Министерство образования и науки РФ

ФГОУ ВПО Чувашский Государственный Университет им. И.Н. Ульянова

Электротехнический факультет

Кафедра АЭТУС

Курсовой проект

по дисциплине: “Установки индукционного нагрева”

на тему: “Индукционный тигельный миксер для чугуна”

Выполнил: студент

гр. ЭТ – 51 - 09

Петров Д.Ю.

Проверил:

Терехов В.П.

Чебоксары 2012 г.

РЕФЕРАТ

Пояснительная записка выполнена на 30 страницах и содержит 9 рисунков, 7 источников литературы.

Используемые термины - индукционная печь, индуктор, конденсаторная батарея, электрические потери, тигель, мощность, магнитопровод.

Целью курсового проекта - разработка индукционного тигельного миксера для чугуна.

Пояснительная записка включает в себя расчет основных размеров, выбор частоты источника питания, тепловой расчет, электрический расчет, расчет водоохлаждения индуктора, расчет конденсаторной батареи, расчет магнитопровода, энергетический баланс установки, а также описание установки, выбор механизмов и разработка электрических схем.

Графическая часть включает в себя чертежи общего вида печи, электрическую схему питания и управления.

Содержание

Введение 4

Техническая характеристика 5

Габаритный чертеж 6

Литературный обзор 8

1. Описание технологического процесса и установки 9

1.1 Общая характеристика и достоинства тигельных печей 9

1.2 Технологический процесс 11

2. Определение геометрических параметров и выбор частоты источника питания 12

3. Тепловой расчет 14

4. Электрический расчет 15

4.1. Определение эквивалентных сопротивлений системы индуктор-загрузка 15

4.2. Расчет водоохлаждения индуктора 19

4.3. Расчет конденсаторной батареи 21

4.4. Расчет магнитопровода 22

4.5. Энергетический баланс установки 23

5. Выбор механизмов 24

6. Разработка электрических схем и выбор электрооборудования 25

Заключение 29

Литература 30

Введение

Индукционный нагрев является одной из самых молодых и в то же время самых прогрессивных областей электротермии. Получив промышленное развитие с начала XX столетия, этот вид нагрева к настоящему времени завоевал прочное место в самых разнообразных отраслях промышленности.

Преимущества индукционного нагрева по сравнению с другими методами нагрева заключается в следующем:

1. Передача электрической энергии непосредственно в нагреваемое тело позволяет осуществить прямой нагрев проводниковых материалов и значительно увеличить его скорость по сравнению с печами косвенного действия, где изделия нагреваются только с поверхности.

2. Максимальный уровень температур, достигаемых при индукционном методе нагрева, лимитируется в основном только применяемыми огнеупорными материалами.

3. Передача электрической энергии в нагреваемое тело не требует контактных устройств, что значительно упрощает конструкцию.

4. Благодаря явлению поверхностного эффекта максимальная мощность выделяется в поверхностном слое нагреваемого изделия.

5. В индукционных плавильных печах возникающие при передаче энергии в расплав электродинамические усилия способствуют циркуляции расплава в объеме тигля. Это ускоряет процесс плавки и позволяет получать металл со стабильными и однородными свойствами.

6. Индукционный метод нагрева и плавки в большинстве случаев обеспечивает высокую производительность труда, хорошие санитарно-гигиенические условия производства и исключает загрязнение воздушного бассейна.

Тигельная печь по принципу действия подобна воздушному трансформатору. Первичная обмотка – индуктор, вторичная обмотка и одновременно нагрузка – расплавленный металл в тигле, помещенном внутри индуктора.

Печи этого типа широко применяются в промышленности для плавки черных и цветных металлов, как на воздухе, так и в вакууме и в защитных атмосферах. В настоящее время используются такие печи емкостью от десятков грамм до десятков тонн.

Основным назначением индукционных тигельных электропечей является выплавка черных и цветных металлов, высококачественных сталей и специальных сплавов, требующих особой чистоты, однородности и точности химического состава. В последние годы тигельные печи все чаще стали использоваться в комплексе с другими плавильными агрегатами (дуговыми печами). В этих случаях металл, предварительно расплавленный в указанной печи, поступает затем в индукционную электропечь для рафинирования и доведения до заданного химического состава.

В индукционных тигельных печах плавят также благородные металлы – золото и платину.