3.Індукційні печі без осердя (тигельні печі).

Принцип роботи печі заснований на поглинанні електромагнітної енергії металом, тигель з яким поміщений в змінне магнітне поле. При нагріванні металу індукційним струмом за рахунок взаємодії струмів в індукторі і металі виникають електродинамічні зусилля. Направлення цих зусиль протилежні друг другу і приводять до витиснення металу від периферії до центру. В результаті цього поверхня розплавленого металу спучується, що сприяє циркуляції металу.

Індуктори печей виготовляють з мідної трубки з водяним охолодженням або мідного проводу з повітряним охолодженням. Індуктор і тигель кріплять на корпусі печі.

Струмопідвід до індуктору виконують мідними або алюмінієвими шинопроводами з роз’ємним з’єднанням, а також гнучким кабелем для забезпечення нахилу печі. Механізми нахилу печі, підйому кришки та завантаження печі виконують з електроприводом. Коефіцієнт потужності індукційних тигельних печей знаходиться в межах 0,05÷0,25 и для його підвищення встановлюють статичні конденсатори на підвищені і високі частоти.

Принципова схема включення індукційної печі промислової частоти (рис.6.17б) складається з трансформатора 4, контактора 5, конденсатора 7, дроселя 6, конденсаторної батареї 7а, однофазної печі 8, гідравлічної установки 9 для нахилу печі, охолоджувальних установок 11 і шафи управління 10. Конденсатор 7 і дросель 6 служать для створення симетрич -ного пристрою для балансування навантаження трьох фаз мережі при підключенні однофазної печі.

Ці печі по виду електроживлення на поділяються:

- печі промислової частоти (50 Гц) з живленням від заводських підстанцій;

- печі підвищеної частоти (0,5÷10 кГц) з живленням від електромашинних перетворювачів;

- печі високої частоти (50÷400 кГц) з живленням від лампових або напівпровідникових генераторів.

Рис. 6.17. Будова а) і схема включення б) індукційної печі без осердя.

По конструкції індукційні печі без осердя виконують відкритими – для плавки в повітряній атмосфері, а також герметично закритими для плавки в вакуумі та атмосфері нейтральних газів. Індукційні тигельні печі без осердя використовують в основному для плавки високоякісних марок сталей, чавунів, кольорових металів та сплавів (нікелю, міді та ін.).

Будова індукційної печі без осердя приведена на рис. 6.17а.

1 – індуктор, виготовлений з мідної трубки, яка охолоджується водою і за - живлюється від джерела змінного струму.

2 – метал (сплав).

3 – вогнетривкий тігель.

Схеми живлення установок індукційного нагріву.

Машинні перетворювачі виготовляють однокорпусними потужністю до 100 кВт і двокорпусними – 250, 500 и 1500 кВт з коефіцієнтом корисної дії 65–85%. Для збудження генераторів використовують напівпровідникові випрямлячі і тиристорні збуджувані. Для регулювання і підтримання напруги використовують магнітні і тиристорні підсилювачі. Компенсація реактивної потужності здійснюється статичними конденсаторами, на частоту 1000, 2500 и 8000 Гц з водяним охолодженням.

Агрегати серії ВПЧ виготовляються на потужності від 12 до 100 кВт, напругою від 200 до 800 В і робочі частоти в межах 2400 – 8000 Гц;

Агрегати серії ОПЧ – на потужності 250 – 500 кВт, напругою 800 – 1600 В и частоти 1 – 10 кГц;

Агрегати серії ВЭП – на потужності 60 и 100 кВт, напругою 800/400 В і частоти 2,4 і 8 кГц.

Тиристорні перетворювачі частоти (ТПЧ) – вид джерел живлення середньої частоти. Перетворювачі серії СЧИ випускаються на номінальні потужності 100 и 250 кВт і номінальну частоту 3,0 кГц (з регулюванням від 67 до 100%) і серії ТПЧ на номінальні потужності від 160 до 3200 кВт і номінальні частоти 0,5; 1,0; 2,4;1 8,0 кГц (з регулюванням від 80 до 100%).

Номінальна напруга перетворювачів дорівнює 800 В з регулюванням в межах від 50 до 125%.

Схеми силових кіл живлення індукційних печей від електромашинного і тиристорного перетворювачів приведені на рис. 6.18.

б)

Рис. 6.18. Схеми живлення індукційних печей: а) – з електромашинним перетворю - вачем, б) – з тиристорним перетворювачем.