8.5.2. Индукционные плавильные печи промышленной частоты.

Основные элементы конструкции печей промышленной частоты.

Каркас печи –5 (рис. 8.25.) может поворачиваться под действием гидравлических цилиндров вокруг оси цапф –2 для слива металла. Индуктор –3 опирается на магнитопроводы –4, представляющие собой пакеты трансформаторной стали. Магнитопроводы служат для замыкания внешнего магнитного поля индуктора и позволяют таким образом избежать нагрева металлоконструкций расположенных рядом с индуктором. Кроме того, с помощью распорных устройств между каркасом печи и индуктором (рис. 8.26) они обеспечивают жёсткость индуктору. Тигель –7 набивной из спекаемых огнеупорных масс закрывается крышкой –1. Подвод воды и тока к индуктору осуществляется гибкими водоохлаждаемыми кабелями и шлангами –6. При замерах температуры, отборе проб и вводе присадок и удалении шлака плавильщик находится на рабочей площадке печи –8.

Индуктор печи промышленной частоты выполняется из медной трубки фасонного профиля (рис.8.27.). Утолщённая часть тубки, обращенная к оси индуктора, имеет радиальный размер, превышающий глубину проникновения тока в медь индуктора. Между витками индуктора располагают кольца из листового изолятора. Индуктор стягивается вертикальными шпильками, соосность витков обеспечивается регулировочными шпильками - 7 (рис.8.26.). Высота индуктора печи обычно превышает высоту глубину ванны металла на 10…20% для обеспечения хорошей электромагнитной связи между индуктором и садкой. Однако с середины ХХ века печи промышленной частоты стали использовать печи с отрицательным вылетом индуктора, т.е. верхние активные витки индуктора располагаются ниже уровня металла в заполненном тигле. Охлаждение верхней части тигля в таких печах осуществляется холостыми водоохлаждаемыми витками, не включёнными в колебательный контур. Такая конструкция печи приводит к снижению электрического КПД системы индуктор-садка. В этом легко убедиться, сравнивая 6-ой и 7-ой варианты расчёта электрического КПД (таблица 2.6.). Действительно, уменьшение высоты индуктора по отношению к высоте металла действует аналогично уменьшению коэффициента заполнения индуктора, т.е. уменьшает активное сечение индуктора и увеличивает электрические потери в нём. Однако отрицательный вылет индуктора позволяет существенно увеличить удельную мощность печи (до 350…400 кВт/т), не превышая допустимой величины мениска свободной поверхности металла. В результате этого сокращается продолжительность плавки и тепловые потери.

Охлаждение индуктора обычно секционное. Каждая секция имеет свой вход и выход охлаждающей воды. Это позволяет избежать перегрева охлаждающей воды в индукторе.

Рис. 8.25. Общий вид индукционной тигельной печи промышленной частоты.

1-крышка; 2 –цапфа; 3 –индуктор; 4 –магнитопровод; 5 – каркас; 6 – гибкие водоохлаждаемые кабели и шланги; 7 – тигель; 8 - рабочая площадка.

Рис. 8.26. Крепление магнитопроводов. 1- регулировочная шпилька; 2 и 4 – теплоизоляция (асбест или алюмосиликат); 3 – индуктор; 5 и 8 – изоляторы; 9 – футеровка.

Рис. 8.27. Изоляция витков индуктора

1 – проводник индуктора; 2 – кольцо изолятора; 3 –теплоизоляция; 4 – кварцитовая обмазка; 5 – кирпичная кладка.

1 2 3 4 5