Расчет индукционной канальной печи

Индукционные канальные печи

Индукционные канальные печи в основном используются для плавки чугуна, в качестве миксеров, а также плавки цветных металлов, самыми распространенными из которых являются цинк, алюминий медь и сплавы на ее основе:

1. Мельхиор.
2. Латунь.
3. Бронза.
4. Нейзильбер.

Наличие в индукционных канальных печах теплового и электродинамического движения расплавленного металла или сплава обеспечивает его равномерность температуры и однородность химического состава. Индукционные канальные печи рекомендовано использовать, когда в выплавляемому металлу и полученным отливкам предъявляются высокие требования по неметаллическим включениям и газонасыщенности. Назначение индукционных канальных миксеров заключается в перегреве жидкого металла, создании постоянных температурных условий литья, выравнивания состава, а также регулирования и дозирования скорости литья.

Индукционные канальные печи делятся на:

1. Печь ИЛК барабанного и шахтного типа, которая предназначена для плавки меди и сплавов на ее основе.
2. Миксер ИЛКМ, который используется для перегрева, выдержки и разливки сплавов на основе меди.
3. Печь ИАК которая используется для плавки алюминия и сплавов на его основе.
4. Печь ИАКР, которая используется для поддержания стабильной температуры жидкого алюминия, его перегрева и заливки в литейные формы.
5. Печь ИЦК, которая предназначена для плавки катодного цинка.
6. Миксер ИЧКМ, который используется для перегрева, выдержки и разливки жидкого чугуна.
7. Миксер раздаточный ИЧКР, который используется для поддержания стабильной температуры и перегрева чугуна, а также его заливки в литейные формы.

Расчет индукционной канальной печи

Расчет индукционной канальной печи начинается с расчета количества плавок за сутки. Формула выглядит следующим образом:

$nсут = 24 / (Т1+Т2)$

где: Т1 - продолжительность плавки; Т2 - продолжительность загрузки и разливки.

Затем рассчитывается полезная емкость ванны индукционной печи следующим образом:

$Gвн = Nсут / nсут$

где Nсут - суточная производительность индукционной печи.

Полезный объем ванны индукционной печи рассчитывается следующим образом:

$Vвн = 10(3)*(Gвн / Ууд)$

где Ууд - плотность расплавленного металла.

Активная мощность индукционной печи может быть рассчитана следующим образом:

$Рап = (Wтеор*Gсл) / (nэсл*nтерм*Т1)$

где: Wтеор - теоретический удельный расход энергии, который необходим для перегрева и расплавления одной тонны металла или сплава; Gсл - количество металла, которое сливается из печи; nэлс - электрический коэффициент полезного действия системы индуктор - канал; nтерм - термический коэффициент полезного действия печи, который определяется из теплового расчета печи.

При использовании однофазной индукционной печи формула для расчета мощности индуктора будет иметь следующий вид:

$Рап = Раи$

где Раи - мощность индуктора печи.

Для двухфазной печи формула будет выглядеть следующим образом:

$Раи = 0,5*Рап$

Для трехфазной индукционной печи формула расчета мощности индуктора представлена ниже

$Раи = 0,33 * Рап$

Для расчета сечения магнитопровода используется следующая формула:

Рисунок 1. Формула. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

где: ф - отношение массы стали используемого магнитопровода к массе меди в индукторе; С - отношение средней длины витка индуктора к средней длине магнитной линии в магнитопроводе; В - магнитная индукция в магнитопроводе; f - частота питающего электрического тока; j - допустимая плотность электрического тока в меди используемого индуктора; cosC - коэффициент мощности индуктора; В - магнитная индукция в магнитопроводе.

С учетом изоляции между пластинами формула для расчета сечения между пластинами будет иметь следующий вид:

$Q’м = Qм/кс$

где кс - коэффициент заполнения сечения магнитопровода.

Количество витков в индукторе печи рассчитывается по формуле:

$n = (U*1000 000 000) / (4.4*B*f*Qм)$

где U - напряжение на индукторе

Сила электрического тока в индукторе рассчитывается следующим образом:

$I1 = (Раи * 10 000) / (U*cosфс)$

Сечение медной части индуктора рассчитывается следующим образом:

$Qмед = I1 / j1$

Диаметр окружности, которую можно описать вокруг сердечника (при использовании индукционной печи с круглым каналом) рассчитывается по формуле:

$dм = √ (4*Q’м) / (п*кd)$

где п = 3,14; kd - коэффициент заполнения окружности материалом сердечника

Формула для расчета внутреннего диаметра выглядит следующим образом:

$d = dм + 2*√1$

Средний диаметр индуктора рассчитывается по формуле:

$Dср = D + о$

где о - радиальный размер трубы индуктора.

Сила тока в канале индуктора приблизительно равна:

$I2 = I1*n$

Таким образом сечение канала может быть рассчитано по формуле:

$S2 = I2/j2$

где, j2 - допустимая плотность электрического тока в канале.