Технико-экономические показатели

Индукционные тигельные печи применяются в промышленности для получения черных металлов (стали,, чугуна, сплавов на основе железа и никеля) и ряда цвет­ных металлов.Печи емкостью 2,5 т и выше питаются от сети 50 Гц через понижающие трансформаторы с первичным напряжением 6 или 10 кВ и регулированием вторичного напряжения под нагрузкой; печи меньшей емкости нуждаются в преобразователях частоты. Мощность печей за­висит от емкости и необходимой производительности. Напряжение на индукторе составляет 500—1700 В. Печи для подогрева (миксеры) имеют меньшую мощность, чем плавильные, так как энергия здесь требуется только для подъема температуры жидкого металла на 100—20СРС. Так, миксер ИЧТМ-10 имеет мощность 750 кВт, тогда как плавильная печь ИЧТ-10 — 2300 кВт.

Печи для плавки стали рассчитаны на рабочую тем­пературу тигля 1600—1700° С, а для плавки чугуна — на 1400—1450° С. Для плавки чугуна применяют набивную высокоглиноземистую футеровку, работающую достаточ­но длительное время. В настоящее время все большее число индукционных печей входят в эксплуатацию вза­мен вагранок. Стоимость выплавки чугуна в тигельных печах ниже, чем в вагранках, на 20—25 руб. на тонну чугуна (в зависимости от состава исходной шихты) при высоком качестве металла. В тигельных печах можно получить любую марку серого чугуна, а также синтети­ческого чугуна, выплавляемого из шихты с преимущест­венным содержанием стальных отходов без использова­ния чушковых литейных чугунов. Для доведения хими­ческого состава до нужных значений по углероду, крем­нию и марганцу используются порошок из электродной стружки, силикокальций и ферромарганец. Для получе­ния высоких технико-экономических показателей печи применяют специальные средства для удаления из ших­ты влаги, масла, эмульсий и других жиросодержащих веществ (подогрев шихты с использованием дешевого топлива — газа).

Печи малой емкости питаются от источников средней частоты. Печи выполняют без внешних магнитопроводов; витки индуктора закрепляют с помощью приваренных шпилек на текстолитовых стойках, тигель устанавливается на асбестоцементных плитах, закреп­ленных на раме из деревянных брусьев и скрепляющих уголков. Наклон печи осуществляют путем поворота вокруг оси, расположенной под сливным носком. Набив­ка тигля производится с помощью шаблона, расплавляемого при первой плавке и способствующего спеканию футировки. Шаблоны выполняют сварными из листового проката.

Главными достоинствами канальных печей перед другими печами, предназначенными для этих же целей, являются:

высокий КПД г|_э. В результате этого в канальных печах плавка металлов происходит с низким расходом электроэнергии. Например, на плавку латуни в каналь­ной печи затрачивается 300—350 кВт-ч/т, а в печах со­противления 400—450 кВт-ч/т;

малый угар металла, так как здесь нет большого перегрева металла на поверхности ванны печи и силь­ного окисления металла;

наличие электродинамического перемешивания ме­талла в каналах печи, что позволяет получать однород­ный по химическому составу металл без применения ка­ких-либо механических перемешивателей.

Электрическое оборудование индукционных плавильных установок.

Электропечные трансформаторы, конден­саторные батареи, регулятор электрического режима, Режим работы, регулирование нагрузки, компенсация реактивной мощности, экономия электроэнергии.

Ответ

Электрическое оборудование -служит для подачи питания на индуктор индукционной печи. Упрощенная элек­трическая схема индукционной печи повышенной частоты, питаемой от машинного или лампового генератора. Переменный ток высокой частоты от генератора через выключатель подается на индуктор , параллельно которому подключены конденсаторы . Конденсаторы предназначены для компенсации индуктивного сопротивления индуктора и установки в целом (компенсации реактивной мощности установки). В цепь включены две группы конденсаторов: конденсаторы первой группы подключены постоянно; а конденсаторы второй группы включают в случае необходимости. В процессе плавки по мере нагрева шихты изменяется ее удельное сопротивление и магнитная проницаемость, что изменяет индуктивное сопротивление установки. Включая или отключая дополнительные конденсаторы добиваются равенства индуктивного и емкостного сопротивлений, т.е. величины coos(ф) установки ,близкой к единице. В качестве источников питания (преобразователей частоты) используют ламповые и машинные генераторы, тиристорные преобразователи. Для питания малых печей («30—50 кг) применяют ламповые генераторы, вырабатывающие ток с частотой от 30 кГц до несколько мегагерц; их мощность изменяется от 0,3 до 1000 кВт. Большая часть промышленных печей с тиглями емкостью 60—100 кг и более питаются от машинных генераторов. Их выпускают мощностью от 12 до 2500 кВт с частотой вырабатываемого тока 0,5; 1; 2,4; 4; 8 и 10 кГц. Соотношение между емкостью печи и мощностью генератора примерно следующее:

Емкость, т 0,06 0,4 1,0 6 10 16 25

Мощность, кВт 50 250 500 2500 3000 5000 6000

В последние годы в качестве источников питания все шире применяются тиристорные преобразователи частоты. Промышленность выпускает тиристорные преобразователи мощностью до 3200 кВт с частотой вырабатываемого тока от 0,5 до 10 кГц.

Эти преобразователи обладают по сравнению с машинными генераторами, следующими преимуществами: более высокий электрический к. п. д.; высокая готовность к работе; возможность автоматического поддержания оптимального электрического режима без пере­ключения в силовой цепи (не требуется переключения конденсато­ров, что упрощает конструкцию конденсаторной батареи); отсутствие вращающихся частей и бесшумность в работе.

В состав электрооборудования индукционной печи входят также подключаемые к силовой цепи через трансформаторы тока и напряжения электроизмерительные приборы и приборы защиты (от перегрузок по току и напряжению и в случае отключения охлаждающей воды). Крупные индукционные печи снабжены автоматическим регулятором, который поддерживает оптимальный электрический режим путем взаимосвязанного регулирования коэффициента мощности, напряжения и силы тока. Основные параметры работы электрооборудования (мощность генератора, емкость конденсаторов, требуемая частота тока и другие) определяют расчетом исходя из заданных емкости печи, длительности плавления, температуры жидкого металла.

.