Автоматическое регулирование температуры печей сопротивления

Автоматизация технологического процесса печей сопротивления подразумевает регулирование температуры в печах. Необходимая стабильность температуры зависит от назначения печи.

В общепромышленных печах осуществляют ступенчатое управление.

~

К

Нагреватель печи сопротивления может подключаться и отключаться от сети с помощью силовых контактов контактора К. катушка К коммутируется минимальным контактом автоматического измерительного прибора.

Если действительная температура меньше заданной, минимальный контакт замкнут, нагреватель подключен к сети. Если действительная температура больше или равна заданной, контакт разомкнут, нагреватель отключен от сети.

4. Индукционные электрические печи

Индукционный нагрев проводящих тел основан на поглощении ими электромагнитной энергии, возникновении наведенных вихревых токов, на­гревающих тело по закону Джоуля-Ленца.

Принципиальная схема индукционного нагрева включает: индуктор, за­зор и нагреваемое тело.

Индуктор создает переменный во времени магнитный поток, дейст­вующий на нагреваемое тело.

Формы индукторов различны — цилиндрическая, плоская и др.

Индукторы изготавливают обычно из меди — немагнитного материала, охлаждаемого водой.

Он имеет много витков и может быть снаружи и внутри нагреваемого тела.

Достоинствами электроустановок индукционного нагрева являются:

• высокая скорость нагрева и неограниченный уровень температур,

• простота автоматизации технологического процесса,

• возможность регулирования зоны действия вихревых токов в про­странстве (ширина и глубина прогрева),

• хорошие санитарно-гигиенические условия труда.

Но, вместе с этим, требуются более сложные источники питания и по­вышенный удельный расход электрической энергии на технологические операции.

Ток индукторов составляет от сотен до нескольких тысяч «А» при сред­ней плотности тока 20 А/мм².

Индукционный способ нагрева применяется для:

• плавки металлов и неметаллов,

• поверхностной закалки,

• нагрева изделий для пластической деформации и т.п.

Индукционные электротермические установки разделяются на плавильные, нагревательные и за­калочные.

Они могут работать от источников на частотах:

50 Гц — промышленная; 0,5-10 кГц — средняя; сотни и тысячи кГц— высокая.

Плавильные установки (печи) разделяются по конструкции на индукци­онные канальные печи (ИКП) и индукционные тигельные печи (ИТП). Для рабочего процесса печей характерно:

- электродинамическое и тепловое движение жидкого металла в ванне или тигле, что способствует получению однородного по составу ме­талла и равномерному прогреву по всему объему;

- малый угар металла (в несколько раз меньше, чем в дуговых печах). Применяются для производства фасонного литья из черных и цветных металлов.

Индукционная канальная печь представляет собой трансформатор, обычно промышленной частоты (50 Гц). Вторичной обмоткой трансформатора служит виток из расплавленного металла. Металл заключен в кольцевом канале из огнеупора. Основной магнитный поток наводит в металле канала ЭДС, ЭДС создает ток, ток нагревает металл, поэтому, индукционная канальная печь подобна трансформатору, работающему в режиме короткого замыкания.

Возникающий в короткозамкнутом витке (канал с металлом) ток, про­ходя по металлу, выделяет теплоту согласно закону Джоуля-Ленца.

Индукторы канальных печей выполняют из продольной медной трубки, он имеет водяное охлаждение, канальная часть подового камня охлаждается от вентилятора или от централизованной воздушной системы.

Подъем крышки производится гидро- или электроприводом.

Электроснабжение к индуктору подводится по гибким кабелям.

Индукционные канальные печи предназначены для непрерывной работы с редкими переходами с одной марки металла на другую. Индукционные канальные печи, в основном применяют для плавки алюминия и его сплавов, а также меди и некоторых ее сплавов. Другие серии печей специализированы как миксеры для выдержки и перегрева жидкого чугуна, цветных металлов и сплавов перед разливкой в литейные формы.

Индукционные тигельные печи работают на промышленных, средних и высоких частота. Работа индукционной тигельной печи основана на поглощении электромагнитной энергии проводящей садки. Садка размещена внутри цилиндрической катушки - индуктора. Нагрев и расплавление садки происходит за счет вихревых токов, наво­димых в ней. Кроме того, индукционные тигельные печи имеют механизмы подъема крышки, наклона печи, загрузки (подвесные тележки, мостовые краны и т. п.).

Для компенсации реактивной мощности требуется установка конденса­торных батарей.

Индукторы изготавливают из медной трубки (круглого или квадратного сечения), охлаждаемой водой, накладываемой в один слой. Обмотка состоит из нескольких катушек, имеющих раздельное охлаждение.

Индукционные тигельные печи используют преимущественно для плавки металлов на фасонное литье при периодическом режиме работы.