Что представляет собой тигельная индукционная печь, виды, нормативы и принцип работы

В промышленной сфере используется различное оборудование, особенно если предприятие занимается металлургической или производственной деятельностью. Тогда для обработки металлов, администрация предприятия покупает вакуумные тигельные печи, чтобы превращать твёрдые металлы в жидкость, а затем изготавливать предметы, регулярно используемые в быту.

Что такое индукционная тигельная печь

Тигельная индукционная печь – промышленное устройство, предназначающееся для термической обработки металлов (нагревания, плавления, отжига, закалки и пр.). Конструкция работает, благодаря потреблению электроэнергии, из-за чего является экономичной и простой в эксплуатации.

Благодаря тигельной печи изготавливают:

  • Слитки золота, серебра.
  • Железную посуду.
  • Проволоку, запчасти для автомобилей и пр.

Нагревание расплавляемого материала происходит под влиянием переменного электрополя, имеющегося внутри рабочей барокамеры в запущенной тигельной печи. Однако эта печь ещё и индукционная, поэтому под воздействием индукционных токов, она превращает электрополе в тепловую энергию.

Как выглядит тигельная индукционная печь

Среди всех известных печей плавления, тигельная индукционная самая популярная. Её конструктивной особенностью, является отсутствие сердечника, а корпус исполнен в цилиндрической форме из огнеупорного материала. Внутри индуктора расположен тигель, к которому подключается переменный ток.

Преимущества тигельных печей:

  • При индукции и плавлении отсутствуют выбросы в окружающую среду, чем обеспечивается экологичность устройства.
  • Дополнительных нагревательных ТЭНов не требуется, поскольку энергия начинает выделяться при загрузке устройства материалами.
  • Методом индукции можно добиться быстрого возрастания температуры, что ускоряет рабочий процесс.
  • Температура равномерно распространяется по камере и выравнивается по объёму ванной, чтобы создать однородный многокомпонентный сплав высокого качества.
  • Устройство простое в применении.
  • Тигельная печь, работающая на индукционных токах, может работать в автоматизированном режиме или вручную. Специалисты могут вносить коррективы во время плавления.
  • Удельная мощность повышает производительность установки.

Также конструкция позволяет создавать реакции окисления и восстановления, независимо от величины давления. К недостаткам устройства относится малая футеровочная стойкость при низких температурных скачках и низкая температура шлаков, используемых для работы с расплавом. Однако множество промышленных предприятий нашли способы, как устранить эти недостатки и активно применяют метод индукции при плавке металлов различной плотности.

Разновидности тигельных печей

Сегодня разработаны и используются различные модели индукционных тигельных печей. Каждая из них имеет собственные особенности, поэтому установки плавильных печей были классифицированы по:

  • Объёму, вмещающегося внутрь сырья.
  • Типу тигля.
  • Частоте питающего тока.
  • Характеру рабочей атмосферы.
  • Конструктивным особенностям.

Тигель, является резервуаром для размещения шихты. Его изготавливают в 2-х вариантах, в зависимости от электропроводящих свойств материала (из которого исполнили тигель индукционной печи):

  • Проводящие.
  • Непроводящие.

Конструкции, относящиеся к 1 типу, объединяют электропроводимые материалы (графит, легированную сталь) с тиглем. Они оснащаются дополнительной теплоизоляцией. Непроводящие устройства изготовлены из керамики диэлектрического типа. Размещённые внутрь барокамеры материалы накаляются, путём индуктированного тигельного тока.

Схема тигельной индукционной печи

Отталкиваясь от конструктивных особенностей, различают:

  • Экранированные.
  • Закрытые.
  • Открытые.

Принцип их работы идентичен, однако имеются небольшие отличия в способе проведения внетигельного потока.

По рабочей атмосфере индукционные тигельные печки делят на:

  • Вакуумные.
  • Открытые.

В отличие от вакуумных печей, открытые работают в атмосфере. В первом случае переработанные металлы выходят с минимальной концентрацией вредных примесей и ненужных газов.

Частотность питающего тока – один из важнейших критерий мощности устройства, поэтому, в зависимости от требуемого рабочего объёма тигельные печи (работающие методом индукции) изготавливают с различным питанием:

  • Электрические (до 50Гц).
  • Статистических частотных умножителей (до 250 Гц).
  • Ламповых генераторов (высокочастотные).

Сегодня, производители тигельных печей выпускают конструкции, имеющие емкость от 100 гр. -120 т. наиболее популярной установкой стала, обладающая объёмом 140 дм3 и функционирующая на промышленных и повышенных частотах.

Нормы и технические параметры индукционных тигельных печей

Технические параметры и нормативы, разработаны для каждой модели индукционных тигельных печей отдельно, но они схожи в некоторых параметрах. Рассмотрим более подробно на примере тигельной индукционной печи, модели ИЧТ-1/0,4 С2.

Данная конструкция разработана для переплавки чугунного материала. Тигельная индукционная печь изготовлена в соответствии с ГОСТом 15150-69, и предназначается для эксплуатации в таких условиях:

  • Удары и вибрации вблизи установки должны отсутствовать.
  • Нельзя использовать установку над уровнем моря, свыше 1000 м.
  • Запрещается использование конструкции на промышленных предприятиях с концентрированными показателями пыли и паров (ГОСТ 2.1.005-88).
  • Допускается применение конструкции при температуре окружающей среды +5 °С-(+40 °С).
  • (Во избежание росы) не следует использовать воду для охлаждения более, чем на 15 °С ниже окружающей среды.
  • В охлаждаемой жидкости должны отсутствовать примеси, создающие осадок.
  • Рекомендуемая температура охлаждающей воды — +5 °С-(+25 °С).

Данная индукционная печь соответствует нормативам пожарной безопасности, однако установку следует помещать исключительно в закрытые невзрывоопасные помещения, лишённые не агрессивных газообразных сфер и примесей, способных повредить металлы и изоляцию.

Слив расплава с тигельной печи, исполненной в соответствии с нормативами

Технические характеристики индукционной плавильной печи:

Установленная производительность, кВт 400
Потребляемая электроэнергия, кВт 386
Масса, т 1,0
Электрическая частота, Гц 50
Число фаз питающей сети 1
Номинальное напряжение, В:
— сетевое
— индукторное

6000 или 10000
495
Температурный диапазон, ° С:
— оптимальный
— макс.

1400
1550
Эффективность плавления и перегрева сырья, т/ч 0,61
Расход электричества на расплавление, кВт·ч/т 630
Конструктивный вес, т 12,1
Вес всего устройства т 18,3
Расход жидкости для охлаждения, м/ч 5,0

Важно! Данные характеристики, являются номинальными, но при оценке эффективности следует учитывать технологические особенности плавления, время (выделенное на расплавление), разновидность шихты, вариант загрузки и другие факторы, способные повлиять на производительность электропечи.

Принцип работы индукционной тигельной печи и конструктивные особенности модели ИЧТ–1/0,4 С2

Электропечь индукционно-тигельного типа, является аналогом трансформатора, поскольку работает по аналогичному принципу. Дополнительные сходства у устройств, работающих методом индукции и трансформаторов – наличие:

  • Индуктора-катушки, охлаждаемого водой.
  • Второстепенной обмотки (она же нагрузка, представляющая собой расположенное внутри тигельной камеры сырьё).

Устройство расправляет металлическое сырьё, благодаря токам, возникающим внутри камеры из-за магнито-электрического поля, образуемого индуктором. Также появляется электродинамическая сила, создающая перемещение, температурную равномерность и однородность, получаемого в итоге сырья.

Локализация функционирующих комплектующих внутри тигельной индукционной печи.

Согласно ГОСТу, в комплекте с электрической печью данной модели идёт дополнительное оборудование, требуемое для работы с конструкцией. Плавильная установка ИЧТ–1/0,4 С2, состоит из:

  • Плавильного узла.
  • Индуктора.
  • Опорной рамы.
  • Магнитопроводов.
  • Футерованного пояса-воротника.
  • Футеровки подины.
  • Тигля.

Узел располагается внутри корпуса конструкции и легко извлекается из электропечи за специальные проушины, при помощи крана.

Опорная рама тигельной индукционной печи сконструирована:

  • Из верхней части, проворачивающейся 2-мя плунжерами.
  • Нижней, сохраняющей неподвижность.

Основная часть конструкции – индуктор, исполненный в виде многовитковой, охлаждающейся жидкостью катушки. Она оснащена 2-мя секциями: функционирующей и холостой. Последняя применяется для охлаждения тигля. Чтобы защитить конструкцию от негативных влияний, с наружной части индуктора располагаются магнитопровода, выполненные из трансформаторной стали.

Главное, что тигельные печи проверяются на качество ещё до поступления в продажу. Тогда лаборатории испытывают 1 устройство из партии и, если оно соответствует всем параметрам ГОСТа, всю серию отпускают в магазины промышленного оборудования. Следовательно, приобрести некачественное устройство, практически невозможно.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *