Назначение и классификация индукционных канальных печей
Индукционная печь – это электрическая печь, в которой тепло образуется путем индукционного нагрева металла.
Индукционные канальные печи широко распространены на предприятиях, где осуществляется плавка чугуна и цветных металлов. Их использование для плавки стали ограничено из-за недостаточной стойкости футеровки. Данные печи также могут быть использованы в качестве миксеров для этих металлов. Равномерность температуры расплавленного металла в ванне печи и однородность его химического состава обеспечиваются за счет его теплового и динамического движения в канале. Индукционные канальные печи рекомендовано использовать в тех случаях, когда к готовому изделию (выплавленный металл) предъявляются высокие требования, например, по неметаллическим включениям и насыщенности газом. Печи могут функционировать самостоятельно с периодической разливкой сплава или металла, а также в составе плавильнораздаточного агрегата.
Все индукционные канальные печи делятся на миксеры, плавильные и раздаточные печи. Индукционные канальные миксеры применяются с цельюсоздания постоянных температурных условий для процесса литья, выравнивания состава готового изделия, перегрева жидкого металла, а также регулировки и дозирования скорости литья.
Индукционные канальные печи делят на классы в зависимости от расположения каналов или формы рабочей камеры. По форме рабочей камеры различают барабанные и цилиндрические индукционные печи. По расположению каналов печи могут быть вертикальные и горизонтальные. К основным преимуществам индукционных канальных печей относятся:
- Небольшой расход энергии на выдержку, перегрев и расплавление металла.
- Высокий коэффициент полезного действия.
- Минимальные испарение и окисление металла, так как его нагрев осуществляется снизу. К самой нагреваемой части расплава, которая находится в канале, нет доступа воздуха, а температура поверхности металла в ванне печи имеет относительно низкую температуру.
- Однородность химического состава металла в ванне печи, благодаря циркуляции расплава, которая обусловлена тепловыми и электродинамическими усилиями.
К основным недостаткам индукционных канальных печей относятся:
- Низкая температура шлака на поверхности ванны, что затрудняет проведение металлургических операций.
- Тяжелые условия работы футеровки каналов.
- Необходимость в поддержании в печи большого количества расплавленного металла.
Футеровка - защитная внутренняя облицовка печи
Самыми распространенными моделями индукционных канальных печей являются печи серии ИЛК - используются для плавления меди и сплавов на ее основе, печи серии ИЛКМ - используются в качестве миксеров для меди, и сплавов на ее основе, печи серии ИЦК - используются для плавки цинка и печи серии ИАК - используются плавки алюминия и сплавов на его основе.
Принцип работы индукционных канальных печей
Пример схемы индукционной канальной печи изображен на рисунке ниже.
Рисунок 1. Схема индукционной канальной печи. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Здесь: 1 - ванна; 2 - канал; 3 - магнитопровод; 4 - первичная катушка
Переменный магнитный ток проходит по магнитопроводу - контуру канала печи в виде кольца из жидкого металла. В этом кольце возбуждается электрический ток, который разогревает жидкий металл. В первичной обмотке, которая работает от переменного тока, образуется магнитный поток. Для того, чтобы усилить магнитный поток, применяется замкнутый магнитопровод, изготовленный из трансформаторной стали. С каналом пространство печи соединяется посредством двух отверстий, поэтому при его заполнении образуется замкнутый контур, без него печь не сможет функционировать нормально. В этом случае сопротивление контура очень большое, в нем течет малый электрический ток, поэтому его называют током холостого хода.
Жидкий металл в канале индукционный печи постоянно двигается, так как его постоянно пытается вытолкнуть магнитное поле, еще одна причина данного явления - перегрев металла. Так как температура металла в канале печи выше, чем в ванне, то он постоянно поднимается в нее, а из нее поступает металл с меньшей температурой.
Когда металл сливают ниже допустимой нормы, жидкий металл выбрасывается из канала печи благодаря электродинамической силе. Вследствие этого происходит самопроизвольное выключение печи и разрыв электрического контура. Чтобы этого не случилось, в печи всегда остается некоторое количество металла, называемое болотом.
Металл из канальной индукционной печи выдается посредством наклона или поворота ванны, а иногда при помощи создания избыточного давления газа над уровнем жидкого металла в ванне. Чтобы осуществить данный способ выдачи металла печь изготавливается герметичной, и в нее подается инертный газ или воздух. Под давлением газа уровень металла в ванне уменьшается и необходимое его количество вытекает из печи по сифонному желобу.
