Индукционная печь: особенности использования.

индукционная печь

Индукционная печь

Индукционная печь была придумана еще давно, в 1887 году, С. Фарранти, а первач промышленная заводская установка начала свою работу в 1890 г. на производстве Benedicks Bultfabrik.

В течение длительного периода времени индукционные печные установки были экзотикой, однако происходило это не из-за дороговизны электричества, в то время оно было не намного дороже теперешнего. Все дело в том, что в индукционных печах, раньше было много неясного, а существующая тогда база электроники не давала возможности создавать эффективные системы управления ими.

Индукционные печи сегодня:

В данной области произошел переворот спустя какие-то сто лет, благодаря, во-первых, появлению микроконтроллеров, мощность которых больше пиковой мощности персональных компьютеров производимых 20 лет назад. Также, переворот произошел в результате улучшения качества связи. Развитие связи потребовало появления на рынке недорогих транзисторов, которые способны давать мощность в несколько кВт и более, на максимальных частотах. Они, кстати, созданы на базе полупроводников. В конце-концов, индукционные печи не только преобразились, но и вошли в современный быт. Интерес к данному предмету создал массу самоделок, которые, могли бы стать полезными.

Принцип действия:

Генератор создает в индукторе переменный ток. Затем, конденсатор совместно с другими рабочими элементами образуют колебательный контур, который настроен на рабочую частоту, что в большей части случаев увеличивает технические параметры установки.

Канальная индукционная печь. Составные части:

индукционная печь

Индукционная печь

  • Первичная обмотка, которая питается электричеством промышленной (50/60 Герц) и повышенной (400 Герц) частоты, сделана на основе меди, охлаждаемой внутри жидким теплоносителем, трубы;
  • Вторичная обмотка – расплав;
  • Тигель кольцеобразный из жаростойкого диэлектрика, где находится сплав;
  • Набор пластин трансформаторной стали.

Как сделать самому?

Канальную индукционную печь мощность 2-3 кВт можно собрать самому из обычного сварочного трансформатора промышленной частоты. В подобной печи можно с легкостью расплавить до 0.5. кило цинка, латуни, бронзы и меди. Также, можно расплавить дюраль, только лучше дать остывании дать состариться отливке, до 2-х недель, в зависимости от сплава, чтобы набрала прочность, упругость и вязкость.

Шаг 1:

Собираем основу – бокс из кирпича 10х10х18 см, уложенный на огнеупорную плиту.

Шаг 2. Отделываем его асбестокартоном. После смачивания материал смягчается, что дает возможность придавать ему любой вид.

Шаг 3. Лучший вариант для печей на графите – трансформатор от сварочного аппарата 0,63 кВт.

Устройство индукционной тигельной печки:

Остаточная поверхность раздражала многих металлургов – сплавы-то в ней оставались дорогие. Поэтому, как только в начале двадцатого века появились мощные радиолампы, в тот же момент появилась идея: выкинуть магнитопровод, а простой тигель засунуть в индуктор напрямую. На другой промышленной частоте сделать так не получится, магнитное поле высокой частоты без магнитопровода сразу расползется (этот термин называется поле рассеяния) и передаст собственную энергию куда угодно, но не в расплав.

Преимущества тигельных индукционных печей:

  • Выделяющееся тепло, высокая получаемая равномерность металла по своей температуре и химическому составу.
  • Отсутствие источников загрязнения (кроме футеровки, удобство регулирования процесса плавки и управления, Гигиеничность труда.

Кроме того, для тигельных индукционных печей характерны:

  • Высокая производительность работы вследствие максимальных удельных (на одну единицу емкости) мощностей;
  • Усть возможность плавить даже твердую шихту, при этом, не оставляя металл предыдущей плавки (в сравнении с канальными печами);
  • Небольшая масса футеровки в сравнении с массой металла, что снижает аккумуляцию энергии в футеровке тигля и уменьшает тепловую инерцию в данной печи.

Все это делает индукционные печи исключительно удобными для работы с перерывами, особенно для фасонных и литейных цехов крупных машиностроительных предприятий.

индукционная печь

Индукционная печь


Еще одно преимущество- компактность индукционной печи, что дает возможность достаточно изолировать пространство для работы от окружающей среды и производить плавку в вакууме, либо в газовой среде. По этой причине, в современной металлургии часто используют индукционные вакуумные тигельные печи (ИСВ).

Недостатки:

  • Вместе с большим количеством преимуществ у тигельных индукционных печей имеются и следующие недостатки: наличие холодных(относительно) шлаков (температура шлаков меньше, чем температура металла), затрудняющих процесс проведения рафинировочных процессов во время выплавке высококачественных сталей;
  • дорогое и сверхсложное электрооборудование;
  • недостаточная стойкость футеровки во время резких колебаний температуры вследствие слабой тепловой инерции футеровки тигля, а также размывающего жидкого металла во время электродинамических явлений. Поэтому данные печи используют для переплава обычных легированных отходов для снижения угара элементов.

Особенности тигельных индукционных печей:

Индукционные тигельные плавильные печи оборудованы мощными катушками соленоидного типа— индукторами, через которые проходит переменный ток, вследствие чего, в зоне где работает индуктор появляется электромагнитное поле, которое способно влиять на токопроводящие элементы системы. В самом проводнике, находящимся внутри соленоида или недалеко от него, возникает мощное электрическое поле, вследствие такого явления как магнитная индукция. Данное поле порождает вихревое электричество во всем металле, приводящее к его нагреванию до сверхвысоких температур.

Следует помнить, что плавильные индукционные печи работают по так называемому бесконтактному принципу — энергия тепла не передается при взаимодействии нагревателя и металла, а появляется внутри металла непосредственно. Плавильная индукционная печь обычно выполняет функции преобразователя электрического тока в тепло. Работают такие печи для плавки при частоте электрического тока в соленоиде различной величины:

  • повышенной частоты — показатели: 0,5–10 кГц;
  • индукторы промышленной частоты — показатели: 50 Гц;
  • высокочастотные — показатели: 66–440 кГц.

По своей конструкции индукционные печи для выплавки металла делятся на установки с сердечником и уже упоминавшиеся тигельные. Тигельные являются наиболее распространенными и более удобны — сырье для дальнейшего расплава помещают в специальный тигель, который расположен в самом центре печи. В этом месте индукционные токи имеют самые высокие показатели, что определяет максимальную производительность тигельных индукционных печей.

Кроме всего остального, такие печи работают с твердыми видами металлов (в печах с сердечником для работы требуется наличие определенного количества расплава внутри, в ином случае необходимые токи не будут получены). Это позволяет использовать тигельные индукционные печные установки с перерывами в работе.

Говоря о компактности тигельных индукционных печей, это дает возможность производить плавку металлов в газовой среде.

Комментировать

Мы В Контакте
В Одноклассниках
Kwork.ru - услуги фрилансеров по 500 руб.
Реклама
Яндекс.Метрика

-->