- •Индукционные тигельные печи
- •Учебное пособие
- •Введение
- •Электротермическое оборудование
- •Электротермическое оборудование (это)
- •Индукционные
- •1. Из истории развития индукционных тигельных печей
- •2. Индукционные тигельные печи
- •2.1. Назначение индукционных тигельных печей
- •Технические данные некоторых тигельных индукционных печей
- •Характеристики некоторых металлов и сплавов, расплавляемых в индукционных тигельных печах
- •2.2. Принцип действия индукционной тигельной печи
- •2.3. Циркуляция металлов в тигельной печи
- •2.4. Типы конструкций тигельной печи
- •2.4.1. Конструкция открытой
- •Стандартные медные профили
- •Стандартный медный прямоугольный профиль
- •2.4.2. Печи с магнитопроводом
- •2.4.3. Вакуумные печи
- •2.5. Эксплуатация индукционных тигельных печей
- •2.6. Плавильные установки с индукционными тигельными печами
- •3. Электрический расчет индукционной тигельной печи
- •3.1. Расчет мощности индукционной тигельной печи
- •3.2. Расчет частоты источника питания индукционной тигельной печи
- •3.3. Определение основных геометрических размеров индукционной тигельной печи
- •Из графиков (рис. 3.4) определяется как функция полезной емкости тигля.
- •3.4. Расчет параметров системы индуктор - загрузка
- •3.5. Расчет числа витков индуктора
- •3.6. Расчет конденсаторной батареи
- •3.7. Энергетический баланс установки
- •4. Чрезвычайные ситуации
- •Список литературы
- •Приложение 1
- •Приложение 2
- •Оглавление
- •2.3. Циркуляция металлов 17
- •3.2. Расчет частоты источника питания 49
- •3.3. Определение основных геометрических 54
- •3.4. Расчет параметров системы 61
2.4.2. Печи с магнитопроводом
и электромагнитным экраном
Напряженность магнитного поля с внешней стороны магнитопровода или экрана ничтожно мала. Это позволяет изготовлять корпуса печей с магнитопроводом и экраном из углеродистой стали; размеры их могут быть существенно уменьшены.
Печь с магнитопроводом. Примерная конструкция печи приведена на рис. 2.18. Пакеты трансформаторной стали, образующие внешний магнитопровод, прижимаются через изолирующие прокладки к индуктору с помощью нажимных болтов, создавая жесткую конструкцию. Расчет магнитопровода выполняется в следующем порядке [7]. Магнитный поток индуктора (в веберах), , (2.6)
где U - напряжение на индукторе, В; - число витков индуктора.
Поток, замыкающийся через магнитопровод, равен
, (2.7)
где - коэффициент, зависящий от соотношения геометрических размеров магнитопровода индуктора (рис. 2.18). Площадь сечения стали магнитопровода , м2. (2.8) |
Рис. 2.18. Индукционная тигельная печь с магнитопроводом:
1 – пакеты трансформаторной стали, образующие внешний магнитопровод; 2 – изолирующие прокладки; 3 – индуктор; 4 – нажимные болты. - высота пакета магнитопровода, м; - высота индуктора, м; - внутренний диаметр магнитопровода, м; - внутренний диаметр индуктора, м |
Индукцией В для холоднокатаных сталей задаются в пределах 0,9 - 1,4 Тл при частоте 50 Гц и толщине листа 0,35 мм и 0,5 - 1,0 Тл при повышенных частотах и толщине листа 0,2 мм.
Число пакетов магнитопровода выбирают, исходя из размеров и конструкции печи.
Площадь сечения стали одного пакета
. (2.9)
Площадь полного сечения одного пакета
, (2.10)
где - коэффициент заполнения пакета сталью, учитывающий межлистовую изоляцию.
Потери в пакете магнитопровода
, Вт, (2.11)
где - высота пакета магнитопровода, м; принимается несколько большей высоты индуктора;
кг/м2 - плотность трансформаторной стали;
- удельные потери в стали, Вт/кг; зависят от частоты, индукции, толщины листа и сорта стали, приводятся в электротехнических справочниках.
Потери на единицу боковой поверхности пакета
, (2.12)
где и- ширина и толщина пакета, принимаются конструктивно;.
При естественном воздушном охлаждении пакетов значение не должно превышать750 Вт/м2 во избежание перегрева магнитопровода по сравнению с окружающей средой, большего . Если это условие не удовлетворяется, необходимо развить теплоотдающую поверхность, разбив магнитопровод на большее число пакетов, или снизить индукцию, увеличив сечение стали.
Суммарная мощность потерь в магнитопроводе обычно не превышает 1,5 – 2 % потерь в индукторе. Масса магнитопровода довольно велика; у малых печей она может даже превышать массу садки.
Печь с электромагнитным экраном изображена на рис. 2.19
Печь имеет замкнутый экран (кожух) из металла с низким удельным сопротивлением, расположенный между индуктором и корпусом. Материалом экрана служит медь, а при больших размерах - менее дефицитный алюминий. Толщина экрана должна быть больше, чем полторы глубины проникновения тока в материал. При меньшей толщине напряженность магнитного поля за экраном уменьшится недостаточно. Применение электромагнитных экранов целесообразно лишь при частотах тока выше 50 Гц, так как на частоте 50 Гц толщина, масса и стоимость экрана оказываются чрезмерными. |
|
Рис. 2.19. Индукционная тигельная печь с электромагнитным экраном: 1 - замкнутый экран (кожух); 2 - индуктор; 3 - корпус |