Вопрос № 10 Описать устройство и принцип работы дуговых электрических печей косвенного нагрева (б).
Рисунок 3- Дуговые электрические печи прямого (А) и косвенного (Б) нагрева
Дуговые печи косвенного нагрева предназначены для переплава цветных металлов и их сплавов, выплавки некоторых сортов чугуна и никеля. Обычно – это однофазные печи.
Основными элементами печи являются:
- стальной кожух (6), внутри которого находится огнеупорная футеровка (5), расположенный горизонтально;
- электроды (3), расположенные по оси цилиндрической ванны, которые перемещаются с помощью механизма подачи;
-вспомогательные устройства, предназначенные для непрерывного качания печи в процессе работы, ее загрузки (выгрузки) и другие.
Принцип действия состоит в следующем. Электрическая дуга между электродами, расположенными над нагреваемым материалом. Теплообмен между электрической дугой и материалом осуществляеся, в основном, за счет излучения. Выделяемая энергия поглощается материалом, что приводится к его нагреванию и расплавлению.
Печь после расплавления части шихты работает с непрерывным качанием, осуществляемым ЭП от реверсивного двигателя. При такоц работе обеспечиваетя более равномерный нагрев футеровки печи, что повышает срок службы. Кроме того, нагретые прямые излучением дуги части футеровки периодически омываются и охлаждаются расплавленным металлом, более холодным, чем футеровка.
Одновременно улучшается качество металла за счет его перемещения.
Подача электродов осуществляется автоматически или вручную.
Дуговые печи с косвенным нагревом имеют небольшую емкость до 0,5т.
Достоинством таких печей является значительно меньший угар металла, по сравнению с печами прямого действия, так как дуга находится на некотором удалении от расплавленного материала.
Вопрос № 11 Описать устройство, принцип работы индукционной канальной электрической печи (б).
Рисунок 4- Схема и конструкция индукционных тигельной (А) и канальной (Б) печей
Индукционные канальные печи (ИКП) работают только на промышленной частоте.
Канал с расплавленным металлом (1) является короткозамкнутым витком вторичной обмотки трансформатора.
В канале расходуется 90-95% подведенной к печи электрической энергии. С целью уменьшения потока рассеяния (Ф) первичную и вторичную обмотку располагают на одном стержне магнитопровода, по которому проходит основной магнитный поток (Ф1).
Магнитный поток первичной обмотки Ф1, пересекая канал с металлом, наводит в нем ЭДС.
Возникающий в короткозамкнутом витке (канал с металлом) ток, проходя по металлу, выделяет теплоту согласно закону Джоуля –Ленца.
По конструкции ИКП представляет собой футерованную ванну (7), заключенную в металлической корпус (6).
Индукционная единица состоит из индуктора (3), шихтованного магнитопровода (2) из трансформаторной стали и подового камня (10) с охватывающими индуктор плавильными каналами (1). Для слива металла (8) через носок (4) печь наклоняется при помощи гидро- или электропривода.
Загрузку печи ведут сверху через проем, закрытый во время плавки футерованной крышкой (5).
Подъем крышки производится гидро- или электроприводом. Подовый камень (10) охлаждение воздухом при помощи вентилятора (9) через зазор между индуктором и подовым камнем.
ЭСН к индуктору подводится по гибким кабелям.
Достоинством ИКП является их высокий энергетический КПД, достигающий 60-95%.
Вследствие большого зазора между индуктором и каналом печи, что вызвано необходимостью футеровки, реактивная мощность печи в несколько раз больше ее активной мощности, поэтому естественный cos φ= 0,3..0,7.
Меньшие значения коэффициента мощности соответствует ИКП для плавки металлов с низким (медь, алюминий) удельным сопротивлением, а большие значения – с высоким (сталь, чугун).
Особенностями ИКП являются:
-необходимость непрерывного режима работы,
-необходимость оставления части металла при сливе,
-сложность перехода к плавке других металлов.