Плавильные установки с индукционными

Тигельными печами

В состав плавильной установки помимо собственно тигельной печи с механизмом наклона входят источник питания (преобразо­ватель частоты или трансформатор) со своим вспомогательным обо­рудованием и аппаратурой, компенсирующая конденсаторная ба­тарея (коэффициент мощности печи до компенсации составляет 0,1 - 0,2), токоподвод, аппаратура автоматики, защиты и сигнали­зации, измерительная и коммутационная аппаратура. Для печей с гидравлическим приводом механизмов и вакуумных печей до­бавляются соответственно маслонапорная установка и вакуумные насосы и приборы.

Современные тигельные печи конструируют таким образом, что индуктор вместе с креплениями и износившимся тиглем можно быстро извлечь из поворотной рамы и заменить запасным с новым тиглем. При такой конструкции, а также в тех случаях, когда время работы тигля достигает нескольких месяцев, т. е. при плавке легкоплавких металлов, в комплект плавильной установки может входить только одна печь. Во всех остальных случаях в ком­плект установки входят минимум две печи, из которых одна ра­ботает, а в другой производится набивка и сушка тигля. Сушка является длительной операцией, соизмеримой по продолжитель­ности с эксплуатационной кампанией печи между сменами тигля. При вакуумной плавке наличие двух поочередно работающих пе­чей в составе плавильной установки резко повышает производитель­ность, поскольку у этих печей время межплавочного простоя часто бывает того же порядка, что и время плавки.

Компоновка оборудования плавильных установок с ин­дукционными тигельными печами должна отвечать требованиям удобства ведения металлургического процесса, уменьшения потерь электроэнергии и безопасности обслуживания и эксплуата­ции.

Первое требование удовлетворяется организацией удобной транспортировки шихтовых материалов, жидкого металла и шла­ков. Печь располагается на такой отметке, чтобы под ее сливной носок мог быть свободно подведен разливочный ковш.

Электрическими потерями, зависящими от компоновки обору­дования, являются потери в токоподводе. Для их уменьшения ис­точник питания, и особенно кон­денсаторная батарея, должен располагаться как можно ближе к печи.

Для обеспечения безопасности эксплуатации электротехническое оборудование плавильной уста­новки размещается в изолиро­ванном помещении преобразовате­льной подстанции, установка снаб­жается блокировками безопасности на случай ошибочных действий персонала или технических неис­правностей (прекращение подачи охлаждающей воды, разрушение футеровки тигля и т. п.). В качестве примера на рис. 2.23 показана планировка установки индукционной тигельной печи средней емкости (1 т). Элек­тромашинный преобразователь 1 и конденсаторная батарея 4 установлены в помещении подстанции 5 рядом с рабочей площад­кой 8, на которой смонтированы две печи 9, входящие в комплект установки. Конденсаторная батарея 4, панель с контакторами 3 и щиты с аппаратурой 6, доступ к которым разрешен лишь при снятом напряжении, отделены сетчатым ограждением 12 с дверью 2, оборудованной электрической блокировкой. Лицевые стороны щитов 6 с измерительными приборами и рукоятками органов уп­равления выходят на площадку обслуживания печи 8. Пульт уп­равления наклоном 10 расположен рядом с печью в месте, удобном для наблюдения за сливом металла. Маслонапорная установка 11 гидравлического механизма наклона установлена в изолированном помещении рядом с печью под рабочей площадкой.

Токоподвод, соединяющий вводы печи с конденсаторной бата­реей, выполняется в виде пакетов плоских алюминиевых шин че­редующейся полярности с естественным воздушным охлаждением или трубчатых шин с водяным охлаждением. Системы водяного охлаждения индуктора и других элементов установки оборудуются струйными реле и реле давления, отключаю­щими питание печи при снижении расхода или прекращении по­дачи воды. Сливные воронки 7 систем водяного охлаждения смон­тированы на рабочей площадке 8 для удобства визуального кон­троля.

Рис. 2.23. Расположение обору­дования тигельной печи средней емкости(1 т)

3. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ

ИНДУКЦИОННОЙ ТИГЕЛЬНОЙ ПЕЧИ

В данной главе приводятся последовательность инженерного электрического расчета с элементами расчета по [2, 3, 6, 7] индукционной тигельной печи и примеры расчета по отдельным этапам.

Для проведения электрического расчета в качестве исходных данных необходимо знать:

- наименование расплавляемого металла или марку сплава и его состав;

- конфигурацию и характерные размеры кусков шихты;

- исходную температуру загружаемой шихты, для ферромагнитных материалов – температуру точки Кюри, температуру плавления и температуру разливки;

- удельные электросопротивления шихты для вышеуказанных температур;

- теплосодержание или энтальпию, теплоемкость и скрытую теплоту плавления металла или сплава для вышеуказанных температур;

- емкость тигля;

- производительность печи;

- длительность процесса плавки;

- длительность вспомогательных операций;

- параметры питающей сети.