающие и перемешивающие жидкий металл. При достаточной напряженности магнитного поля силы электродинамического давления могут уравновесить силу тяжести данного объема металла, что позволяет плавить и удерживать металл во взвешенном состоянии. Такой способ плавки позволяет исключить взаимодействие расплавляемой металла с футеровкой, получать любую заданную температуру жидкого металла, перемешивать этот объем жидкого металла, плавно спускать его внутри индуктора и регулировать выпуск металла в изложницу или кристаллизировать его во взвешенном состоянии.

Возможные конструкции индуктора, форма жидкого металла и конфигурация магнитного поля представлены на (рисунке 8).

В таком индукторе устойчивость взвешенного состояния жидкого металла обеспечивается в пределах объема 1,5--3,4 дм3.

3.2 Особенности тепловой работы

Технологическое применение установок для плавки во взвешенном состоянии при физико-химических исследованиях металлов часто связано с достижением заданной установившейся температуры Туст: при расплавлении Туст > Тпл, при кристаллизации металла во взвешенном состоянии Туст < Тпл. Любое значение Туст соответствует тепловому равновесию металла, когда энергия теплогенерации в результате индукционного нагрева полностью расходуется на испарение металла и на тепловые потери излучением (в вакууме) или конвекцией (в инертных газах). При этом параметры электромагнитного поля, необходимые для удержания металла во взвешенном состоянии, могут создавать теплогенерацию, не соответствующую тепловому равновесию. В частности, в диапазоне частот 70--440 кГц электромагнитное поле, удерживающее каплю, создает теплогенерацию для металлов:

1) Al, Cu, Ni, Co, Fe излишнюю, т.е. Туст > Тпл и кристаллизацию невозможно осуществить без интенсификации теплоот- вода. Металлы Fe, Ni, Co при удерживающей частоте 70 кГц кристаллизуют при обдувке капли гелием. В некоторых случаях теплогенерацию ослабляют уменьшением массы (объема) капли, если это не снижает стабильности взвешенного состояния;

2). Ti, Zr, Nb, Mo достаточную и ее можно регулировать изменением частоты поля. Металлы Ti и Zr плавят и кристаллизуют в вакууме при частоте 70 кГц, Nb и Мо -- при частоте 440 кГц;

3). Та и W недостаточную, т. е. Густ < Тпл и для плавления необходимы дополнительные источники теплогенерации (в вакууме электронный луч или световой луч оптического кванто-вого генератора, в инертных газах -- плазменная струя плазматрона косвенного действия).

Общий к. п. д. индукционных установок для плавки во взвешенном состоянии составляет 0,015--0,02.

Заключение

Технико-экономические показатели

Индукционные вакуумные печи по сравнению с открытыми тигельными печами имеют более низкие значения к. п. д. зэ и зт. Общий к. п. д. з0 составляет 0,2--0,4, а в печах с «холодным» тиглем 0,05--0,15, что вызывает повышенный удельный расход электроэнергии. Например, при выплавке стали в печах типа ИСВ Wy ? 2?3 кВт • ч/кг.

Строительство индукционных вакуумных печей связано с большими дополнительными капитальными затратами, что в сочетании с высокими расходами по переделу делает вакуумную индукционную плавку достаточно дорогостоящей, целесообразной только для получения металлов и сплавов особо высокого качества.

Список использованных источников

1 Кривандин В.А. Металлургическая теплотехника - 2 том / В.А. Кривандин; профессор, доктор техн. наук. - Москва: Металлургия, 1986 г. - 590 с.

2 Кривандин В.А. Теория, конструкции и расчеты металлургических печей - 1 том / Ю. П. Филимонов, В.А. Кривандин; профессор, доктор техн. наук. - Москва: Металлургия, 1986 г. - 477 с.

referatwork.ru

Индукционные печи. | Бесплатные курсовые, рефераты и дипломные работы

В индукционных тигельных печах в литейном производстве выплавляют различные металлы и сплавы (сталь, чугун, медь, бронзу, алюминий и т. д.).

Принцип действия тигельной печи состоит в том, что расплавляемый металл помещают в пространство, пронизываемое переменным магнитным потоком. Под действием возникающей ЭДС в металле течет ток, металл нагревается и плавится.

Внутри индуктора расположен тигель из огнеупорного материала. Внутреннее пространство тигля заполняется расплавленным металлом. Тигель защищает индуктор от воздействия жидкого металла. Толщина стенки тигля, т. е. расстояние между индуктором и жидким металлом, влияет на электрические параметры печи: чем толще стенка, тем большее количество магнитных силовых линий, пронизывающих катушку, не участвует в нагреве металла.

Для уменьшения индуктивной … мощности печи параллельно индуктору подключают конденсаторы, число которых по ходу плавки изменяется, так как в процессе нагрева меняется электрическое сопротивление шихты, а в некоторых случаях и ее магнитные свойства.

По контуру, включающему индуктор и конденсаторную батарею, проходит ток большой силы. Поэтому для соединения индуктора с конденсаторной батареей используют шины и кабель большого сечения.

Магнитный поток, создаваемый индуктором, проходит по замкнутым линиям как внутри его, так и снаружи. В зависимости от прохождения магнитного потока с внешней стороны индуктора различают открытую, экранированную и закрытую конструкции печей.

При открытой конструкции магнитный поток с внешней стороны индуктора проходит по воздуху. Силовые линии магнитного поля пронизывают пространство, окружающее индуктор. Конструктивные элементы печи, например детали ее каркаса, должны быть неметаллическими, или их следует располагать на таком удалении от индуктора, чтобы магнитное поле не оказывало на них влияние. Вблизи от индуктора используют элементы конструкции из дерева или асбоцемента. Элементы из углеродистой стали должны быть удалены на большое расстояние от индуктора (не менее одного его диаметра). Печи открытой конструкции строят обычно небольших габаритных размеров.

При экранированной конструкции магнитный поток с внешней стороны индуктора отделяется от стальных конструкций экраном из меди. Медь имеет небольшое электрическое сопротивление, а так как выделение мощности в теле, помещенном в электромагнитное поле, зависит от его сопротивления, то в медном экране энергия поля поглощается в меньшем количестве. Стальные конструкции при наличии экрана могут быть расположены ближе к индуктору, что уменьшает габаритные размеры печи.

При закрытой конструкции магнитный поток с внешней стороны индуктора проходит, по радиально расположенным, пакетам трансформаторной стали — магнитопроводам. Магнитная проницаемость трансформаторной стали во много раз больше магнитной проницаемости воздуха, поэтому практически весь магнитный поток проходит по магнитопроводам. Магнитопроводы целесообразно располагать как можно ближе к индуктору. Это уменьшает размеры печи и увеличивает жесткость индуктора.

Число магнитопроводов и их размеры определяют в зависимости от мощности печи, частоты питающего тока, характеристики трансформаторной стали и т. д. Закрытую конструкцию широко применяют в печах большой вместимости.

Большое значение для работы индукционной печи имеет частота питающего тока. Каждому значению вместимости печи и электрическому сопротивлению шихты соответствует определенная частота тока. При выборе частоты тока учитывают, что внутренний диаметр тигля должен быть больше или равен 3,5 глубины проникания тока в шихту.

Индукционные тигельные печи состоят из следующих основных частей: индуктора, магнитопроводов, каркаса, футеровки, механизма наклона, электрооборудования и системы охлаждения печи (рис. 1.29).

1- индуктор, 2 – тигель, 3 – механизм наклона печи, 4 – ковш, 5 — крышка

Рисунок 1.29 — Тигельная индукционная печь

Индуктор. Индуктор представляет собой цилиндрическую катушку из медной трубки. Индуктор изготовляют из меди потому, что ею поглощается меньше энергии электромагнитного поля, чем сталью и другими материалами. Профиль медной трубки разнообразен: круглый, квадратный, прямоугольный. Толщину стенки медной трубки выбирают в зависимости от частоты питающего тока. Исходя из необходимости обеспечения минимальных потерь энергии в трубке, толщина ее стенки должна быть на 30 % больше глубины проникания тока. Размер отверстия в трубке обусловлен расходом охлаждающей ее воды. Поперечное сечение трубки зависит от тока, протекающего по индуктору.

Для подвода и отвода воды и электроэнергии индуктор имеет припаянные штуцера. Между витками индуктора устанавливают электроизоляционные прокладки. Индуктор покрывают слоем эпоксидной смолы, чем обеспечивается надежная электрическая изоляция одного витка от другого.

На рисунке 1.30 изображен индуктор в сборе.

Индуктор 1, подготовленный к монтажу, собирается с верхней и нижней водоохлаждаемыми катушками 10 и 3, верхним и нижним кольцами 9 и 2 и натяжным устройством.

Рисунок 1.30 – Индуктор тигельной печи в сборе.

Индуктор имеет 23 витка и изготовлен из трубки прямоугольной формы 62×50 мм со стенкой толщиной 11 мм. Между витками установлены изоляционные прокладки 8. Наружная поверхность индуктора оклеена листовым асбестом 6 толщиной 10 мм. Натяг индуктора осуществляется штангами 7, гайками 4 и тарельчатыми пружинами 5. Штанги (12 штук) равномерно расположены по наружной окружности индуктора.

Охлаждающие кольца 9 и 2 и охлаждающие катушки 10 и 3 предназначены для охлаждения футеровки печи по всей высоте индуктора.

В печах промышленной частоты верхний уровень индуктора устанавливают ниже уровня металла, вследствие чего уменьшается мениск на поверхности ванны и исключается выброс металла из тигля из-за электродинамической циркуляции.

Магнитопровод. Во избежание нагрева металлических частей печи полями рассеяния вокруг индуктора устанавливают внешний магнитопровод из листовой трансформаторной стали. Магнитопровод состоит из отдельных пакетов, расположенных равномерно по периметру индуктора. На печах промышленной частоты магнитопроводы изготовляют из стали толщиной 0,5 мм, а на печах повышенной частоты — толщиной 0,35 мм.

Длина пакетов магнитопровода больше высоты индуктора. Пакеты крепят к каркасу печи болтами и устанавливают вплотную к индуктору, что обеспечивает жесткость конструкции и минимальное рассеяние магнитного потока. Расположение пакетов магнитопровода по периметру печи показано на рис. 1.31.

1- электровывод, 2, 4 – асбест, 3 – индуктор, 5, 8 – изоляторы, 6 – магнитопровод, 7 – прижимной винт, 9 – футеровка печи, 10 – балка каркаса печи

Рисунок 1.31 – Поперечный разрез индукционной тигельной печи.

Каркас. Каркасы печей небольшой вместимости выполняют из дерева и асбоцемента, а также из немагнитных металлов. Каркасы печей большой вместимости должны иметь большие жесткость и прочность, поэтому их изготовляют из профильной стали, т. е. швеллера, уголка, балки. На рис. 1.30 видны вертикальные ребра жесткости каркаса. Каркас воспринимает все нагрузки, возникающие при расширении печи (при нагреве), ее наклоне, сливе металла и шлака.

Футеровка. Условия работы индукционной печи предъявляют определенные требования к ее футеровке. Футеровка должна выдерживать механическое воздействие жидкого металла, что особенно важно для печи большой вместимости (свыше 10 т). Футеровка со стороны жидкого металла должна иметь плотную спекшуюся поверхность, через которую он не сможет просочиться. Со стороны индуктора футеровка должна быть неспекшейся. Это предупреждает образование в ней сквозных трещин. В процессе эксплуатации в плотном спекшемся слое футеровки могут образоваться трещины. Жидкий металл, попадая по ним в неспекшийся слой, разогревает его, и футеровка, спекаясь, закрывает трещину. Наличие неспекшегося слоя исключает проникание жидкого металла к индуктору.

Стойкость футеровки определяет срок службы печи до очередного ремонта. В зависимости от металлургического процесса применяют кислые или основные огнеупорные материалы. Футеровка печи состоит из подины 1, тигля 2, верхнего кольца 4 и крышки 3 (рис. 1.32). Как правило, при изготовлении футеровки печи применяют огнеупорные массы и для подины — фасонные огнеупорные изделия.

Рисунок 1.32 – Футеровка индукционной тигельной печи.

Индукционные тигельные печи для плавки чугуна футеруют сухой кварцитовой массой. Вначале из фасонных огнеупорных изделий выполняют подину печи, затем на внутреннюю поверхность индуктора наносят слой густой кварцитовой обмазки толщиной 10 мм, который после затвердевания обклеивают или листовым асбестом, или плитками из теплоизоляционного материала. Футеровку тигля изготовляют методом уплотнения вибрацией с использованием ручных или механических вибраторов. Для изготовления тигля применяют сухие кварцитовые массы. Вначале выполняют нижнюю часть тигля. Затем на под тигля устанавливают металлический шаблон и в пространство между индуктором и шаблоном засыпают огнеупорную массу. Во избежание разделения фракций массы ее подают в печь по матерчатому или резинотканевому рукаву.

При использовании ручных электровибраторов футеровку тигля делают послойно. Высота каждого слоя в зависимости от вместимости печи составляет 70—300 мм. После уплотнения первого слоя верхнюю его поверхность разрыхляют и на нее засыпают следующую порцию массы. Второй слой уплотняют аналогично первому. Из условий высококачественного уплотнения высота шаблона должна быть не более 500—600 мм, поэтому для печей большой вместимости применяют несколько шаблонов, устанавливаемых последовательно друг на друга по мере уплотнения тигля.

При использовании механических электровибраторов вначале уплотняют нижнюю часть тигля, а затем после установки металлического шаблона сразу заполняют огнеупорной массой все пространство между индуктором и шаблоном по всей высоте печи. Механический электровибратор (рис. 1.33) опускают во внутреннее пространство шаблона и уплотняют массу через стенку шаблона. В процессе уплотнения вибратор перемещают по высоте печи (с помощью крана или электротали) и вращают (вручную) вокруг вертикальной оси печи. Использование механических вибраторов сокращает время уплотнения тигля в 2—3 раза по сравнению с уплотнением ручными вибраторами.

1 – шаблон, 2- огнеупорная масса, 3 – рычаг для вращения вибратора, 4 – вибратор

Рисунок 1.33 – Расположение электровибратора в печи.

После футеровки тигля металлический шаблон или остается в печи и расплавляется при ее нагреве, или извлекается и используется повторно.

Футеровку печи сушат, плавно повышая температуру, что исключает отслаивание футеровки. Печь нагревается при включении индуктора в электрическую сеть. Предварительно в печь загружают несколько стальных или чугунных блоков, которые, нагреваясь вихревыми токами, разогревают футеровку печи. Обычно время нагрева до температуры 1000 °С не превышает 10 ч. Затем печь переключают на более высокую ступень напряжения и расплавляют металл, загружаемый в печь, или в печь заливают жидкий металл из другой печи. Футеровка печи спекается при рабочей температуре в течение 1 ч. Температура спекания футеровки при плавке чугуна 1500 °С.

Механизм наклона. При разливке металла каркас печи с индуктором и футеровкой в сборе необходимо наклонять на 95—100°.

Индукционные печи небольшой вместимости имеют ручные механизмы наклона (лебедки). Большие печи имеют, как правило, механизм наклона с гидравлическим приводом. Печь наклоняют гидравлическим цилиндром, соединенным с помощью шарниров с ее каркасом и рамой, установленной на фундаменте. Гидравлический цилиндр гибкими шлангами соединен с насосной станцией; давление, создаваемое в нем, достигает 20 МПа. Из противопожарных соображений в гидросистемах вместо масла целесообразнее применять негорючую жидкость.

Электрооборудование. В комплект печной установки входит трансформатор, конденсаторные батареи, преобразователь частоты тока, щиты управления и питающие кабели. Печь подключается к сети высокого напряжения (до 35 кВ) через высоковольтный выключатель. Трансформатор имеет несколько регулировочных ступеней на вторичной стороне (до 10), что позволяет подводить необходимое напряжение к индуктору в зависимости от режима работы печи. Для компенсации индуктивной мощности индуктора предназначены две конденсаторные батареи. Одна батарея включена постоянно, другую включают частями, по мере необходимости. Индукционные тигельные печи, работающие на повышенной или высокой частоте, имеют дополнительный преобразователь частоты (тиристорный или машинный).

Система охлаждения печи. Такие элементы печи, как индуктор, конденсаторы, кабели, могут работать только при их интенсивном охлаждении. Для охлаждения используют преимущественно воду. Небольшие печи охлаждаются обычной водой. Крупные печи охлаждаются специально подготовленной водой.

На рис. 1.34 показана схема охлаждения индукционной тигельной печи.

Рисунок 1.34 – Схема охлаждения индукционной печи.

Вода для охлаждения печи проходит по замкнутому контуру, включающему печь 1, трубчатый теплообменник 2, конденсаторы 10. Циркуляция воды в первичном контуре обеспечивается работой насоса 9 или насоса 8. Оба насоса работают попеременно и в качестве привода имеют электродвигатель. При отсутствии электроэнергии включается насос 7 с приводом от поршневого двигателя.

Для компенсации утечек воды из первичного контура предусмотрена система добавки специально подготовленной воды, включающая бак 4, регулирующий клапан 5 и преобразователь давления 6. Уровень воды в баке автоматически регулируется поплавковым устройством 3.

Дата добавления: 2014-03-21; просмотров: 10.

refac.ru

Индукционные канальные печи — реферат

Министерство науки  и образования РФ

Федеральное государственное  бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«ЗАБАЙКАЛЬСКИЙ  ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

(ФГБОУ ВПО ЗабГУ)

Энергетический факультет

Кафедра «Электроэнергетики и электротехники»

(ЭиЭТ)

Реферат

На тему: Индукционные канальные печи

Выполнил: студент гр. ЭП-07

Иванов В.А

Проверил: Дейс Д.А.

Чита 2011

Содержание.

Индукционные канальные  печи.

Общие сведения.

В индукционных печах  и устройствах тепло в электропроводном нагреваемом теле выделяется токами, индуктированными в нем переменным электромагнитным полем. Таким образом, здесь осуществляется прямой нагрев.

Индукционный нагрев металлов основан  на двух физических законах: законе электромагнитной индукции Фарадея-Максвелла и законе Джоуля-Ленца. Металлические тела (заготовки, детали и др.) помещают в переменное магнитное поле, которое возбуждает в них вихревое электрическое поле. ЭДС индукции определяется скоростью изменения магнитного потока. Под действием ЭДС индукции в телах протекают вихревые (замкнутые внутри тел) токи, выделяющие теплоту по закону Джоуля-Ленца.  Эта ЭДС создает в металле переменный ток, тепловая энергия, выделяемая данными токами, является причиной нагрева металла. Индукционный нагрев является прямым и бесконтактным. Он позволяет достигать температуры, достаточной для плавления самых тугоплавких металлов и сплавов.

Интенсивный индукционный нагрев возможен лишь в электромагнитных полях высокой  напряженности и частоты, которые  создают специальными устройствами - индукторами. Индукторы питают от сети 50 Гц (установки промышленной частоты) или от индивидуальных источников питания - генераторов и преобразователей средней и высокой частоты.

Простейший индуктор устройств косвенного индукционного  нагрева низкой частоты - изолированный проводник (вытянутый или свернутый в спираль), помещенный внутрь металлической трубы или наложенный на ее поверхность. При протекании по проводнику-индуктору тока в трубе наводятся греющие ее вихревые токи. Теплота от трубы (это может быть также тигель, емкость) передается нагреваемой среде (воде, протекающей по трубе, воздуху и т. д.).

Преимущества  индукционного нагрева

1) Передача электрической  энергии непосредственно в нагреваемое тело позволяет осуществить прямой нагрев проводниковых материалов. При этом повышается скорость нагрева по сравнению с установками косвенного действия, в которых изделие нагревается только с поверхности.

2) Передача электрической  энергии непосредственно в нагреваемое тело не требует контактных устройств. Это удобно в условиях автоматизированного поточного производства, при использовании вакуумных и защитных средств.

3) Благодаря явлению  поверхностного эффекта максимальная  мощность, выделяется в поверхностном слое нагреваемого изделия. Поэтому индукционный нагрев при закалке обеспечивает быстрый нагрев поверхностного слоя изделия. Это позволяет получить высокую твердость поверхности детали при относительно вязкой середине. Процесс поверхностной индукционной закалки быстрее и экономичнее других методов поверхностного упрочнения изделия.

4) Индукционный нагрев  в большинстве случаев позволяет  повысить производительность и  улучшить условия труда.

Индукционные канальные печи

Канальные печи или, как их называют, печи с железным сердечником используют литейном производстве, в основном в качестве миксеров и раздаточных печей для черных и цветных сплавов. При производстве ковкого чугуна канальные печи применяют для перегрева до 1550° С чугуна, выплавленного в вагранках. Канальные печи используют также для плавки цинка, меди и их сплавов.

Индукционная канальная  печь состоит из следующих основных узлов: каркаса, футеровки, индукционных единиц, механизма наклона и электрооборудования.

Каркас печи должен быть достаточно прочным и жестким. Его изготовляют из низкоуглеродистой стали (0,1% С) толщиной 30—70 мм. В нижней части каркаса имеются окна с фланцами, к которым присоединяют индукционные единицы.

Футеровка. Продолжительность работы печи до очередного ремонта зависит практически только от состояния ее футеровки. В зависимости от назначения печи для этой цели применяют различные огнеупорные материалы. Печь футерована огнеупорами нескольких марок. Внутренний слой футеровки, соприкасающийся с жидким металлом, находится в наиболее тяжелых условиях: подвержен большим механическим нагрузкам и химическим и тепловым воздействиям. Внутренний слой футеровки печи должен иметь высокую огнеупорность, шлакоустойчивость и термостойкость. Внутренний слой выполнен из фасонных изделий высокой прочности на сжатие и минимальной пористости. Для обеспечения кладки с минимальной толщиной шва фасонные изделия должны иметь гладкие поверхности и точные размеры.

Фасонные изделия для  внутреннего слоя изготовляют из высокоглиноземистого огнеупора с 90% AI2O3. Для следующего слоя футеровки применяют огнеупор с 60% AI2O3, для третьего слоя - обычный шамотный огнеупор, для теплоизоляционного слоя - асбестовые плиты, укладываемые по всей внутренней поверхности каркаса печи. Отдельные элементы футеровки печи выполнены из огнеупорной массы набивкой (трамбовкой), заливочный и сливной желоба - из огнеупорной массы МКЭ-78. Массу приготовляют из титанистого электрокорунда и высокоглиноземистого шамота: не менее 78% А12О3 и не более 1,2% F2O3.

Связующим является ортофосфорная  кислота. Температура применения до 1600° С.

Индукционные единицы. Каждая единица состоит из стального корпуса, футеровки, магнитопровода и первичной катушки. Корпус единицы не должен образовывать замкнутый контур вокруг магнитопровода, иначе в нем будет индуцироваться вихревой ток. Из этих соображений корпус выполняют разъемным, и отдельные его части изолируют друг от друга прокладками.

Индукционную единицу  футеруют из огнеупорного бетона или  набивной массы. Огнеупорный бетон применяют при сложном профиле индукционной единицы или когда набивкой не удается достигнуть нужного уплотнения массы по всему объему. Огнеупорным бетоном заливают полностью собранную индукционную единицу. Бетон по всему объему единицы уплотняют электрическими вибраторами.

Мапнитопровод индукционной единицы собирают из отдельных пластин  трансформаторной стали толщиной 0,5 мм. Для уменьшения потерь от вихревых токов отдельные пластины изолированы друг от друга. Размеры поперечного сечения стержня магнитопровода, т. е. той его части, на которую надевают первичную катушку, обеспечивают минимальный зазор между магнитопроводом и катушкой. После сборки магнитопровода его стягивают болтами или шпильками. Стяжные планки, шпильки, болты изолируют от пластин магнитопровода электрокартоном для предотвращения образования короткозамкнутых витков вокруг магнитопровода.

На рис.1 показана съемная  индукционная единица, присоединяемая к каркасу печи с помощью болтов. Данная индукционная единица имеет две катушки и два магнитопровода. Вокруг каждой катушки имеется свой канал, заполняемый жидким металлом. Участки каналов между катушками соединены в общий канал большого сечения с расширяющимся входом и выходом. Катушки присоединяют к сети с помощью шин. Каждая из катушек отделена, от футеровки водоохлаждаемым экраном из немагнитной стали. К корпусу индукционной единицы приварены два штыря, используемые при транспортировке и монтаже единицы.

1—вентилятор для охлаждения  катушки; 2—магнитопровод; 3—штырь; 4—канал; 5 — футеровка; 6—экран; 7—катушка; 8—корпус; 9—рама; 10 – вывод

Рисунок 1 - Индукционная единица канальной печи

Механизм наклона печи. В зависимости от типа печи применяют  или гидравлический привод, включающий насосную станцию и гидроцилиндр, или электромеханический привод, состоящий из электродвигателя, редуктора и цепной передачи. В обоих случаях механизм обеспечивает плавный наклон печи.

Электрооборудование печи. В комплект печной установки входит трансформатор, конденсаторная батарея, щиты управления и питающие кабели. Трансформатор печи подключают к сети с напряжением 6—10 кВ. На вторичной стороне трансформатора предусмотрено до 10 ступеней напряжения для регулирования мощности печи. Техническая характеристика некоторых индукционных канальных печей дана в табл. 1.

Таблица 1

Индукционные канальные  печи

Принцип работы индукционных канальных  печей

Принцип действия канальной  печи состоит в том, что переменный магнитный поток Ф пронизывает замкнутый контур, представляющий собой кольцо из жидкого металла, и индуктирует в этом кольце ЭДС. Электрический ток I2 проходит по жидкому металлу, разогревая его. Переменный магнитный поток создается первичной катушкой, в которой течет ток I1; и которую подключают к сети переменного. тока промышленной частоты (50 Гц), напряжение U1. Для усиления магнитного потока, создаваемого катушкой, применяют замкнутый магнитопровод из трансформаторной стали с = 1500 2000 (рис. 2).

Рисунок 2- Принципиальная схема индукционной канальной печи:

1- ванна печи; 2- канал; 3- магнитопровод; 4-первичная катушка

Кольцо жидкого металла окружено со всех сторон огнеупорным материалом, заключенным в стальной корпус. Пространство в огнеупорном материале, которое  заполняется жидким металлом, имеет форму изогнутого канала. Наличие канала является характерной особенностью печей этого типа. Рабочее пространство печи соединено с каналом двумя отверстиями, поэтому при ее заполнении жидким металлом образуется замкнутый контур. Если в печи нет металла или его недостаточно для образования замкнутого контура, то она работать не может. В этом случае при подаче напряжения на первичную катушку в канале, являющемся вторичной катушкой, создаются вихревое электрическое поле и соответствующая ЭДС. Однако из-за того, что в канале нет металла, его электрическое сопротивление велико и ток в нем не протекает. При разомкнутом вторичном контуре в первичной катушке протекает ток небольшой силы, необходимый для намагничивания магнитопровода и называемый током холостого хода. ЭДС, создаваемая в канале, в W раз меньше напряжения, подводимого к первичной катушке (W — число витков катушки). Сила тока, протекающего по каналу при определенной ЭДС, зависит от полного сопротивления канала, равного геометрической сумме активного и реактивного сопротивлений канала.

При протекании тока вокруг канала создается магнитное поле. Чем больше мощность этого поля, тем больше реактивная мощность печи и тем меньше cos . Направление магнитного потока поля канала противоположно направлению магнитного потока магнитопровода. Для уменьшения размагничивающего влияния магнитного потока канала на магнитный поток магнитопровода канал располагают вокруг той части магнитопровода, на которой находится первичная катушка. Расстояние от канала до катушки выбирают минимальным для уменьшения магнитного поля канала.

Температура металла  в канале на 100-150° С температуры металла в ванне печи, поэтому горячий металл из канала поднимается в ванну, а из нее в канал поступает более холодный металл. Жидкий металл в печи движется и вследствие воздействия магнитного поля. Электродинамические силы стремятся сжать и вытолкнуть металл, из канала. Чем больше индуцированный ток, тем большая электродинамическая сила воздействует на металл. При небольшом уровне металла в ванне может произойти его сжатие, при этом столб металла в канале разрывается, а металл из него выталкивается. Печь отключается из-за разрыва электрического контура, создаваемого жидким металлом в канале.

student.zoomru.ru

Курсовая работа: Индукционные печи

Размещено на

2

Размещено на

Содержание

Введение

1. Индукционная тигельная печь

2. Индукционная канальная печь

3. Вагранка с копильником

4. Расчет индукционной тигельной печи

Заключение

Список литературы

Введение

Значительное распространение в последние годы получили индукционные печи. В этих печах нагреваемое тело помещается в переменное магнитное и электрическое поле и нагревается возникающими в теле вихревыми токами или за счет диэлектрических потерь.

Сюда относятся индукционные печи нормальной частоты со стальным сердечником, широко применяющиеся для плавки цветных сплавов ( медных и алюминиевых ). Сюда также относятся индукционные печи высокой, средней и низкой частоты без стального сердечника, применяющиеся для плавки стали, чугуна и цветных сплавов. Сюда относятся также индукционные печи весьма высокой частоты для нагрева диэлектриков в высокочастотном электрическом поле (сушка форм и стержней - 6-50 мггц , древесины - 0,3-0,75 мггц).

Различают индукционные тигельные печи различной емкости и мощности для плавки стали, чугуна, алюминиевых и медных сплавов.

Наиболее распространенным типом индукционных печей являются печи средней частоты (500-2400 Гц) емкостью 0,06-1 т, предназначенные для плавки стали, но широко используемые также для плавки чугуна и цветных металлов. Эти печи хорошо вписываются в литейные цехи, они удобны для фасонного литья, когда отбор жидкого металла должен осуществляться мелкими порциями. Плавка в этих печах ведется в периодическом режиме с полным сливом металла после каждой плавки.

Широкое применение нашли тигельные печи для плавки и выдержки чугуна, в том числе для получения синтетического чугуна из отходов производства.

Для экономичной работы печи при плавке мелкой шихты остаточная емкость тигля должна составлять 60-70 % от номинальной емкости.

Индукционные тигельные печи для плавки алюминия и сплавов на его основе выпускаются в двух исполнениях: на промышленной и на средних частотах.

Применение для плавки алюминиевых сплавов индукционных печей средней частоты рекомендуется в тех случаях, когда к металлу предъявляются особые требования по чистоте от окисных и газовых загрязнений. Эти печи конструируются таким образом, чтобы плавка алюминия велась без разрыва защитной поверхностной окисной пленки вследствие циркуляции расплава.

Индукционные тигельные печи промышленной частоты для плавки медных сплавов используют как при непрерывном, так и при периодическом режимах работы.

1. Индукционные тигельные печи

Назначение печи.

В индукционных тигельных печах в литейном производстве выплавляют различные металлы и сплавы ( сталь, чугун, медь, бронзу, алюминий, и др.).

Особенности печи.

Индукционная печь, как плавильное устройство, по сравнению с дуговой и пламенной печами, обладает рядом преимуществ. Она создает более благоприятные условия для получения чистого металла вследствие отсутствия таких источников загрязнения, как газы и электроды. Металл перемешивается в печи за счет электродинамических усилий, и во всей его массе поддерживается высокая температура. Индукционная печь характеризуется высоким к.п.д. и высокой производительностью, а также позволяет вести плавку в вакууме или специальной атмосфере.

Конструкция печи.(рис.1)

Индукционные тигельные печи имеют в общем случае следующие основные узлы: индуктор, каркас (или кожух) печи, магнитопроводы, плавильный тигель, крышку и подину, механизм наклона печи.

Рис. 1. Индукционная тигельная печь

1-крышка с механизмом подъема; 2- установка индуктора; 3- установка подшипников; 4- футеровка; 5-плунжер механизма поворота печи; 6 - пакеты магнитопроводов; 7- кожух печи; 8-рабочая площадка.

Индуктор выполняют из медной полой трубки круглого (рис. 2, а), прямоугольного равностенного (рис. 2, б), прямоугольного разностенного (рис. 2, в) или специального (рис. 2, г) сечений.

Рис. 2. Профили медной трубки

Для обеспечения жесткости и механической прочности индуктора применяются следующие способы крепления его витков:

1. с помощью шпилек, выполняемых из латуни, и припаянных или приваренных к наружной стороне трубки индуктора, каждый его виток крепится к вертикальным изоляционным стойкам.

На рис. 3, а показан общий вид индуктора плавильной печи промышленной частоты, каждый виток которого закрепляется с помощью шпилек 1 и вертикальных реек 2 (рис. 3, б). С помощью этих реек индуктор фиксируется в корпусе печи. Между рейками устанавливаются пакеты магнитопроводов 3;

индукционный тигельный печь

2. с помощью верхнего 1 и нижнего 2 нажимных колец или фланцев все витки индуктора вместе стягиваются в осевом направлении продольными стяжками, а радиальная фиксация витков осуществляется вертикальными рейками, выполненными из изолирующего материала или пакетами магнитопроводов (рис. 3, в).

Рис. 3 Способы крепления индуктора

Магнитопровод

Во избежании нагрева металлических частей печи полями рассеяния вокруг индуктора устанавливают внешний магнитопровод из листовой трансформаторной стали. Магнитопровод состоит из отдельных пакетов, расположенных равномерно по периметру индуктора. Пакеты прикрепляют к каркасу печи болтами и устанавливают вплотную к индуктору. Применение магнитопроводов позволяет уменьшить габариты печи, дает возможность изготавливать кожух из ферромагнитной стали и тем самым уменьшить стоимость печи.

Футеровка печи

Футеровка тигельной печи состоит (рис. 4) из плавильного тигля 1 со сливным носком 2, “воротником” 3, подины 4, крышки 5 и слоя тепловой изоляции 6.

Рис. 4. Футеровка тигельной печи

При изготовлении футеровки печи применяют огнеупорные массы и для подины - фасонные огнеупорные изделия. В индукционных тигельных печах в зависимости от марки выплавляемого металла, уровня температуры и особенностей технологического процесса применяют три вида футеровок: кислую, основную, нейтральную.

Плавильный тигель:

Футеровка тигля - набивная. Для этого предварительно устанавливают по индуктора шаблон, имеющий форму внутренней поверхности тигля и выполненный из листовой стали, а внутреннюю поверхность индуктора обкладывают слоем асбеста. При набивке на дно индуктора засыпают слой футеровочной массы, на нее устанавливают железный шаблон, наружные размеры которого соответствуют внутренним размерам тигля. Приготовленную огнеупорную массу засыпают в пространство между шаблоном и теплоизоляцией и послойно уплотняют (трамбуют) вручную или пневматической трамбовкой. После окончания набивки футеровку спекают. После этого, не вынимая шаблона, включают плавилбную установку; тепло, выделяемое в шаблоне, нагревает футеровку. Окончательное спекание с расплавлением шаблона происходит во время первой плавки Подина печи: Служащая основанием, на которое устанавливают тигель и индуктор, обычно выполняется из шамотных кирпичей или блоков или из асбоцементных плит, уложенных одна на другую.

2. Индукционная канальная печь

Назначение печи.

Индукционные канальные печи широко используют для плавки цветных металлов (меди и ее сплавов, алюминия, цинка и др.), а также чугуна, обеспечивая при этом хорошее качество получаемого металла и высокие экономические показатели процесса плавки.

Особенности печи.

1. минимальный угар и испарение металла, так как нагрев происходит снизу. К...

www.tnu.in.ua

Реферат-Индукционные печи канального типа - 1.doc

Доступные файлы (1):

1.doc

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«ЗАБАЙКАЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

(ФГБОУ ВПО ЗабГУ)

Энергетический факультет

Кафедра «Электроэнергетики и электротехники»

(ЭиЭТ)

Реферат

На тему: Индукционные канальные печи

Выполнил: студент гр. ЭП-07

Иванов В.А

Проверил: Дейс Д.А.

Чита 2011

Содержание.

Общие сведения. 3

Индукционные канальные печи 4

Принцип работы индукционных канальных печей 8

Достоинства и недостатки канальных печей 11

Заключение 23

^

Общие сведения.

Индукционный нагрев металлов основан на двух физических законах: законе электромагнитной индукции Фарадея-Максвелла и законе Джоуля-Ленца. Металлические тела (заготовки, детали и др.) помещают в переменное магнитное поле, которое возбуждает в них вихревое электрическое поле. ЭДС индукции определяется скоростью изменения магнитного потока. Под действием ЭДС индукции в телах протекают вихревые (замкнутые внутри тел) токи, выделяющие теплоту по закону Джоуля-Ленца.  Эта ЭДС создает в металле переменный ток, тепловая энергия, выделяемая данными токами, является причиной нагрева металла. Индукционный нагрев является прямым и бесконтактным. Он позволяет достигать температуры, достаточной для плавления самых тугоплавких металлов и сплавов.

Интенсивный индукционный нагрев возможен лишь в электромагнитных полях высокой напряженности и частоты, которые создают специальными устройствами - индукторами. Индукторы питают от сети 50 Гц (установки промышленной частоты) или от индивидуальных источников питания - генераторов и преобразователей средней и высокой частоты.

Простейший индуктор устройств косвенного индукционного нагрева низкой частоты - изолированный проводник (вытянутый или свернутый в спираль), помещенный внутрь металлической трубы или наложенный на ее поверхность. При протекании по проводнику-индуктору тока в трубе наводятся греющие ее вихревые токи. Теплота от трубы (это может быть также тигель, емкость) передается нагреваемой среде (воде, протекающей по трубе, воздуху и т. д.).^

1) Передача электрической энергии непосредственно в нагреваемое тело позволяет осуществить прямой нагрев проводниковых материалов. При этом повышается скорость нагрева по сравнению с установками косвенного действия, в которых изделие нагревается только с поверхности.

2) Передача электрической энергии непосредственно в нагреваемое тело не требует контактных устройств. Это удобно в условиях автоматизированного поточного производства, при использовании вакуумных и защитных средств.

3) Благодаря явлению поверхностного эффекта максимальная мощность, выделяется в поверхностном слое нагреваемого изделия. Поэтому индукционный нагрев при закалке обеспечивает быстрый нагрев поверхностного слоя изделия. Это позволяет получить высокую твердость поверхности детали при относительно вязкой середине. Процесс поверхностной индукционной закалки быстрее и экономичнее других методов поверхностного упрочнения изделия.

4) Индукционный нагрев в большинстве случаев позволяет повысить производительность и улучшить условия труда.

^

Канальные печи или, как их называют, печи с железным сердечником используют литейном производстве, в основном в качестве миксеров и раздаточных печей для черных и цветных сплавов. При производстве ковкого чугуна канальные печи применяют для перегрева до 1550° С чугуна, выплавленного в вагранках. Канальные печи используют также для плавки цинка, меди и их сплавов.

Индукционная канальная печь состоит из следующих основных узлов: каркаса, футеровки, индукционных единиц, механизма наклона и электрооборудования.

Каркас печи должен быть достаточно прочным и жестким. Его изготовляют из низкоуглеродистой стали (0,1% С) толщиной 30—70 мм. В нижней части каркаса имеются окна с фланцами, к которым присоединяют индукционные единицы.

Футеровка. Продолжительность работы печи до очередного ремонта зависит практически только от состояния ее футеровки. В зависимости от назначения печи для этой цели применяют различные огнеупорные материалы. Печь футерована огнеупорами нескольких марок. Внутренний слой футеровки, соприкасающийся с жидким металлом, находится в наиболее тяжелых условиях: подвержен большим механическим нагрузкам и химическим и тепловым воздействиям. Внутренний слой футеровки печи должен иметь высокую огнеупорность, шлакоустойчивость и термостойкость. Внутренний слой выполнен из фасонных изделий высокой прочности на сжатие и минимальной пористости. Для обеспечения кладки с минимальной толщиной шва фасонные изделия должны иметь гладкие поверхности и точные размеры.

Фасонные изделия для внутреннего слоя изготовляют из высокоглиноземистого огнеупора с 90% AI2O3. Для следующего слоя футеровки применяют огнеупор с 60% AI2O3, для третьего слоя - обычный шамотный огнеупор, для теплоизоляционного слоя - асбестовые плиты, укладываемые по всей внутренней поверхности каркаса печи. Отдельные элементы футеровки печи выполнены из огнеупорной массы набивкой (трамбовкой), заливочный и сливной желоба - из огнеупорной массы МКЭ-78. Массу приготовляют из титанистого электрокорунда и высокоглиноземистого шамота: не менее 78% А12О3 и не более 1,2% F2O3.

Связующим является ортофосфорная кислота. Температура применения до 1600° С.

Индукционные единицы. Каждая единица состоит из стального корпуса, футеровки, магнитопровода и первичной катушки. Корпус единицы не должен образовывать замкнутый контур вокруг магнитопровода, иначе в нем будет индуцироваться вихревой ток. Из этих соображений корпус выполняют разъемным, и отдельные его части изолируют друг от друга прокладками.

Индукционную единицу футеруют из огнеупорного бетона или набивной массы. Огнеупорный бетон применяют при сложном профиле индукционной единицы или когда набивкой не удается достигнуть нужного уплотнения массы по всему объему. Огнеупорным бетоном заливают полностью собранную индукционную единицу. Бетон по всему объему единицы уплотняют электрическими вибраторами.

Мапнитопровод индукционной единицы собирают из отдельных пластин трансформаторной стали толщиной 0,5 мм. Для уменьшения потерь от вихревых токов отдельные пластины изолированы друг от друга. Размеры поперечного сечения стержня магнитопровода, т. е. той его части, на которую надевают первичную катушку, обеспечивают минимальный зазор между магнитопроводом и катушкой. После сборки магнитопровода его стягивают болтами или шпильками. Стяжные планки, шпильки, болты изолируют от пластин магнитопровода электрокартоном для предотвращения образования короткозамкнутых витков вокруг магнитопровода.

На рис.1 показана съемная индукционная единица, присоединяемая к каркасу печи с помощью болтов. Данная индукционная единица имеет две катушки и два магнитопровода. Вокруг каждой катушки имеется свой канал, заполняемый жидким металлом. Участки каналов между катушками соединены в общий канал большого сечения с расширяющимся входом и выходом. Катушки присоединяют к сети с помощью шин. Каждая из катушек отделена, от футеровки водоохлаждаемым экраном из немагнитной стали. К корпусу индукционной единицы приварены два штыря, используемые при транспортировке и монтаже единицы.

1—вентилятор для охлаждения катушки; 2—магнитопровод; 3—штырь; 4—канал; 5 — футеровка; 6—экран; 7—катушка; 8—корпус; 9—рама; 10 – вывод

Рисунок 1 - Индукционная единица канальной печиМеханизм наклона печи. В зависимости от типа печи применяют или гидравлический привод, включающий насосную станцию и гидроцилиндр, или электромеханический привод, состоящий из электродвигателя, редуктора и цепной передачи. В обоих случаях механизм обеспечивает плавный наклон печи.

Электрооборудование печи. В комплект печной установки входит трансформатор, конденсаторная батарея, щиты управления и питающие кабели. Трансформатор печи подключают к сети с напряжением 6—10 кВ. На вторичной стороне трансформатора предусмотрено до 10 ступеней напряжения для регулирования мощности печи. Техническая характеристика некоторых индукционных канальных печей дана в табл. 1.

Таблица 1

Индукционные канальные печи

^

Принцип действия канальной печи состоит в том, что переменный магнитный поток Ф пронизывает замкнутый контур, представляющий собой кольцо из жидкого металла, и индуктирует в этом кольце ЭДС. Электрический ток I2 проходит по жидкому металлу, разогревая его. Переменный магнитный поток создается первичной катушкой, в которой течет ток I1; и которую подключают к сети переменного. тока промышленной частоты (50 Гц), напряжение U1. Для усиления магнитного потока, создаваемого катушкой, применяют замкнутый магнитопровод из трансформаторной стали с = 15002000 (рис. 2).Рисунок 2- Принципиальная схема индукционной канальной печи:

1- ванна печи; 2- канал; 3- магнитопровод; 4-первичная катушкаКольцо жидкого металла окружено со всех сторон огнеупорным материалом, заключенным в стальной корпус. Пространство в огнеупорном материале, которое заполняется жидким металлом, имеет форму изогнутого канала. Наличие канала является характерной особенностью печей этого типа. Рабочее пространство печи соединено с каналом двумя отверстиями, поэтому при ее заполнении жидким металлом образуется замкнутый контур. Если в печи нет металла или его недостаточно для образования замкнутого контура, то она работать не может. В этом случае при подаче напряжения на первичную катушку в канале, являющемся вторичной катушкой, создаются вихревое электрическое поле и соответствующая ЭДС. Однако из-за того, что в канале нет металла, его электрическое сопротивление велико и ток в нем не протекает. При разомкнутом вторичном контуре в первичной катушке протекает ток небольшой силы, необходимый для намагничивания магнитопровода и называемый током холостого хода. ЭДС, создаваемая в канале, в W раз меньше напряжения, подводимого к первичной катушке (W — число витков катушки). Сила тока, протекающего по каналу при определенной ЭДС, зависит от полного сопротивления канала, равного геометрической сумме активного и реактивного сопротивлений канала.

При протекании тока вокруг канала создается магнитное поле. Чем больше мощность этого поля, тем больше реактивная мощность печи и тем меньше cos. Направление магнитного потока поля канала противоположно направлению магнитного потока магнитопровода. Для уменьшения размагничивающего влияния магнитного потока канала на магнитный поток магнитопровода канал располагают вокруг той части магнитопровода, на которой находится первичная катушка. Расстояние от канала до катушки выбирают минимальным для уменьшения магнитного поля канала.

Температура металла в канале на 100-150° С температуры металла в ванне печи, поэтому горячий металл из канала поднимается в ванну, а из нее в канал поступает более холодный металл. Жидкий металл в печи движется и вследствие воздействия магнитного поля. Электродинамические силы стремятся сжать и вытолкнуть металл, из канала. Чем больше индуцированный ток, тем большая электродинамическая сила воздействует на металл. При небольшом уровне металла в ванне может произойти его сжатие, при этом столб металла в канале разрывается, а металл из него выталкивается. Печь отключается из-за разрыва электрического контура, создаваемого жидким металлом в канале.

В канальных печах всегда должно находиться определенное количество жидкого металла. Это количество определяют исходя из того, чтобы масса столба жидкого металла над каналом превышала электродинамическую силу, выталкивающую металл из канала.

В канальных печах могут быть ванны различных форм. Металл выдают из печи поворотом или наклоном ванны, а в некоторых случаях созданием избыточного давления газа над уровнем металла в ванне. Для этого печь выполняют герметичной, и в нее подают воздух или инертный газ. Под давлением газа уровень металла в ванне снижается, и нужное его количество вытекает из печи по сифонному желобу.^

К основным достоинствам индукционных канальных печей можно отнести:

1. Минимальный угар (окисление) и испарение металла, так как нагрев происходит снизу. К наиболее нагретой части расплава, находящейся в каналах, нет доступа воздуха, а поверхность металла в ванне имеет сравнительно низкую температуру.

2. Малый расход энергии на расплавление, перегрев и выдержку металла. Канальная печь имеет высокий электрический КПД благодаря использованию замкнутого магнитопровода.

В то же время высок и тепловой КПД печи, так как основная масса расплава находится в ванне, имеющей толстую теплоизолирующую футеровку.

3. Однородность химического состава металла в ванне благодаря циркуляции расплава, обусловленной электродинамическими и тепловыми усилия-ми. Циркуляция способствует также ускорению процесса плавки.

^  индукционных канальных печей относятся:

1. Тяжелые условия работы футеровки канала – подового камня. Стойкость этой футеровки снижается при повышении температуры расплава, при плавке сплавов, содержащих химически активные компоненты (например, бронзы, имеющие в своем составе олово и свинец). Затруднена плавка в этих печах также низкосортной, загрязненной шихты – вследствие зарастания каналов.

2. Необходимость постоянно (даже при длительных перерывах в работе) держать в печи сравнительно большое количество расплавленного металла. Полный слив металла ведет к резкому охлаждению футеровки каналов и к ее растрескиванию. По этой причине невозможен также быстрый переход с одной марки выплавляемого сплава на другую. В этом случае приходится проводить ряд балластных переходных плавок. Постепенной загрузкой новой шихты меняют состав сплава от исходного до требуемого.

3. Шлак на поверхности ванны имеет низкую температуру. Это затрудняет проведение нужных металлургических операций между металлом и шлаком. По этой же причине, а также ввиду малой циркуляции расплава вблизи поверхности затруднено расплавление стружки и легкого скрапа.^ Исходные данные для расчета печи: назначение, режим работы, производительность, температура перегрева, свойства расплавляемого металла, напряжение и частота питающего тока.

Полезная тепловая мощность, передаваемая жидкому металлу,

Рполqтеор

где qтеор -теоретический удельный расход энергии на перегрев металла на 1С,— температура перегрева металла, °С.

Активная мощность печи, кВт,

,

где -термический КПД печи, равный 0,85—0,95.

3. Активная мощность индукционной единицы, кВт,

где N — число индукционных единиц на печи.

Глубина проникновения тока в жидкий металл, м,

5. Форма поперечного сечения канала.

Поперечное сечение канала может быть круглым, эллипсоидальными прямоугольным с закругленными углами, причем большая ось эллипса или прямоугольника расположена параллельно оси первичной катушки. Размер канала в плоскости, перпендикулярной оси катушки, называют шириной канала bк , а в плоскости, параллельной оси катушки,- высотой канала hK.Ширина канала при плавке чугуна 60-120 мм. Высота канала в 1,5-3 раза больше его ширины.

Сечение магнитопровода, см2,

S

где отношение массы стали магнитопровода к массе меди первичной катушки: 5-25 при воздушном принудительном охлаждении катушки, 0,9—1,3 при водяном; В — магнитная индукция в магнитопроводе, Т; j-допустимая плотность тока в катушке, А/мм2:4 при воздушном охлаждении и 20 при водяном; cos — коэффициент мощности индукционной единицы (для предварительных расчетов 0,6-0,75 для чугуна и 0,4-0,5 для алюминия).

Диаметр сердечника магнитопровода, мм,

,

где kd-коэффициент заполнения окружности сердечником (0,78-0,88)

Наружный диаметр первичной катушки, мм,

dкат=dмг+2sкат,

где sкат- толщина катушки, зависящая от числа рядов намотки и равная 20-50 мм.

Внутренний диаметр канала, мм,

dк.в.= dкат+2s1+2s2,

где s1- толщина футеровки между каналом и катушкой, мм: 70-120 при плавке алюминия,135-180 чугуна, 65-70 сплавов на медной основе и цинка ; s2- зазор между катушкой и футеровкой, равный 10-15 мм.

Средний диаметр канала

dк.ср= dк.в+bк,

11. Длина канала. Построив по полученный данным эскиз индукционной единицы, находим длину канала. Под длиной канала подразумевается длина замкнутого контура, проходящего как по самому каналу, так и по ванне печи.

12. Активное сопротивление канала, Ом,

R=

13. Индуктивность канала определяется как сумма внешней и внутренней индуктивностей отдельных его участков. Внешнюю индуктивность определяют для пространства, заключенного между каналом и первичной катушки. Внешняя индуктивность какого- либо участка, Г,

-10-7,

Где lk-1- Длина данного участка канала, м; R1- расстояние от оси канала до катушки или противоположного участка канала, м ; R2- расстояние от оси канала до поверхности канала, т. е. R2= bк/2.

Внутреннюю индуктивность определяют для пространства, занимаемого самим каналом, Г,

Lк.в=.

14. Индуктивное сопротивление канала, Ом,

15. Полное сопротивление канала

16. Активное сопротивление в канале, В,

Uа.к=

Угол cos канала

cos =.

Полное напряжение в канале, В,

.

Полная мощность индукционной единицы, к. Пренебрегая потерями в первичной катушке и магнитопроводе,

Реактивная мощность индукционной единицы, квар,

Полная мощность печи, к,

Р=NP

Реактивная мощность печи, квар,

Рр=NP

Число витков первичной катушки

W=,

Где U1- напряжение, подаваемое на первичную катушку и зависящее от выбранного типа трансформатора, В.

Ток в первичной катушке, А,

.

Поперечное сечение витка первичной катушки, мм2,

Sвит=,

Где j1- допустимая мощность тока в катушке.

Ширина витка катушки, мм,

bвит,

глубина проникновения тока в катушку, мм.

Высота витка катушки

h=.

Длина первичной катушки

,

Где h-толщина изоляции между витками; kсл – число слоев витков в катушке.2.1 Пример расчета индукционной канальной печи.Рассчитать индукционную канальную печь для перегрева чугуна:

назначение печи — перегрев жидкого чугуна;

температура перегрева 100° С;

производительность печи 40 т/ч;

температура чугуна, заливаемого в печь, 1400°С;

напряжение питающей сети 6000 В;

частота питающей сети 50 Гц.

1. Полезная тепловая мощность, передаваемая жидкому металлу:

= 0,23кВт-ч/т ,

Р = tП= = 920 кВт.

Активная мощность печи. Принимаем =, тогда,

Ра=.

3. Активная мощность индукционной единицы.

.

4. Глубина проникновения тока в жидкий металл

м.

5. Форма поперечного сечения канала. Примем канал прямоугольной формы, ширина которого равна глубине проникновения тока в жидкий металл, а высота в 1,5 раза больше его ширины, т. е. bк = =76 мм, hк=l,5 bк = 114 мм. Радиус закруглений в углах канала примем 20 мм, тогда площадь поперечного сечения канала

Sк=bкhк- 0,86r2=0,07м2

6. Сечение магнитопровода. Принимаем =10, B=l,5 T,j1 =2 А/мм2,cos =0,75, тогда

Sсм2,

7. Диаметр сердечника магиитопровода. Принимая kd=0,85, получим

dмм.

8. Наружный диаметр первичной катушки. Принимаем толщину катушки35 мм, тогда

dмм.

9. Внутренний диаметр канала. Принимая толщину футеровки 135 мм и зазор между катушкой и футеровкой 15 мм, получим

dмм.

10. Средний диаметр канала

dмм.

11. Длина канала. Вначале делаем эскиз канала (рис. 51). Длину канала определяем по длине его средней линии. По длине канал состоит из четырех участков: одного криволинейного длиной 1234 мм, двух вертикальных каждый длиной 393 мм и одного горизонтального длиной 786 мм, т. е.

= 1234 + + 786 = 2806 мм.

12. Активное сопротивление канала

RОм.

13. Индуктивность канала. Для принятой формы канала (см. рис. 3) внешняя индуктивность его отдельных участков различна (рис.4).

Внешняя индуктивность криволинейного участка R1=188 мм, R2=38 мм, мм (рис. 4,поз. 1), тогда

L Г.Рисунок 3 - К расчету размеров индукционной единицы канальной печиНайдем внешнюю индуктивность вертикального участка длиной 205 мм (рис. 4, поз. 2 и 5). На этом участке R1 изменится от 188 до 393 мм. Примем R1=(188+393) :2=290,5 мм, R2=38 мм, тогда

LГ.

Найдем внешнюю индуктивность вертикального участка длиной 150 мм. Примем R1=748 мм, R2=0,038 мм, мм (рис. 4, поз. 3 и 4), тогда

Г.

Найдем внешнюю индуктивность горизонтального участка (рис. 4, поз. 6) На этом участке R1 изменяется от 188 до 728 мм. Примем R1 = (188+728):2=458 мм, R2=0,038 мм,=710 мм, тогда

Г.

Учитывая все участки канала, внешняя его индуктивность

Внутренняя индуктивность канала

Г.

Индуктивность канала

Г.

14. Индуктивное сопротивление канала

Ом.

Рисунок 4 - К расчету индуктивности канала15. Полное сопротивление канала

Ом.

16. Активное напряжение в канале

В.

17. Cos канала

18. Полное напряжение в канале

В.

19.Полная мощность индукционной единицы

20. Реактивная мощность индукционной единицы

квар.

21. Полная мощность печи

Р = NPинд = = 1462.

22. Реактивная мощность печи

Рр = NPр.инд = = 984 квар.

23.Число витков первичной катушки.

Выбираем трансформатор со следующей характеристикой: первичное напряжение 6000 В, вторичное напряжение (11 ступеней) 333, 469, 575, 666, 742, 802, 863, 939, 999, 1045 и 1090 В. Принимаем, что мощность индукционной единицы будет 541 кВт при подключении ко вторичной ступени напряжением 939 В. При этих условиях

витков.

Примем W=46 витков.

24. Ток в первичной катушке

A.

25. Поперечное сечение витка первичной катушки. Принимаем, что допустимая плотность тока в катушке 2 А/мм2, тогда

мм2.

26. Ширина витка катушки.

Наименьшая ширина витка из меди ( мм)

мм.

Принимаем bвит=16 мм.

27. Высота витка катушки

мм.

Длина первичной катушки.

Для уменьшения длины катушки принимаем навивку в два слоя и толщину изоляции 1,5 мм, тода

мм.

Заключение

Печи индукционные канальные по принципу действия основаны на использовании тока короткого замыкания. Трансформатор индукционной единицы выполнен так, что петля жидкого металла, является короткозамкнутой обмоткой, разогревающейся при пропускании тока. Во избежание разрыва цепи вторичной обмотки в печи постоянно должно находиться некоторое количество металла («болото»). Мощность индукционной единицы ограничивается огнеупорностью футеровки, поэтому для печей большой вместимости приходится устанавливать несколько таких единиц. Индукционно канальные печи более совершенны, чем индукционно тигельные печи: у них более высокий КПД, поэтому меньше расход энергии и, следовательно, требуется меньше конденсаторных батарей.

gendocs.ru

Индукционные канальные печи — реферат

Министерство науки  и образования РФ

Федеральное государственное  бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«ЗАБАЙКАЛЬСКИЙ  ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

(ФГБОУ ВПО ЗабГУ)

Энергетический факультет

Кафедра «Электроэнергетики и электротехники»

(ЭиЭТ)

Реферат

На тему: Индукционные канальные печи

Выполнил: студент гр. ЭП-07

Иванов В.А

Проверил: Дейс Д.А.

Чита 2011

Содержание.

Индукционные канальные  печи.

Общие сведения.

В индукционных печах  и устройствах тепло в электропроводном нагреваемом теле выделяется токами, индуктированными в нем переменным электромагнитным полем. Таким образом, здесь осуществляется прямой нагрев.

Индукционный нагрев металлов основан  на двух физических законах: законе электромагнитной индукции Фарадея-Максвелла и законе Джоуля-Ленца. Металлические тела (заготовки, детали и др.) помещают в переменное магнитное поле, которое возбуждает в них вихревое электрическое поле. ЭДС индукции определяется скоростью изменения магнитного потока. Под действием ЭДС индукции в телах протекают вихревые (замкнутые внутри тел) токи, выделяющие теплоту по закону Джоуля-Ленца.  Эта ЭДС создает в металле переменный ток, тепловая энергия, выделяемая данными токами, является причиной нагрева металла. Индукционный нагрев является прямым и бесконтактным. Он позволяет достигать температуры, достаточной для плавления самых тугоплавких металлов и сплавов.

Интенсивный индукционный нагрев возможен лишь в электромагнитных полях высокой  напряженности и частоты, которые  создают специальными устройствами - индукторами. Индукторы питают от сети 50 Гц (установки промышленной частоты) или от индивидуальных источников питания - генераторов и преобразователей средней и высокой частоты.

Простейший индуктор устройств косвенного индукционного  нагрева низкой частоты - изолированный проводник (вытянутый или свернутый в спираль), помещенный внутрь металлической трубы или наложенный на ее поверхность. При протекании по проводнику-индуктору тока в трубе наводятся греющие ее вихревые токи. Теплота от трубы (это может быть также тигель, емкость) передается нагреваемой среде (воде, протекающей по трубе, воздуху и т. д.).

Преимущества  индукционного нагрева

1) Передача электрической  энергии непосредственно в нагреваемое тело позволяет осуществить прямой нагрев проводниковых материалов. При этом повышается скорость нагрева по сравнению с установками косвенного действия, в которых изделие нагревается только с поверхности.

2) Передача электрической  энергии непосредственно в нагреваемое тело не требует контактных устройств. Это удобно в условиях автоматизированного поточного производства, при использовании вакуумных и защитных средств.

3) Благодаря явлению  поверхностного эффекта максимальная  мощность, выделяется в поверхностном слое нагреваемого изделия. Поэтому индукционный нагрев при закалке обеспечивает быстрый нагрев поверхностного слоя изделия. Это позволяет получить высокую твердость поверхности детали при относительно вязкой середине. Процесс поверхностной индукционной закалки быстрее и экономичнее других методов поверхностного упрочнения изделия.

4) Индукционный нагрев  в большинстве случаев позволяет  повысить производительность и  улучшить условия труда.

Индукционные канальные печи

Канальные печи или, как их называют, печи с железным сердечником используют литейном производстве, в основном в качестве миксеров и раздаточных печей для черных и цветных сплавов. При производстве ковкого чугуна канальные печи применяют для перегрева до 1550° С чугуна, выплавленного в вагранках. Канальные печи используют также для плавки цинка, меди и их сплавов.

Индукционная канальная  печь состоит из следующих основных узлов: каркаса, футеровки, индукционных единиц, механизма наклона и электрооборудования.

Каркас печи должен быть достаточно прочным и жестким. Его изготовляют из низкоуглеродистой стали (0,1% С) толщиной 30—70 мм. В нижней части каркаса имеются окна с фланцами, к которым присоединяют индукционные единицы.

Футеровка. Продолжительность работы печи до очередного ремонта зависит практически только от состояния ее футеровки. В зависимости от назначения печи для этой цели применяют различные огнеупорные материалы. Печь футерована огнеупорами нескольких марок. Внутренний слой футеровки, соприкасающийся с жидким металлом, находится в наиболее тяжелых условиях: подвержен большим механическим нагрузкам и химическим и тепловым воздействиям. Внутренний слой футеровки печи должен иметь высокую огнеупорность, шлакоустойчивость и термостойкость. Внутренний слой выполнен из фасонных изделий высокой прочности на сжатие и минимальной пористости. Для обеспечения кладки с минимальной толщиной шва фасонные изделия должны иметь гладкие поверхности и точные размеры.

Фасонные изделия для  внутреннего слоя изготовляют из высокоглиноземистого огнеупора с 90% AI2O3. Для следующего слоя футеровки применяют огнеупор с 60% AI2O3, для третьего слоя - обычный шамотный огнеупор, для теплоизоляционного слоя - асбестовые плиты, укладываемые по всей внутренней поверхности каркаса печи. Отдельные элементы футеровки печи выполнены из огнеупорной массы набивкой (трамбовкой), заливочный и сливной желоба - из огнеупорной массы МКЭ-78. Массу приготовляют из титанистого электрокорунда и высокоглиноземистого шамота: не менее 78% А12О3 и не более 1,2% F2O3.

Связующим является ортофосфорная  кислота. Температура применения до 1600° С.

Индукционные единицы. Каждая единица состоит из стального корпуса, футеровки, магнитопровода и первичной катушки. Корпус единицы не должен образовывать замкнутый контур вокруг магнитопровода, иначе в нем будет индуцироваться вихревой ток. Из этих соображений корпус выполняют разъемным, и отдельные его части изолируют друг от друга прокладками.

Индукционную единицу  футеруют из огнеупорного бетона или  набивной массы. Огнеупорный бетон применяют при сложном профиле индукционной единицы или когда набивкой не удается достигнуть нужного уплотнения массы по всему объему. Огнеупорным бетоном заливают полностью собранную индукционную единицу. Бетон по всему объему единицы уплотняют электрическими вибраторами.

Мапнитопровод индукционной единицы собирают из отдельных пластин  трансформаторной стали толщиной 0,5 мм. Для уменьшения потерь от вихревых токов отдельные пластины изолированы друг от друга. Размеры поперечного сечения стержня магнитопровода, т. е. той его части, на которую надевают первичную катушку, обеспечивают минимальный зазор между магнитопроводом и катушкой. После сборки магнитопровода его стягивают болтами или шпильками. Стяжные планки, шпильки, болты изолируют от пластин магнитопровода электрокартоном для предотвращения образования короткозамкнутых витков вокруг магнитопровода.

На рис.1 показана съемная  индукционная единица, присоединяемая к каркасу печи с помощью болтов. Данная индукционная единица имеет две катушки и два магнитопровода. Вокруг каждой катушки имеется свой канал, заполняемый жидким металлом. Участки каналов между катушками соединены в общий канал большого сечения с расширяющимся входом и выходом. Катушки присоединяют к сети с помощью шин. Каждая из катушек отделена, от футеровки водоохлаждаемым экраном из немагнитной стали. К корпусу индукционной единицы приварены два штыря, используемые при транспортировке и монтаже единицы.

1—вентилятор для охлаждения  катушки; 2—магнитопровод; 3—штырь; 4—канал; 5 — футеровка; 6—экран; 7—катушка; 8—корпус; 9—рама; 10 – вывод

Рисунок 1 - Индукционная единица канальной печи

Механизм наклона печи. В зависимости от типа печи применяют  или гидравлический привод, включающий насосную станцию и гидроцилиндр, или электромеханический привод, состоящий из электродвигателя, редуктора и цепной передачи. В обоих случаях механизм обеспечивает плавный наклон печи.

Электрооборудование печи. В комплект печной установки входит трансформатор, конденсаторная батарея, щиты управления и питающие кабели. Трансформатор печи подключают к сети с напряжением 6—10 кВ. На вторичной стороне трансформатора предусмотрено до 10 ступеней напряжения для регулирования мощности печи. Техническая характеристика некоторых индукционных канальных печей дана в табл. 1.

Таблица 1

Индукционные канальные  печи

Принцип работы индукционных канальных  печей

Принцип действия канальной  печи состоит в том, что переменный магнитный поток Ф пронизывает замкнутый контур, представляющий собой кольцо из жидкого металла, и индуктирует в этом кольце ЭДС. Электрический ток I2 проходит по жидкому металлу, разогревая его. Переменный магнитный поток создается первичной катушкой, в которой течет ток I1; и которую подключают к сети переменного. тока промышленной частоты (50 Гц), напряжение U1. Для усиления магнитного потока, создаваемого катушкой, применяют замкнутый магнитопровод из трансформаторной стали с = 1500 2000 (рис. 2).

Рисунок 2- Принципиальная схема индукционной канальной печи:

1- ванна печи; 2- канал; 3- магнитопровод; 4-первичная катушка

Кольцо жидкого металла окружено со всех сторон огнеупорным материалом, заключенным в стальной корпус. Пространство в огнеупорном материале, которое  заполняется жидким металлом, имеет форму изогнутого канала. Наличие канала является характерной особенностью печей этого типа. Рабочее пространство печи соединено с каналом двумя отверстиями, поэтому при ее заполнении жидким металлом образуется замкнутый контур. Если в печи нет металла или его недостаточно для образования замкнутого контура, то она работать не может. В этом случае при подаче напряжения на первичную катушку в канале, являющемся вторичной катушкой, создаются вихревое электрическое поле и соответствующая ЭДС. Однако из-за того, что в канале нет металла, его электрическое сопротивление велико и ток в нем не протекает. При разомкнутом вторичном контуре в первичной катушке протекает ток небольшой силы, необходимый для намагничивания магнитопровода и называемый током холостого хода. ЭДС, создаваемая в канале, в W раз меньше напряжения, подводимого к первичной катушке (W — число витков катушки). Сила тока, протекающего по каналу при определенной ЭДС, зависит от полного сопротивления канала, равного геометрической сумме активного и реактивного сопротивлений канала.

При протекании тока вокруг канала создается магнитное поле. Чем больше мощность этого поля, тем больше реактивная мощность печи и тем меньше cos . Направление магнитного потока поля канала противоположно направлению магнитного потока магнитопровода. Для уменьшения размагничивающего влияния магнитного потока канала на магнитный поток магнитопровода канал располагают вокруг той части магнитопровода, на которой находится первичная катушка. Расстояние от канала до катушки выбирают минимальным для уменьшения магнитного поля канала.

Температура металла  в канале на 100-150° С температуры металла в ванне печи, поэтому горячий металл из канала поднимается в ванну, а из нее в канал поступает более холодный металл. Жидкий металл в печи движется и вследствие воздействия магнитного поля. Электродинамические силы стремятся сжать и вытолкнуть металл, из канала. Чем больше индуцированный ток, тем большая электродинамическая сила воздействует на металл. При небольшом уровне металла в ванне может произойти его сжатие, при этом столб металла в канале разрывается, а металл из него выталкивается. Печь отключается из-за разрыва электрического контура, создаваемого жидким металлом в канале.

myunivercity.ru

Смотрите также

• 
  Фрейд анна реферат
• 
  Реферат послеродовый период
• 
  Реферат интернет банкинг
• 
  Реферат гормон роста
• 
  Про лес реферат
• 
  Гормон роста реферат
• 
  Бычий цепень реферат
• 
  Эпикур философия реферат
• 
  Реки мира реферат
• 
  Реферат индикативное планирование
• 
  Субкультура готы реферат