Naminė indukcinė krosnis metalui lydyti. Kaip savo rankomis pasidaryti indukcinę orkaitę. Kanalinės indukcinės krosnys

Įranga
01.11.2019

Daugiau nei prieš šimtmetį sukurtos indukcinės viryklės tapo mūsų kasdienio gyvenimo dalimi. Tai tapo įmanoma dėl elektronikos plėtros. Sprogus silicio puslaidininkių pagrindu pagamintų valdiklių galios augimas ir plataus masto tranzistorių, galinčių užtikrinti didelę galią (keli kilovatai), atsiradimas. pastaraisiais metaisįgavo lavinos pobūdį. Visa tai suteikė žmonijai neįtikėtinai dideles perspektyvas kurti miniatiūrines instaliacijas, kurių galia prilygsta pramoniniai prietaisai artimiausia praeitis.

Prietaiso paskirtis ir struktūra

Taikymas indukcinės krosnys V namų ūkis padeda išvengti gaisro atsiradimo kambaryje atvira liepsna ir yra grazi efektyvus būdas metalų ir lydinių lydymas ir kontroliuojamas kaitinimas. Taip atsitinka dėl to, kad metalas įkaista, įkaista ir išsilydo be poveikio aukštos temperatūros degikliai, bet per save leisdamas aukšto dažnio sroves, skatindamas aktyvų dalelių judėjimą medžiagos struktūroje.

Tai tapo galima išvaizda namie:

Be to, vis labiau plinta elektrinės indukcinės viryklės, kurios dirba ne tik su laidžia medžiaga. Jų konstrukcija šiek tiek skiriasi nuo įprastų indukcinių krosnių, nes jos pagrindas yra kaitinimas elektrine indukcija medžiaga, kuri nepraleidžia srovės (jos taip pat vadinamos dielektrikais). tarp kondensatoriaus plokščių, tai yra skirtingo poliškumo jo išvados. Pasiekiamos temperatūros nėra labai aukštos (apie 80–150 laipsnių Celsijaus), todėl tokios instaliacijos naudojamos plastikui lydyti arba jo terminiam apdorojimui.

Dizaino ypatybės ir veikimo principas

Indukcinė krosnis veikia remiantis sūkurinių elektros srovių susidarymu joje. Norėdami tai padaryti, naudokite induktorių, sudarytą iš storos vielos vijų, prie kurios prijungtas šaltinis kintamoji srovė. Tai kintamoji srovė, kuri, priklausomai nuo srovės dažnio, formuoja nuolat kintantį magnetinį lauką. Tai provokuoja šių srovių perdavimą į ritės viduje esančią medžiagą kartu su dideliu šilumos kiekiu. Tokiu atveju net pats įprasčiausias suvirinimo keitiklis gali veikti kaip generatorius.

Yra dviejų tipų indukcinės krosnys:

  1. Su magnetine šerdimi, kurios ypatumas yra induktoriaus vieta metalo, kurį galima išlydyti, tūryje.
  2. Be magnetinės grandinės – kai induktorius yra lauke.

Dizainas su magnetine šerdimi naudojamas, pavyzdžiui, in kanalų krosnys. Juose naudojama atvira metalinė (dažniausiai plieninė) magnetinė grandinė, kurios viduje yra lydymosi tiglis ir induktorius, sudarantis pirminės apvijos grandinę. Tiglio medžiaga gali būti grafitas, karščiui atsparus molis arba bet kokia kita nelaidžia medžiaga, turinti tinkamą atsparumą karščiui. Į jį dedamas metalas, kurį reikia išlydyti. Paprastai tai yra visų rūšių spalvotųjų metalų, duraliuminio ir ketaus lydiniai.

Tokios krosnies generatorius turi užtikrinti AC dažnis 400 hercų ribose. Vietoje to taip pat galima naudoti įprastą generatorių elektros tinklas ir maitinti krosnį 50 hercų dažnio srove, tačiau tokiu atveju kaitinimo temperatūra bus žemesnė ir toks įrenginys netiks ugniai atsparesniems lydiniams.

Tiglio krosnys, kurių konstrukcijoje nėra magnetinės grandinės, daug labiau išplito tarp entuziastų. Norėdami pasiekti, jie naudoja daug didesnio dažnio sroves didesnis tankis laukai. Taip yra būtent dėl ​​to, kad nėra magnetinės grandinės – erdvėje išsisklaido per didelis lauko energijos procentas. Norėdami to išvengti, turite labai tiksliai sureguliuoti orkaitę:

  • Užtikrinkite vienodą indukcinės grandinės dažnį ir generatoriaus įtampą (tai lengviausia padaryti naudojant keitiklį).
  • Lydymosi tiglio skersmenį pasirinkite taip, kad jis būtų artimas gaunamos spinduliuotės bangos ilgiui magnetinis laukas.

Tokiu būdu nuostolius galima sumažinti iki 25% visos galios. Norint pasiekti tą patį geriausias rezultatas Kintamosios srovės šaltinio dažnį rekomenduojama nustatyti du kartus ar net tris kartus didesnį už rezonansinį dažnį. Tokiu atveju lydinį sudarančių metalų difuzija bus maksimali, o jo kokybė bus daug geresnė. Jei dar padidinsite dažnį, galėsite pasiekti aukšto dažnio lauko stumdymo į gaminio paviršių efektą ir taip jį sukietinti.

Vakuuminės lydymosi krosnys

Šio tipo įrengimas vargu ar gali būti vadinamas buitiniu, tačiau verta juos apsvarstyti dėl to, kad vakuuminis lydymas turi daugybę technologiniai pranašumai palyginti su kitomis rūšimis. Savo konstrukcija jis primena tiglį, su tuo skirtumu, kad pati krosnis yra vakuuminėje kameroje. Tai leidžia pasiekti didesnį metalo lydymosi proceso grynumą, sumažinti jo oksidaciją apdirbimo metu ir pagreitinti procesą, taip sutaupant daug energijos.

Be to, ribota ir uždara erdvė padeda išvengti besilydančių metalų kenksmingų garų patekimo į aplinkinę erdvę ir išlaikyti apdorojimo proceso grynumą. Galimybė kontroliuoti sudėtį ir apdorojimo procesą taip pat yra vienas iš šio tipo krosnių privalumų.

Ortakių indukciniai įrenginiai

Kitas pramoninių krosnių tipas su daugiau platus pritaikymas, nei kiti. Jie gali būti naudojami ne tik kaip lydyklos, bet ir kaip paruoštos medžiagos platintojai bei kelių rūšių žaliavų maišytuvai. Tipiški dizainai tokie įrenginiai apima:

Mažiausias grandinės atidarymas, kurį sudaro skystas metalas, magnetinė grandinė ir ritė, padidina jos pačios varžą ir akimirksniu iš kanalo išsiskiria visa žaliavos masė. Siekiant neutralizuoti šį reiškinį, kanalo viduje paliekama „pelkė“ - nedidelė metalo masė, kuri palaikoma skystoje formoje.

Kanalinio tipo indukcinių krosnių privalumai:

  • Maža montavimo kaina.
  • Ekonomiškas – norint palaikyti blogai šilumą išsklaidončią temperatūrą vonios viduje, reikia nedidelio elektros energijos kiekio.
  • Koeficientas naudingas veiksmas induktorius veikimo metu yra labai aukštas.

Trūkumai:

Pagrindiniai krosnies grandinės elementai

Norint surinkti instaliaciją ir atlikti jos darbus, reikia rasti tinkamą indukcinės krosnies ir jos dalių schemą. Norint rasti pastarąjį, labai pravers iš savo kompiuterio turėti vieną ar kelis nereikalingus maitinimo šaltinius, nes juose galima rasti daugumą dalių. Tipiška schema pati paprasčiausia orkaitė su naminiu keitikliu bus tokie elementai kaip:

Įrenginio keitiklis surenkamas pagal S. V. Kukhtetsky pasiūlytą schemą laboratoriniams tyrimams. Jį nesunkiai galima rasti internete. Inverterio, maitinamo 12–35 voltų įtampa, galia sieks 6 kilovatus, o veikimo dažnis – 40–80 kilohercų, namų projektams to pakaks.

Saugos priemonės darbe

Kadangi darbas su indukcine krosnele yra susijęs su glaudžiu kontaktu su išlydytu metalu ir srovėmis aukštas dažnis ir stiprumo, verta pasirūpinti kokybišku instaliacijos įžeminimu ir patikimomis apsaugos priemonėmis. Šiuo atveju drabužiai turi griežtai atitikti visus reikalavimus:

Nepamirškite apie gerą kambario, kuriame jie dirbs, vėdinimą. Išlydytas metalas išmetamas į orą cheminiai junginiai, kurios visai nenaudingos jūsų plaučiams.

Įvadas3

Fenomenas elektromagnetinė indukcija 3

Faradėjaus eksperimentai 3

Taikymas metalurgijoje4

4

Pramoninės dažnio indukcinės krosnys 12

Lydymas rūgštimi išklotoje krosnyje. 13

Lydymas vakuuminėse indukcinėse krosnyse . 13

Išvada16

Naudota literatūra:17


Elektros srovės sukuria aplink save magnetinį lauką. Ryšys tarp magnetinio lauko ir srovės paskatino daugybę bandymų sužadinti srovę kilpoje naudojant magnetinį lauką. Šią esminę problemą 1831 metais puikiai išsprendė anglų fizikas M. Faradėjus, atradęs elektromagnetinės indukcijos reiškinį. Tai slypi tame, kad uždaroje laidžioje grandinėje, pasikeitus šios grandinės apimtam magnetinės indukcijos srautui, atsiranda elektros srovė, vadinama indukcija.

Panagrinėkime klasikinius Faradėjaus eksperimentus, kurių pagalba buvo atrastas elektromagnetinės indukcijos reiškinys.

Patirtis aš . Jei pastumiate arba ištraukiate solenoidą, uždarytą galvanometru nuolatinis magnetas, tada jo atitraukimo ar atitraukimo momentais galvanometre pastebimas nuokrypis (atsiranda indukcinė srovė); Rodyklės nukrypimų kryptys judant magnetui į išorę ir į vidų yra priešingos. Kuo didesnis magneto judėjimo greitis ritės atžvilgiu, tuo didesnis galvanometro adatos nuokrypis. Pasikeitus magneto poliams, pasikeis rodyklės nukrypimo kryptis. Norint gauti indukcinę srovę, magnetą galima palikti nejudantį, tada solenoidą reikia perkelti magneto atžvilgiu.

Patirtis ll. Vienos ritės galai, įkišti vienas į kitą, yra prijungti prie galvanometro, o per kitą ritę teka srovė. Galvanometro adatos nukrypimas stebimas momentais, kai srovė įjungiama arba išjungiama, kai ji didėja arba mažėja, arba kai ritės juda viena kitos atžvilgiu srovė įjungiama arba išjungiama, jos padidėjimas arba sumažėjimas, ritės artėja arba tolsta.

Apibendrindamas savo daugybės eksperimentų rezultatus, Faradėjus padarė išvadą, kad indukuota srovė atsiranda kiekvieną kartą, kai pasikeičia su grandine susijęs magnetinės indukcijos srautas. Pavyzdžiui, kai uždara laidžioji kilpa sukasi vienodame magnetiniame lauke, joje taip pat atsiranda indukuota srovė. IN tokiu atveju magnetinio lauko indukcija šalia laidininko išlieka pastovi, o keičiasi tik magnetinės indukcijos srautas per grandinę.

Taip pat eksperimentiškai nustatyta, kad indukcijos srovės vertė yra visiškai nepriklausoma apie magnetinės indukcijos srauto keitimo metodą, bet jūs tik nustatote greitis jo pokyčiai (Faradėjaus eksperimentai taip pat įrodė, kad kuo didesnis galvanometro adatos nuokrypis (srovės stipris), tuo didesnis magneto judėjimo greitis arba srovės stiprumo kitimo greitis, arba ritių judėjimo greitis).

Taikymas metalurgijoje

Plieno lydymas indukcinėse krosnyse

Indukcinėje krosnyje be šerdies metalas išlydomas tiglyje, esančiame induktoriaus viduje, kuris yra spiralė su keliais laidžios medžiagos posūkiais.

Per induktorių praleidžiama kintamoji srovė; induktoriaus viduje susidaręs kintamasis magnetinis srautas (1 pav.) sukelia metale sūkurines sroves, kurios užtikrina jo įkaitimą ir tirpimą.

Kad per daug nepadidėtų krosnį maitinančio generatoriaus galia, į krosnies grandinę įtraukiami kondensatoriai, kompensuojantys indukcinę induktoriaus reaktyvumą. Kaip žinoma, indukcinės reaktyvinės varžos buvimas kintamosios srovės grandinėje sukelia fazės poslinkį (srovės dydis atsilieka nuo įtampos), dėl kurio sumažėja įrenginio galios koeficientas cos(ph). Talpa sukelia atvirkštinį fazės poslinkį; pasirinkus kondensatorių talpą, jie pasiekia instaliacijos nustatymą rezonanso režimu, kai fazių poslinkio kampas f artėja prie nulio, o cos f artėja prie vieneto Kuo didesnis dažnis, tuo mažesnė kondensatoriaus baterijos talpa.

Svarbi indukcinių krosnių savybė – intensyvi cirkuliacija skystas metalas, kurią sukelia elektromagnetinių laukų sąveika, sužadinama, viena vertus, srovės, einančios per induktorių, ir, kita vertus, metalo sūkurinės srovės.

Cirkuliacinių srautų pobūdis parodytas fig. 2. Teigiama šio reiškinio pusė yra ta, kad dėl maišymo pagreitėja lydymasis ir metalo sudėties ir temperatūros išlyginimas, neigiama yra ta, kad metalo paviršius; pasirodo esantis išgaubtas ir gali atsiskleisti, kai šlakas teka į tiglio sieneles. Maišymo intensyvumas yra maždaug proporcingas ampero posūkių kvadratui (1p)- ir atvirkščiai proporcingas maitinimo srovės dažniui.

Ryžiai. 2 .

Elektrodinaminė cirkuliacija

metalas indukcinės krosnies tiglyje.

Dar viena indukcinių krosnių ypatybė yra ta, kad indukuotų srovių tankis pasiekia maksimumą metaliniame paviršiuje prie tiglio sienelių ir mažėja link tiglio ašies („paviršiaus efektas“). Tuo paviršinis sluoksnis išsiskiria didžiausias skaičiusšilumos, dėl kurios išsilydo krūvis. Metalo sluoksnio storis su didelio tankio indukuotos srovės yra atvirkščiai proporcingos dažnio kvadratinei šakniai.

Indukcinės krosnys turi šiuos pranašumus prieš lankines:

1) nėra aukštos temperatūros lankų, kurie sumažina vandenilio ir azoto bei metalo atliekų absorbciją lydymosi metu;

2) nežymios legiruojamųjų elementų atliekos perlydant legiruotas atliekas;

3) maži krosnių matmenys, leidžiantys jas sudėti į uždaras kameras ir išlydyti vakuume arba inertinių dujų atmosferoje;

4) elektrodinaminis maišymas, padedantis gauti vienodos sudėties ir temperatūros metalą. Pagrindiniai indukcinių krosnių trūkumai yra mažas pagrindinio pamušalo patvarumas ir žema temperatūra metalu kaitinami šlakai; Dėl šaltų šlakų lydymo metu sunku pašalinti fosforą ir sierą.

Indukcinės krosnys skirstomos į du tipus:

1) maitinamas aukšto dažnio srove;

2) maitinamas pramoninio dažnio srove (50 Hz).

Pirmojo tipo krosnyse maitinimo srovės dažnis paprastai sumažinamas; Didėjant tiglio talpai ir skersmeniui; mažos (keli kilogramai ar mažiau) krosnys maitinamos 50–1000 kHz dažnio srove, vidutinės ir didelės (iki dešimčių tonų talpos) |0,5–10 kHz dažnio srovėmis.


1 Indukcinės krosnies konstrukcija.

Indukcinį lydymo įrenginį sudaro krosnis su pasvirimo mechanizmu ir elektros tiekimo įranga (aukšto dažnio generatorius, kondensatorių baterija, valdymo pultas ir didelėse krosnyse automatinis elektros režimo reguliatorius). Indukcinių krosnių talpa siekia 60 tonų Pagrindiniai krosnies elementai yra rėmas, induktorius ir ugniai atsparus tiglis, kuris kartais uždengiamas dangčiu.

Indukcinė orkaitė

talpa 60 kg.

2 židinio krosnis,

3 induktorių,

4 izoliacinis sluoksnis,

6-absocemeito plokštė,

7 nutekėjimo kojinės,

8 apykaklė,

9 lankstus laidininkas,

10 medinių sijų.

Mažos talpos krosnelių rėmas (korpusas)<0,5 т) делают в форме прямоугольного параллелепипеда, используя асбоцемент, дерево, выполняя несущие ребра из уголков и полос немагнитной стали, дюралюминия. В местах соединения металлических элементов укладывают изоляционные прокладки для исключения возникновения кольцевых токов, Индуктор в таком каркасе крепят к верхней и нижней опорным асбоцементным плитам (рис. 3). В печах средней и большой емкости каркас выполняют из стали в виде сплошного кожуха цилиндрической формы (рис. 4) и иногда в виде «беличьей клетки», представляющей собой группу вертикальных стоек, приваренных к верхнему и нижнему опорным кольцам. Для уменьшения нагрева таких каркасов индуктируемыми токами и потерь с потоками рассеивания используют следующие решения:

a) rėmas pagamintas iš nemagnetinio plieno;

b) tarp rėmo, pagaminto iš paprasto plieno, ir induktoriaus, iš kelių transformatorinio plieno paketų, esančių palei induktorių, įdedama magnetinė grandinė (4 pav.);

c) tarp induktoriaus ir rėmo dedamas uždaras elektromagnetinis ekranas, pagamintas iš mažos varžos metalo (vario, aliuminio).

Prie rėmo standžiai pritvirtinti induktorius, židinio plokštė, viršutinė keramika ir magnetinės grandinės paketai. Prie priekinės rėmo dalies nutekėjimo kojinės lygyje pritvirtintos dvi spyruoklės, kurios reikalingos krosnies sukimui išleidžiant metalą.

4 pav. 8 tonų talpos indukcinė krosnis.

1 induktorius,

Pats indukcinės krosnies veikimo principas yra tas, kad šiluma lydymuisi gaunama iš elektros energijos, kurią generuoja kintamasis magnetinis laukas. Tokiose krosnyse energija paverčiama iš elektromagnetinės, vėliau į elektrinę ir galiausiai į šilumą. Kaip savo rankomis pasidaryti indukcinę krosnį?

Tokios krosnys skirstomos į du tipus:

  1. Tiglis. Tokiose krosnyse induktorius ir šerdis yra metalo viduje. Šio tipo krosnys naudojamos pramoninėse vario, aliuminio, ketaus, plieno lydyklose, taip pat brangiųjų metalų lydymosi juvelyrinėse gamyklose.
  2. kanalas. Šio tipo krosnyse induktorius ir šerdis yra aplink metalą.

Palyginti su katilais ar kitomis viryklėmis, indukcinės krosnys turi daug privalumų:

  • akimirksniu sušilti;
  • sutelkti energiją tam tikrame diapazone;
  • aplinkai nekenksmingas prietaisas ir santykinis saugumas;
  • nėra atliekų;
  • didžiulės temperatūros ir talpos reguliavimo galimybės;
  • lydančio metalo homogeniškumas.

Šildymui naudojamos ir indukcinės krosnys. Tai patogus ir tuo pačiu tylus šildymo būdas.

Nereikalauja specialios patalpos katilui. Ant kaitinimo elemento nesikaupia nuosėdos, o cirkuliacijai per šildymo sistemą gali būti naudojamas bet koks skystis, ar tai būtų aliejus, vanduo ar kiti. Krosnelė taip pat patvari, nes susidėvi minimaliai. Kaip minėta anksčiau, jis yra labai draugiškas aplinkai, nes į orą nepatenka kenksmingų teršalų, taip pat atitinka visus priešgaisrinės saugos reikalavimus.

Informacijos rinkimas

Žmogui, kuris supranta, kaip skaityti ir suprasti elektros schemą, nebus sunku suprasti, kaip padaryti tokią indukcinę krosnį. Internete pamatysite dešimtis ar net šimtus variantų, kaip gaminti įvairias indukcines krosnis naudojant buitines šiukšles, pavyzdžiui, iš senos mikrobangų krosnelės ar suvirinimo keitiklio.

Būtinai atminkite, kad elektros srovė yra pavojingas dalykas. Ir norėdami pagaminti indukcinę krosnį, turite žinoti, kas yra šildymas naudojant indukciją. Patartina su savimi turėti žmogų, kuris išmano bent elektrotechnikos pagrindus arba turi patirties dirbant su elektros įrenginiais.

Veikimo principas

Tokios viryklės veikimo pagrindas yra šilumos ištraukimas iš elektros srovės, kuri, naudojant induktorių, sukuria kintamąjį magnetinį lauką. Pasirodo, šilumą pirmiausia gauname iš elektromagnetinės energijos, o paskui iš elektros energijos. Srovių, tekančių per induktoriaus (induktoriaus) vijas, uždarumas generuoja šilumą ir šildo metalą iš vidaus.

Tokia viryklė gali turėti supaprastintą versiją ir veikti iš 220 V namų tinklo. Bet tam reikia lygintuvo, tai yra adapterio.

Krosnies konstrukcija

Indukcinio įtaiso konstrukcija yra panaši į transformatorių. Jame pirminė apvija maitinama kintamąja srove, o antrinė apvija tarnauja kaip šildomas korpusas.

Paprasčiausiu induktoriumi laikomas izoliuotas laidininkas (spiralės arba šerdies formos), esantis metalinio vamzdžio paviršiuje arba jo viduje.

Štai keletas mazgų, kurie veikia indukcija:

  • induktorius;
  • lydymosi krosnies skyrius;
  • kaitinimo krosnies kaitinimo elementas;
  • generatorius;
  • rėmelis.
Pastaruoju metu užsienyje vėl išaugo susidomėjimas indukcinėmis krosnelėmis kaip galimais luitų gamybos vienetais, ypač naudojant metalizuotas granules kaip užtaisą.
Tokio tipo krosnys plieno gamybos cechuose visame pasaulyje naudojamos tik lydiniams ar lydiniams gaminti, todėl jų talpa, kaip taisyklė, neviršija 5 tonų.
Kita vertus, liejyklos valdo dideles krosnis. Didžiausią pasaulyje instaliaciją sudaro 4 krosnys, kurių galia – 60 tonų, o kiekvienos galia – 20 kW, kurių bendras našumas – 160 t/val. Naudojamas laužas pašildomas iki 600 °C.
Dėl daugelio svarbių parametrų šio tipo krosnys yra geresnės nei elektrinės lankinės. Šiuo atžvilgiu kyla klausimų dėl galimų jų naudojimo plieno gamyboje ribinių sąlygų. Dabartinė praktika rodo, kad leistina įtampa gali būti 3000 V, o srovė – 70 000 A. Taigi tariamoji galia ateityje gali būti padidinta iki 210 MB*A. Indukuota tikroji galia, priklausomai nuo tiglio sienelių storio, yra susijusi su tariama galia 1:5-1:7.
Tačiau metalo judėjimas indukcinėje krosnyje, kuris paprastai yra labai teigiamas veiksnys metalurgijos požiūriu, gali būti susijęs su metalo išmetimu, jei savitoji galia yra per didelė. Pagal šį rodiklį didelių krosnių savitoji galia šiuo metu ribojama iki 330 kW/t metalo.
Indukcinių krosnių galią gali labai paveikti tiglio pamušalo storis. Pamušalas turi būti pakankamai patikimas ir patvarus. Tačiau didėjant jos storiui, krosnies naudingoji galia mažėja, pavyzdžiui, 100 tonų krosnies, kurios tariama galia 210 MB * A, ji sumažėja iki 38 MW, kai sienelės storis 15 cm ir iki 28 MW, o sienelės storis 40 cm Sienų medžiagos pasirinkimas taip pat yra didelė problema. Rūgštinis pamušalas gali atlaikyti daugybę karščių, todėl esant 1550 °C plieno gamybos temperatūrai, galima sunaudoti 0,7 kg/t ugniai atsparaus plieno. Tačiau toks pamušalas netinka visais atvejais ir, kaip taisyklė, nėra priimtinas lydant plieną iš įprasto laužo, nes šiuo atveju iš metalo neįmanoma pašalinti sieros ir fosforo. Be to, metalo anglis ir manganas sąveikaus su pamušalo silicio dioksidu, o tai gali sukelti pasekmių, kurias būtina riboti.
Priemaišas, tokias kaip silicis, siera, manganas, iš metalo galima pašalinti tam tikru mastu įpurškiant atitinkamas miltelių pavidalo medžiagas be per didelio pamušalo nusidėvėjimo. Taip pat per šį laikotarpį galima užtikrinti metalo virimą, kurio galia sumažės, kad būtų išvengta emisijų.
Indukcinės krosnys turi neabejotinų pranašumų, palyginti su lankinėmis, legiruojančių medžiagų įsisavinimo, lengvo krūvio lydymo, dujų pašalinimo iš metalo ir jo dujų prisotinimo mažinimo požiūriu. Be to, indukcinės krosnys pagal savo veikimo principą iš esmės yra ištisiniai įrenginiai, todėl gali būti tinkamesni metalizuoto krūvio apdorojimui. Taip pat svarbu, kad indukcinių krosnių veikimas nebūtų lydimas tokių reikšmingų elektrinių parametrų svyravimų kaip lankinių krosnių veikimas.
Plieno gamybos indukcinėse ir lankinėse krosnyse kapitalo ir eksploatacinės išlaidos yra artimos viena kitai. Tačiau organizuojant nepertraukiamą lydymo procesą, galima tikėtis sumažėjusių sąnaudų naudojant indukcines krosnis dėl supaprastinto pastato projektavimo ir dujų valymo, pašalinus triukšmo kontrolės kaštus, sumažėjusias išlaidas eksploatuojančiam personalui ir ugniai atsparioms medžiagoms, lankstesnę temperatūros ir cheminės sudėties kontrolę. iš plieno.
Indukcinių krosnių naudojimas metalizuotų granulių perlydymui turi nemažai papildomų privalumų.
Dėl intensyvaus metalo judėjimo indukcinėje krosnyje metalizuotos granulės greitai gali būti įtrauktos į vonios gilumą, kurios apsaugos jas nuo oksidacijos lydymosi metu. Be to, pats lydymas vyksta neperkaitinant granulių, o tai užtikrina minimalų geležies atliekų ir dulkių išsiskyrimą iš krosnies.
Esant tam tikrai krosnies galiai, metalo temperatūra lengvai reguliuojama granulių padavimo greičiu.
Kapitalo sąnaudas galima sumažinti, nes gamykloje gali būti du tigliai – vienas remontuojamas, o kitas veikia. Tokiu atveju pasiekiamas aukštas įdiegtų pajėgumų išnaudojimo laipsnis.
Trumpas granulių sąlyčio su atmosfera laikas, taip pat aukštos temperatūros zonų nebuvimas, kaip yra esant elektros lankams lankinėje krosnyje, leis gauti labai mažą azoto kiekį metale - lygiu. jų kiekio metale, išlydytame deguonies konverteriuose.
Kalbant apie metalurginius procesus indukcinėje krosnyje perlydant metalizuotas granules, jie iš esmės susideda iš dviejų procesų: fosforo pašalinimo ir anglies pašalinimo kartu redukuojant granulėse esančius geležies oksidus. Sieros kiekis granulėse redukuojant dujas gali būti mažas.
Daugelyje indukcinių įrenginių Vokietijoje, kurių talpa svyravo nuo kelių dešimčių kilogramų iki dviejų tonų, buvo atlikti gana įvairūs metalizuotų granulių perlydymo eksperimentai, kurie leido nustatyti daugelį šio proceso ypatybių, privalumus ir trūkumus. ir tam tikru mastu lemia ateities perspektyvas.
Geležies kempinės įkaitinimo greitis indukcinio tiglio krosnyje Džaulio šiluma priklauso ir nuo pačios kempinės, ir nuo krosnies parametrų. Atliekant lyginamuosius eksperimentus dviejose 54 ir 30 kW galios krosnyse, kurių srovės dažnis yra atitinkamai 250 ir 2000 Hz, o lydalo masė nuo 4 iki 22 kg, naudojant penkių rūšių kempinę, kurių gabalų dydžiai skiriasi nuo 2 -16 iki 6-40 mm, tūrinis tankis nuo 1,01 iki 2,52 g/cm3 ir metalizacijos laipsnis nuo 83,9 iki 99,2, buvo nustatyti šie pagrindiniai modeliai. Didėjant srovės dažniui ir krosnies galiai, didėjant kempinės geležies gabalėlių dydžiui, metalizacijos laipsniui ir tūriniam tankiui, didėjo įkrovoje sukeltos galios dydis ir kempinės geležies kaitinimo greitis. Tačiau, atsižvelgiant į nustatytą techninę galimybę išlydyti kempinę geležį indukcinėje krosnyje, kai nėra tam tikro kiekio išlydyto metalo, vadinamojo „pelkės“, buvo nustatytas tokio proceso netinkamumas. Kempinė tiglio apačioje pradėjo tirpti, o aukščiau esantis kempinės sluoksnis nenusileido ir buvo sukepintas taip tvirtai, kad tolesnis kempinės geležies apkrovimas buvo neįmanomas. Bandymai išlydyti šį sluoksnį gali sukelti jau išlydyto metalo perkaitimą ir tiglio perdegimą. Norint gauti didelę indukuotą galią, reikalingą lydymui, reikia aukšto dažnio įrenginių, kurie yra daug brangesni, be to, metalas juose yra labai silpnai maišomas. Galiausiai reikalingas kempinės lygintuvo pašildymas buvo pasiektas esant labai didelėms energijos sąnaudoms, t.y. žymiai mažesniu efektyvumu. krosnyje nei lydant laužą.
Tolesni eksperimentai su aukšto dažnio (2000 Hz) krosnimi, kurios talpa 120 kg, patvirtino neperspektyvų tokio tipo krosnių panaudojimą kempinės geležies lydymui. Net ir kraunant kempinę ant švaraus išlydyto metalo paviršiaus, granulės greitai išsilydo tik pradiniu krovimo laikotarpiu, nenešamos į vonios gilumą. Vėliau pradėjo formuotis šlakas, kurio paviršius pasidengė pluta dėl kempinės geležies spinduliavimo ir vėsinimo, o tai neleido šviežioms kempinės geležies porcijoms patekti į metalinę vonią.
Daug daugiau vilčių suteikė eksperimentai, atlikti žemo dažnio (150 Hz) krosnyje, kurios talpa 1,5 tonos, kurių metu buvo išlydoma kempinė, kurios metalizacijos laipsnis nuo 87,6 iki 97,0, gabalo dydis 6-40 mm. Kiekvienas lydymas prasidėdavo apie 1 toną išlydyto metalo krosnyje ir papildomai po lydymosi pakrauta apie 300 kg kempinės geležies, išleista apie 250 kg metalo ir parsinešta šlako. Tuo pat metu energijos sąnaudos lydant plieną su 0,5% C buvo vidutiniškai 2617 MJ/t, o lydant plieną su 1,8% - 2318 MJ/t. Kiekvienam 1% metalizacijos laipsnio sumažėjimui elektros suvartojimas padidėjo 36 MJ 1 tonai išlydyto metalo. Kiekvienos kempinės geležies porcijos lydymosi trukmė buvo 16 minučių, o vonios temperatūra dėl nepakankamos galios sumažėjo 90 °C. Taigi lydymosi efektyvumą lėmė ne lydymosi greitis, o tiekiama galia. Kadangi kempinės geležies atliekos buvo rūgštinės prigimties (2,5% SiO2; 0,1% CaO ir 0,2% Al2O3), pagrindinio tiglio pamušalo susidėvėjimas buvo gana didelis, didėjo iš viršaus į apačią ir siekė 15% pradinio storio. 13 cm Lydymo metu redukuotų geležies oksidų dalis buvo apie 65%. Tais atvejais, kai šlakas nebuvo deoksiduotas siliciu ir manganu, jis buvo akytas ir greitai atvėso nuo paviršiaus, todėl reikėjo sustabdyti kempinės geležies krovimą, kad būtų pašalintas šlakas, jei kempinės geležies metalizacijos laipsnis neviršijo 90 %.
Naudojant specialiai Oberhauzeno gamykloje pastatytą pramoninio dažnio indukcinę 2 tonų galią ir 750 kW galią krosnį, šlako ir ugniai atsparaus tiglio pamušalo sąveiką, taip pat reakcijas sąsajose tarp kempinių. geležis – lydalas ir lydalas – šlakas, buvo tiriami. Mūro sienų storis akcijos pradžioje buvo 100 mm, leista jį sumažinti iki 40 mm. Naudota kempinė geležis, gauta Purofer įrenginyje su skirtingu anglies ir atliekų kiekiu, taip pat redukcijos laipsniais (27 lentelė).

Perlydant A klasės geležį su mažu fosforo kiekiu ir rūgščiu guoliu, buvo galima dirbti su rūgštiniais šlakais ir kvarcinio tiglio pamušalu. Šiuo atveju sočiame šlake buvo apie 82 % SiO2; 10% FeO ir 8% Al2O3. Apatinės tiglio dalies susidėvėjimo nepastebėta, tačiau jos viršutinė dalis gana greitai susidėvėjo, tačiau ne dėl cheminės sąveikos su šlaku, o dėl oksiduotų metalo lašų atsitrenkimo į sieneles ir susidariusių lydančių silikatų. Šį reiškinį galima pašalinti pagaminus šią tiglio dalį iš aliuminio oksido.
Perlydant kempinę B klasės geležį, šlako šarmingumas buvo apie 1,5, o jo kiekis neviršijo 110 kg/t. Toks šlakas korozavo iš lydyto arba deginto magnezito pagamintą pamušalą iš medžiagos, kurioje yra 80 % MgO ir 20 % Cr2O3, trijų pamainų metu stovėjo tris savaites.
Tiriant metalurginius procesus kempinės geležies perlydymo metu, buvo pastebėtos dvi svarbios aplinkybės.
1. Su pasirinktais krosnies elektriniais parametrais joje esantis metalas buvo intensyviai maišomas ir kempinė greitai įtraukiama į vonios gilumą. Dėl to, taip pat dėl ​​deguonies ir anglies buvimo pačioje kempinėje, dekarbonizacijos reakcija buvo labai išvystyta ir vyko dideliu greičiu, nepaisant nepalankaus vonios paviršiaus ir tūrio santykio indukcinėje krosnyje, palyginti su lankinė krosnis. Eksperimentų metu dekarbonizacijos greitis pasiekė 1 kg/(m2*min) ir, tikėtina, gali būti padidintas. Dėl šios priežasties kempinės geležies lydymosi greitis 100 tonų talpos indukcinėje krosnyje gali siekti 50 tonų/val.
2. Šlako temperatūra indukcinėje krosnyje negali viršyti metalo temperatūros, o kadangi, be to, kempinės geležyje esantis fosforas yra atliekose, labai palengvinama galimybė gauti mažą fosforo kiekį metale. Plienui, pagamintam iš B klasės kempinės geležies, būdinga tokia cheminė sudėtis, %: C 0,1; Mn 0,04; P 0,011; S 0,005 ir N2 0,0015. Šie eksperimentai parodė, kad periodiškai apkraunant kempinę tinkamai parinkus geometrinius ir elektrinius krosnies parametrus, perlydant nekyla jokių ypatingų techninių sunkumų, tačiau lydymosi kaina, susijusi su krosnies išeiga. tinkamas naudoti metalas, yra didesnis nei lydant laužą, padidėja energijos sąnaudos ir deoksidatoriai, didesnis pamušalo susidėvėjimas, didesnis laiko nuostolis šlako atsisiuntimui. Todėl kempinės geležies perlydymas indukcinėje krosnyje gali būti ekonomiškai pagrįstas, jei jo kaina yra mažesnė nei laužo kaina arba jei įmanoma rasti šių nuostolių kompensavimo šaltinių (didesnis kempinės geležies homogeniškumas ir grynumas, lengvesnis pakrovimas ir transportavimas, ir tt).
Ypač didelę naudą galima gauti užtikrinant nuolatinį metalo pakrovimą ir išleidimą. Tokiu atveju iš principo galima smarkiai sumažinti rankines operacijas, pasiekti aukštą proceso automatizavimo laipsnį, dirbti su pilnu tigliu maksimalia galia, derinant tiekiamą ir sunaudojamą elektros galią bei užtikrinant stacionarų lydymosi procesą, temperatūrą. ir metalo cheminė sudėtis.
Remiantis duomenimis, periodinio proceso metu, bet tiglyje paliekant 30-60% metalo, suvartojama elektros galia siekia 75-100% vardinės (101 pav.).
Šių prielaidų bandymas, atliktas atliekant daugybę eksperimentų 130 kg talpos krosnyje, jas iš esmės patvirtino, tačiau taip pat atskleidė nemažai naujų proceso ypatybių, susijusių su sunkumais.
970 minučių 116 kg kempinės geležies, kurios metalizacijos laipsnis 96,9%, buvo lydoma rūgštiniame tiglyje, kai metalas buvo įkaitintas iki maksimalios 1600 °C temperatūros, o anglies kiekis nuo 1,2 iki 3,5%. Kempinės geležies įkėlimas buvo vykdomas nepertraukiamai per vamzdį, kurio vidinis skersmuo apačioje buvo 80 mm, nenutrūkstamą metalo išsiskyrimą eksperimentų metu užtikrino pasvirusi tiglio padėtis. Tiglio susidėvėjimas esant žemesnei nei 1500 °C vonios temperatūrai buvo nežymus, tačiau esant aukštesnei nei 1560 °C temperatūrai, jau po valandos buvo pastebėtas stiprus nusidėvėjimas, ypač viršutinėje dalyje. Elektros sąnaudos 1 tonai kempinės geležies labai priklausė nuo tiekiamos galios ir sumažėjo perpus, kai ji padidėjo nuo 42 iki 78 kW (102 pav.). Tuo pačiu metu lydymosi našumas padidėjo nuo 10 iki 28 t/m2, tačiau padidėjo metalo temperatūra ir anglies kiekis jame. Taigi, dirbant su pilnu tigliu ir maksimalia įvesties galia, galima žymiai pagerinti proceso ekonomiją. Prielaida, kad kempinė geležis dėl mažo šilumos laidumo tirps lėčiau nei laužas, iki galo nepasitvirtino. Lydymosi greitį esant pastoviai proceso būsenai lėmė tik tiekiamos šilumos kiekis. Reikalingo anglies kiekio palaikymas, kai procesas sustoja, nesukelia sunkumų, nepaisant dekarbonizacijos reakcijų ir nuolatinio kempinės geležies tirpimo vonioje, kurios anglies kiekis skiriasi nuo jos kiekio vonioje.

Atlikti eksperimentai, nors ir nedavė galutinio atsakymo dėl galimo kempinės geležies perlydymo proceso ekonominio efektyvumo pramoninėmis sąlygomis, išaiškino daugelį technologinių ir ekonominių problemos aspektų. Gana aiškiai nustatyta, kad šlako kiekis turi būti minimalus, o metalizacijos laipsnis – maksimalus. Šiuo atveju procesas žymiai palengvinamas, tačiau reikia pažymėti, kad tuo pačiu padidėja ir kempinės geležies kaina. Darbas su rūgštiniais šlakais galimas naudojant tik rūgštinį pamušalą ir kai fosforo kiekis geležies kempinėje yra ne didesnis nei leistina pliene. Tačiau metalo šildymo temperatūra šiuo atveju neturi viršyti 1500 °C. Magnezito-chromito tiglių naudojimas leidžia kaitinti metalą iki aukštesnės temperatūros, tačiau dėl poreikio neutralizuoti šlake esantį silicio dioksidą sunaudojama daugiau deoksidatorių, elektros, šlaką formuojančių medžiagų ir sumažėja išeiga. Visais atvejais būtina imtis priemonių, kad šlakas neužšaltų, o gali tekti sukurti jo kaitinimo būdus.
Labai svarbi aplinkybė – užtikrinti, kad tiglio geometriniai matmenys ir elektriniai įrengimo parametrai būtų tokie, kad vidurinėje metalo paviršiaus dalyje tiglyje nebūtų šlako, dėl kurio nukris kempinė. tiesiai ant metalo ir pernešami į jo storį. Priešingu atveju reikės imtis specialių priemonių, kad kempinė lygintuvas prasiskverbtų per šlaką. Pagal Thyssen įmonės pasiūlymą, tai galima pasiekti, kai krosnies specifinės galios ir dažnio kvadratinės šaknies santykis yra lygus 49,5.
Gali būti, kad atsižvelgiant į visus šiuos apribojimus bus sukurtas tam tikras procesas, kurio metu indukcinė krosnis veiks tik kaip vienetas nuolatiniam metalizuoto krūvio lydymui, o likusios operacijos (kaitinimas, deoksidacija, legiravimas, cheminės sudėties apdaila ir kt.) .) bus atliekami ne krosnių metalurgijos padaliniuose. Kaip toks mazgas, pirmiausia gali būti įdomus ASEA ir SKF sukurtas krosnies kaušelis, kuriame gali būti atliktas visas aukščiau paminėtų operacijų kompleksas.
Nepaisant to, Hoganeso būdu gauta geležies kempinė ilgą laiką buvo naudojama kaip užtaisas nuo 10 iki 60 % lydant įrankinį ir konstrukcinį plieną, sunkų kalimo plieną ir tam tikru mastu nerūdijantįjį plieną rūgštinėse indukcinėse krosnyse. kurių talpa iki 12 tonų , taip pat pagrindinėse krosnyse, daugiausia lydant pastarąsias. Tuo pačiu metu žymiai padidėja plieno apdirbamumas, grynumas ir homogeniškumas.
Kempinė naudojama 75 mm ilgio ir apie 88 mm skersmens briketų pavidalu, kuriuose yra 0,17 % C ir apie 1 % O2. Šis deguonies ir anglies santykis leidžia palaikyti vidutinį virimą vonioje ir, jei reikia, gauti net labai mažą anglies kiekį. Reakcija tarp šių elementų prasideda jau 700 °C temperatūroje, tačiau jų sąveika su chromu ir kitais jiems giminingais elementais vystosi mažai. Tai atveria galimybę derinti geležies kempinę su didesnės anglies ferochromo, nei paprastai naudojamas mažai anglies turinčio plieno lydymui, naudojimą.
Siekiant išvengti nereikalingų chromo nuostolių ir anglies kiekio padidėjimo lydaloje, rekomenduojama tokia indukcinės krosnies įkrovimo tvarka.
Ant krosnies dugno kraunamas nikelis ir molibdenas, tada paduodami kempinės geležies briketai, išlydžius šią įkrovos dalį, parsisiunčiamas šlakas ir tik tada supilamas laužas ir likę legiruojantys priedai.
Chromo išgavimas, energijos sąnaudos ir krosnies našumas yra tokio paties lygio, kaip ir naudojant įprastą įkrovą.
Lentelėje 28 paveiksle pavaizduoti legiruojamųjų elementų išgavimo rezultatai lydant austenitinį nerūdijantį plieną 12 tonų indukcinėje krosnyje su 12,3 % kempinės geležies, 24,0 % perdirbto laužo, 9,25 % nikelio, 18,5 % ferromolichromo, 18,5 %. 31,0 % plieno laužo (0,05 % C) ir 2,1 % feromangano.
Bendrovės „Thyssen“ ir „Brown Boveri“ sudarė susitarimą dėl bendro išradimo, susijusio su galingų indukcinių krosnių projektavimo ir metalizuotų žaliavų, gautų Purofer metodu, apdorojimo jose įgyvendinimo. Išradimas numato sukurti pramonines dažnio krosnis, kurių galia viršija 100 tonų, kurių savitoji galia yra 350 kW/t esant 50 Hz srovės dažniui arba 385 kW/t, kai srovės dažnis yra 60 Hz. Metalo užtaisas bus nuolat tiekiamas į centrinę metalinio paviršiaus dalį tiglyje, pliką nuo šlako ir išbrinkusį veikiant elektromagnetiniam judėjimui. Šiuo atveju planuojama panaudoti esamos 60 tonų galios, 21 MW galios, ketui lydyti naudojamos krosnies patirtį ir procesą įgyvendinti virš 100 tonų galios krosnyje ir a. 45 MW galia.

Indukcinis lydymas yra plačiai naudojamas procesas juodųjų ir spalvotųjų metalų metalurgijoje. Lydymas indukciniu būdu dažnai yra pranašesnis už degimo krosnį energijos vartojimo efektyvumo, produkto kokybės ir gamybos lankstumo požiūriu. Šie išankstiniai

šiuolaikinės elektros technologijos

savybes lemia specifinės fizinės indukcinių krosnių charakteristikos.

Indukcinio lydymosi metu kieta medžiaga, veikiama elektromagnetinio lauko, paverčiama skysta faze. Kaip ir indukcinio šildymo atveju, šiluma išsiskiria išlydytoje medžiagoje dėl Džaulio efekto dėl sukeltų sūkurinių srovių. Pirminė srovė, einanti per induktorių, sukuria elektromagnetinį lauką. Nepriklausomai nuo to, ar elektromagnetinis laukas yra koncentruotas magnetinėmis šerdimis, ar ne, sujungta induktoriaus-apkrovos sistema gali būti pavaizduota kaip transformatorius su magnetine šerdimi arba kaip oro transformatorius. Sistemos elektrinis efektyvumas labai priklauso nuo feromagnetinių komponentų lauką įtakojančių charakteristikų.

Kartu su elektromagnetiniais ir šiluminiais reiškiniais, elektrodinaminės jėgos vaidina svarbų vaidmenį indukcinio lydymosi procese. Į šias jėgas reikia atsižvelgti, ypač lydant galingose ​​indukcinėse krosnyse. Lydalo indukuotų elektros srovių sąveika su susidariusiu magnetiniu lauku sukelia mechaninę jėgą (Lorenco jėgą)

Slėgis Melt teka

Ryžiai. 7.21. Elektromagnetinių jėgų veikimas

Pavyzdžiui, jėgos sukeltas turbulentinis lydalo judėjimas yra labai svarbus tiek geram šilumos perdavimui, tiek nelaidžių dalelių susimaišymui ir sukibimui lydaloje.

Yra du pagrindiniai indukcinių krosnių tipai: indukcinės tiglio krosnys (IFC) ir indukcinės kanalinės krosnys (ICF). ITP išlydyta medžiaga paprastai kraunama gabalais į tiglį (7.22 pav.). Induktorius dengia tiglį ir išlydytą medžiagą. Kadangi magnetinėje grandinėje nėra koncentruojančio lauko, elektromagnetinis ryšys tarp

šiuolaikinės elektros technologijos

Induktorius ir apkrova labai priklauso nuo keraminio tiglio sienelės storio. Siekiant užtikrinti aukštą elektros efektyvumą, izoliacija turi būti kuo plonesnė. Kita vertus, pamušalas turi būti pakankamai storas, kad atlaikytų šiluminį įtempimą ir

metalo judėjimas. Todėl reikėtų ieškoti kompromiso tarp elektros ir stiprumo kriterijų.

Svarbios indukcinio lydymosi ITP charakteristikos yra lydalo ir menisko judėjimas dėl elektromagnetinių jėgų įtakos. Lydalo judėjimas užtikrina vienodą temperatūros pasiskirstymą ir homogeninę cheminę sudėtį. Maišymo efektas lydalo paviršiuje sumažina medžiagų nuostolius papildomai apkraunant mažo dydžio užtaisą ir priedus. Nepaisant pigių medžiagų naudojimo, pastovios sudėties lydalo atkūrimas užtikrina aukštą liejimo kokybę.

Priklausomai nuo dydžio, lydomos medžiagos tipo ir taikymo srities, ITP veikia pramoniniu (50 Hz) arba vidutiniu dažniu.

šiuolaikinės elektros technologijos

dažniais iki 1000 Hz. Pastarieji tampa vis svarbesni dėl didelio efektyvumo lydant ketų ir aliuminį. Kadangi lydalo judėjimas esant pastoviai galiai susilpnėja didėjant dažniui, didesni galios tankiai ir atitinkamai didesnis produktyvumas tampa prieinami esant aukštesniems dažniams. Dėl didesnės galios sutrumpėja lydymosi laikas, todėl padidėja proceso efektyvumas (lyginant su pramoniniu dažniu veikiančiomis krosnelėmis). Atsižvelgiant į kitus technologinius pranašumus, pvz., lankstumą keičiant lydytas medžiagas, vidutinio dažnio ITP yra suprojektuotos kaip didelės galios lydymo įrenginiai, kurie šiuo metu dominuoja geležies liejyklų pramonėje. Šiuolaikinės galingos vidutinio dažnio ITS, skirtos ketaus lydymui, galios iki 12 tonų, o galia – iki 10 MW. Pramoninio dažnio ITP yra sukurti didesniam pajėgumui nei vidutinio dažnio, iki 150 tonų ketaus lydymui. Intensyvus vonios maišymas ypač svarbus lydant vienalyčius lydinius, tokius kaip žalvaris, todėl šioje srityje plačiai naudojami pramoninio dažnio ITP. Lydymui naudojamos tiglio krosnys, jos šiuo metu naudojamos ir skysto metalo laikymui prieš liejimą.

Pagal IHP energijos balansą (7.23 pav.), beveik visų tipų krosnių elektrinio naudingumo lygis yra apie 0,8. Maždaug 20% ​​pradinės energijos prarandama induktoriuje Joe šilumos pavidalu. Šilumos nuostolių per tiglio sieneles santykis su lydaloje indukuota elektros energija siekia 10%, taigi bendras krosnies efektyvumas yra apie 0,7.

Antrasis plačiai naudojamas indukcinių krosnių tipas yra IKP. Jie naudojami liejimui, sendinimui ir ypač lydymui juodųjų ir spalvotųjų metalų metalurgijoje. ICP paprastai sudaro keraminė vonia ir vienas ar daugiau indukcinių blokų (7.24 pav.). IN

Iš esmės indukcinį vienetą galima pavaizduoti kaip transformaciją

IKP veikimo principas reikalauja, kad būtų nuolat uždaryta antrinė kilpa, todėl šios krosnys veikia su skystu lydalo likučiu. Naudinga šiluma daugiausia generuojama mažo skerspjūvio kanale. Tirpalo cirkuliacija, veikiama elektromagnetinių ir šiluminių jėgų, užtikrina pakankamą šilumos perdavimą į didžiąją lydalo dalį, esančią vonioje. Iki šiol ICP buvo skirti pramoniniams dažniams, tačiau tiriamieji darbai atliekami ir aukštesniems dažniams. Dėl kompaktiškos krosnies konstrukcijos ir labai geros elektromagnetinės jungties jos elektrinis naudingumo koeficientas siekia 95%, o bendras efektyvumas siekia 80% ir net 90%, priklausomai nuo lydomos medžiagos.

Atsižvelgiant į technologines sąlygas įvairiose ICP taikymo srityse, reikalingi skirtingos konstrukcijos indukciniai kanalai. Vieno kanalo krosnys daugiausia naudojamos sendinimui ir liejimui,

šiuolaikinės elektros technologijos

plieno lydymas yra rečiau paplitęs esant įrengtoms galioms iki 3 MW. Spalvotųjų metalų lydymui ir laikymui pirmenybė teikiama dviejų kanalų konstrukcijoms, nes jos užtikrina geresnį energijos panaudojimą. Aliuminio lydymo įrenginiuose kanalai yra pagaminti tiesiai, kad būtų lengviau valyti.

Aliuminio, vario, žalvario ir jų lydinių gamyba yra pagrindinė IKP taikymo sritis. Šiandien galingiausi ICP su talpa

Aliuminio lydymui naudojama iki 70 tonų ir iki 3 MW galia. Kartu su dideliu elektriniu efektyvumu aliuminio gamyboje labai svarbūs maži lydymosi nuostoliai, o tai lemia ICP pasirinkimą.

Perspektyvios indukcinio lydymosi technologijos taikymo sritys yra didelio grynumo metalų, tokių kaip titanas ir jo lydiniai, gamyba šalto tiglio indukcinėse krosnyse ir keramikos, pavyzdžiui, cirkonio silikato ir cirkonio oksido, lydymas.

Lydant indukcinėse krosnyse aiškiai parodomi indukcinio šildymo privalumai, tokie kaip didelis energijos tankis ir produktyvumas, lydalo homogenizacija dėl maišymo, tikslus.

šiuolaikinės elektros technologijos

energijos ir temperatūros valdymas, taip pat automatinio proceso valdymo paprastumas, rankinio valdymo paprastumas ir didesnis lankstumas. Didelis elektrinis ir šiluminis efektyvumas kartu su mažais lydymosi nuostoliais, taigi ir žaliavų taupymu, lemia mažą specifinį energijos suvartojimą ir aplinkos konkurencingumą.

Dėl praktinių tyrimų, paremtų skaitmeniniais elektromagnetinių ir hidrodinaminių problemų sprendimo metodais, indukcinių lydymo prietaisų pranašumas prieš kuro įrenginius nuolat didėja. Kaip pavyzdį galime atkreipti dėmesį į IKP plieninio korpuso vidinę dangą varinėmis juostelėmis vario lydymui. Sumažinus sūkurinių srovių nuostolius, krosnies efektyvumas padidėjo 8%, o jis pasiekė 92%.

Tolesnis indukcinio lydymosi ekonominis tobulinimas yra įmanomas naudojant modernias valdymo technologijas, tokias kaip tandeminio arba dvigubo tiekimo valdymas. Du tandeminiai ITP turi vieną maitinimo šaltinį, o kol viename vyksta lydymasis, kitame išlydytas metalas laikomas liejimui. Maitinimo šaltinio perjungimas iš vienos krosnies į kitą padidina jo panaudojimą. Tolimesnė šio principo plėtra – dvigubas galios valdymas (7.25 pav.), užtikrinantis ilgalaikį vienalaikį krosnių veikimą be perjungimų naudojant specialų automatinį procesų valdymą. Taip pat reikia pažymėti, kad neatskiriama lydymo ekonomikos dalis yra visos reaktyviosios galios kompensavimas.

Apibendrinant, norėdami parodyti energiją ir medžiagas taupančios indukcinės technologijos pranašumus, galime palyginti kuro ir elektroterminius aliuminio lydymo metodus. Ryžiai. 7.26 rodo reikšmingą energijos suvartojimo sumažėjimą vienai tonai aliuminio lydant

7 skyrius. Šiuolaikinių elektros technologijų energijos taupymo galimybės

□ metalo praradimas; Shch tirpsta

šiuolaikinės elektros technologijos

50 tonų talpos indukcinių kanalų krosnis Galutinis energijos suvartojimas sumažėja maždaug 60%, o pirminė energija - 20%. Tuo pačiu metu žymiai sumažėja CO2 emisija. (Visi skaičiavimai pagrįsti tipiniais Vokietijos energijos konversijos ir CO2 emisijos koeficientais mišrioms elektrinėms). Gauti rezultatai išryškina ypatingą metalo nuostolių lydymosi metu įtaką, susijusią su jo oksidacija. Jų kompensavimas reikalauja didelių papildomų energijos sąnaudų. Pastebėtina, kad vario gamyboje metalo nuostoliai lydymo metu taip pat yra dideli ir į juos reikia atsižvelgti renkantis konkrečią lydymo technologiją.