tokar.guru

требуемая схема и принцип работы,

В настоящее время в быту стали использоваться печи, работающие по индукционному принципу, которые обычно применяются в промышленности. Чтобы индукционные печи можно было использовать в бытовых условиях, их конструкцию существенно преобразили, без изменения остался только принцип преобразования энергии. Такой прибор можно сделать своими руками из доступных материалов. Главное – это разобраться в конструкции и понять, как работает эта печь.

Принцип работы индукционной печи

Работа такой печи основана на принципе индукционного нагрева. Другими словами, тепловая энергия получается от электрического тока, вырабатываемого электромагнитным полем. Благодаря такой особенности этот прибор отличается от обыкновенных электрообогревателей.

Конструкция индуктора довольно проста. Его центром является графитовая или металлическая электропроводящая заготовка, вокруг которой следует намотать провод. При помощи мощности генератора в индуктор начинают запускать токи разной частоты, создавая вокруг индуктора мощное электромагнитное поле. Благодаря воздействию такого поля на заготовку и создания в ней вихревых токов, графит или металл начинает очень сильно разогреваться и отдавать тепло окружающему воздуху.

В быту индукторы стали использоваться сравнительно недавно.

Виды индукционных устройств

По своему предназначению такие приборы бывают бытовыми и промышленными. Однако такая классификация считается неполной. Существует еще несколько разновидностей печей:

• Тигельные. Самый распространенный вид агрегатов, используемых в металлургии. Такая конструкция не содержит сердечник. Эти устройства в основном используются для обработки и плавки любых металлов. Замечательно зарекомендовали себя они и в других областях.
• Канальные. Их конструкция имеет сходство с трансформатором.
• Вакуумные. Применяются тогда, когда необходимо удалить примеси из металла.

Бытовые печи делятся на две группы:

• Агрегаты, которые используют для отопления. Представляют собой индукционные котельные установки небольшого размера, которые монтируются в системах автономного отопления.
• Индукционные плиты, на которых готовят пищу. Основное отличие от обыкновенной электроплиты – экономное расходование электроэнергии.

Можно ли изготовить индукционную печь, предназначенную для плавки металлов, своими руками? Хотя она и является, с одной стороны, сложным оборудованием, а с другой – благодаря относительной простоте и понятности принципа работы появляется возможность сделать индукционный нагревательный прибор своими руками. Кроме того, многие специалисты, обладающие необходимыми знаниями и навыками, способны создать качественные агрегаты из обычных материалов. Чтобы сделать индукционную печь своими руками, будет нужна схема и хорошее знание физики.

Индукционные печи своими руками в основном используются для обогрева помещений. Тигельные конструкции небольшого размера лучше всего подойдут для плавки металлов в небольших объемах, например, при изготовлении бижутерии или ювелирных украшений. Индукционные плиты считаются замечательным решением для дачных домиков. А в городской квартире их используют как дополнительный обогреватель, если произошел какой-либо сбой в центральной системе отопления.

Схема индукционной печи

Схема такого простого индукционного нагревателя необходима будет для выполнения работ. Можно работать и без нее, но нежелательно, так как такой нагреватель является сложным электрооборудованием. Его конструкция и внутреннее содержимое разрабатывается заранее. Схема объединяет все задумки мастера в единое целое. Если потребуется спроектировать плиту, а не простой нагреватель, без схемы вообще не получится обойтись.

Конструкция индукционной печи своими руками достаточно проста: нагревательный элемент, общий корпус, индуктор. Если агрегат потребуется для обработки материалов, следует дополнительно спроектировать плавильную камеру. Сердцем индукционной печи является заготовка, проводящая ток, способная разогреваться до высоких температур. С такой задачей замечательно справляются нихромовая спираль или графитовые щетки. Выбирая между ними, следует ориентироваться на те задачи, которые стоят перед нагревателем. Для плавильной печи лучшим вариантом будет использование графитовых щеток, для нагревательного прибора – нихромовой спирали. Использование нихрома дает возможность подключить агрегат к обычной электросети.

Как сделать индукционную печь своими руками

Для создания эффективного агрегата необходимо учитывать следующие параметры:

• частота и мощность генератора;
• скорость, с которой теряется тепло;
• количество потерь в вихревых токах.

Сначала необходимо правильно подобрать все необходимые детали схемы для получения достаточных условий для плавки в мастерской. Если агрегат собирают своими руками, частота генератора должна составлять 27,12 МГц. Катушку следует делать из провода или тонкой медной трубки, при этом не должно быть больше 10 витков.

Мощность электронных ламп должна быть большая. Схема предусматривает установку неоновой лампы, которая будет использоваться в качестве индикатора готовности устройства. В схеме также предусмотрено применение дросселей и керамических конденсаторов. К домашней розетке подключение осуществляется через выпрямитель.

Индукционная печь, изготовленная своими руками, выглядит следующим образом: небольшая подставка на ножках, к которой крепится генератор со всеми необходимыми деталями схемы. А уже к генератору подключается индуктор.

Преимущества и недостатки индукционных печей

Индукционные агрегаты могут иметь различную мощность и зависит это от особенностей конструкции. Своими руками собрать устройство промышленной частоты очень непросто, да и в этом нет необходимости. Лучше стоит их купить.

Индукционные печи могут иметь как плюсы, так и минусы:

• они очень надежные;
• гораздо экономичнее обыкновенных электронагревателей;
• их используют не только для обогрева, но и подключают к водяному контуру;
• устанавливать их можно в квартире или доме, не оборудуя для этого специальное помещение;
• такую печь используют не только в качестве основного котла в автономной сети отопления, но и в сочетании с другими тепловыми источниками;
• такие устройства очень просто эксплуатировать, при этом не требуется периодическое сервисное обслуживание;
• основным недостатком индукционной печи является ее высокая пожароопасность, поэтому это качество следует учитывать при установке ее в жилом помещении.

Безопасность

Работая с печью, следует опасаться получения термических ожогов. Кроме того, такое устройство имеет высокую пожарную опасность. Во время работы эти агрегаты ни в коем случае нельзя перемещать. Нужно быть очень внимательным, когда такие печи устанавливают в квартире.

Переменное электромагнитное поле начинает разогревать окружающее его помещение, и такая особенность находится в прямой зависимости от мощности и частоты излучения устройства. Мощные промышленные печи могут оказывать воздействие на предметы, находящиеся в карманах одежды, на близлежащие детали из металла, на ткани людей.

Заключение

Индукционную печь можно изготовить самостоятельно, но это не всегда целесообразно. Лучше не браться за такую работу, если нет совершенно никаких знаний в области электрооборудования и физики. Перед тем как приступить к конструированию даже самого простого устройства, его следует разработать, спроектировать и составить схему. Если нет никакого опыта в изготовлении электроприборов, лучше всего приобрести такой агрегат заводского изготовления.

kotel.guru

8.4. Производство стали в индукционных печах

Первые предложения применить индукционный нагрев для плавки стали относятся к началу текущего столетия.

Индукционные печи делятся на печи с железным сердечником и без сердечника.

Сначала появились индукционные печи с железным сердечником. Они существуют двух типов (рис.8.3):

• печи с открытым горизонтальным каналом;

• печи с закрытым вертикальным или горизонтальным каналом.

Рис.8.3. Индукционные печи с сердечником (а) и тигельная (б):

1-индуктор; 2- сердечник; 3-кольцевой желоб с металлом; 4-тигель; 5-металл.

В печах с открытым каналом металл плавится током, индуцированным в самой садке; в печах с закрытым каналом электрическая энергия индуцируется в узком канале, заполненным жидким металлом, а твердая садка, нагревается вследствие циркуляции перегретого в канале металла.

Печи с открытым каналом не получили распространения.

Печи с закрытым каналом и железным сердечником получили большое распространение для переплава цветных металлов и для перегрева чугуна.

В данных печах происходит интенсивная циркуляция металла (выравнивание температуры).

Другое преимущество этих печей связано с возможностью работать на токах нормальной частоты. Соs печи достаточно высок (0,7-0,8). К недостаткам относятся:

• холодный шлак;

• необходимость оставлять в печи около 20% металла;

• низкая стойкость подового камня.

Наибольшее распространение получили индукционные печи без железного сердечника или тигельные индукционные печи. Они имеют ряд преимуществ

перед дуговыми печами:

• возможность плавить металл с весьма низким содержанием углерода, вследствие отсутствия электродов;

• отсутствие дуг облегчает получение металла с низким содержанием газов;

• электродинамическое перемешивание металла способствует получению однородного по химическому составу металла, ускорению реакций между металлом и шлаком, всплыванию Н.В.;

• низкий угар легирующих примесей, высокая производительность;

• возможность точно регулировать температуру процесса.

8.4.1. Устройство тигельной индукционной печи

Рис.8.4. Схема тигельной индукционной печи: 1 – индуктор; 2 – миканитовая прослойка; 3 – асбестовый картон; 4 – нижняя керамика; 5 – асбестовые диски; 6 – тигель; 7 – кольцо; 8 – верхняя керамика.

Данные печи применяются для производства низкоуглеродистых сталей и стального литья.

8.4.2. Принцип действия индукционных печей и особенности технологии выплавки стали

Под действием создаваемого индуктором переменного магнитного поля в нагреваемом металле индуцируется Э.Д.С. и возникает циркуляция тока, который проходит через металл и нагревает его.

После расплавления металл в печи непрерывно циркулирует под действием электродинамических эффектов. Электродинамические силы имеют радиальное направление к оси тигля с наибольшей величиной создаваемого ими давления на середине высоты тигля. Таким образом жидкий металл постоянно циркулирует. Чтобы исключить возникновение выпуклого мениска металла, уровень металла в тигле поддерживают несколько выше верхнего витка индуктора (верхний виток ниже верха тигля).

Футеровку тигля индукционной печи выполняют с использованием как кислых, так и основных огнеупоров. В кислой печи плавку ведут без окисления примесей, большую часть легирующих элементов вводят вместе с металлической частью шихты.

При основном процессе во время периода плавления наводят шлак присадками небольших порций шлакообразующей смеси, состоящей из извести, плавикового шпата и шамота. В этот период происходит окисление кремния, марганца и фосфора. К концу плавления необходимо удаление фосфора скачиванием шлака и наведением нового шлака. Если удаление фосфора и углерода необходимо после расплавления шихты, в ванну периодически вводят железную руду. Продолжительность окисления примесей составляет не более 15 мин. Раскисление можно вести диффузионным или осаждающим способом.

studfiles.net

Плавка стали в индукционных тигельных печах

Кислый тигель и кислые дуговые печи не совсем подходят для плавления стали с включениями марганца, титана, алюминия, циркония и иных активных частиц, потому что оксиды марганца, соединяясь с кислой футеровкой в состоянии стать причиной ее раннего износа, а остальные три элемента активно извлекают кремний шлака и футеровки.

Во время осуществления кислого индукционного плавления, так же как и при любых иных кислых процессах, нет условий для образования шлака из фосфора и серы. Вместе с тем, из-за того, что температурные показатели шлака имеют меньшие показатели, а глубина ванны большие, обстоятельства для процесса окисления углерода являются не совсем положительными. Даже, несмотря на то, что лишний углерод легко удаляется, следует придерживаться наличия углерода в шихте, превосходящего минимум на 0,1 % от разрешенных показателей в готовой стали. При этом добавки фосфора и серы не должны превышать заданных параметров для стали.

Плавление сталей в индукционных печах, имеющих кислый тигель, осуществляется без окислительных процессов. Большую часть примесей для легирования добавляют в завалку. По причине скорой плавки утрачивается время для множественного контроля структуры металла. По этой причине плавка основывается на заблаговременных просчетах, доскональном изучении шихтового состава металла и точном определении его массы при помощи весов.

Процесс плавления стали в индукционных печах с основным тиглем

Во время плавки в таких печах, разрешено применять какой угодно скрап, потому что сгорание марганца, кремния и углерода проходит сравнительно стремительными темпами, а в случае надобности в основной печи есть возможность избавляться, в том числе, от фосфора и серы. Но ввиду того, что такие печи, обладая малыми температурными показателями шлака и не такой высокой удельной поверхностью раздела металл-шлак, адаптированы для таких процессов не так хорошо, как дуговые печи, то в печах индукционного типа плавление лучше всего проводить методом переплава или сплавлением чистых шихтовых компонентов.

Далее приведены составные части технологии плавления стали в печи индукционного типа с основным тиглем на «свежей» шихте.

Компоненты шихты и их подача в печь

Состав шихты определяется, исходя из правильно подобранных размеров составных кусков с последующим плотным размещением внутри печи. Если использовать шихту, состоящую из мелких кусков, то в процессе плавки металла вырабатывается малая удельная мощность, что влечет за собой увеличение временных затрат, и, как следствие, тратится больше электричества. Со снижением частоты тока увеличивается глубина его проникновение и уменьшается удельная мощность. По этой причине в случае снижения частоты тока нужно использовать соответственно шихту с большим окускованием компонентов.

Шихту не следует придавать чрезмерно большому окислению, потому что в таком случае между кусками будет возникать слабый электроконтакт, ухудшатся вихревые токи, что повлечет увеличение длительности плавки и затраты на электричество. Для устранения таких проблем следует как можно плотнее уложить шихту. Чтобы этого добиться следует на тигельное основание укладывать сначала мелкие куски, а потом большие, чтобы удары при загрузке были не такими сильными. Для того чтобы металл не окислялся, заливают некоторое количество шлака, ферросплавов железа с марганцем и железа с кремнием. Кроме того, на основание желательно добавлять ферросплавы с большой температурой плавления, величина которого превышает температуру в тигле. Благодаря такому размещению их плавка начнется вслед за получением начальных порций металла.
Самые большие куски нужно укладывать к тигельным стенкам на 2/3 высоты индуктора таким образом, чтобы линии напряженности магнитного поля проходили через предельно возможную площадь сечения куска.

Оставшийся объем шихты выгружают до 2/3 высоты по тигельной оси с укладкой предельной плотности, выше данного уровня укладку проводить можно не с такой плотностью. Нежелательно наполнять тигель выше дозволенного уровня относительно редуктора, потому что куски, расположенные над индуктором, не взаимодействуют с магнитным полем, вследствие чего нагрев происходит лишь за счет теплопроводности от слоев, расположенных ниже. Вместе с тем идет препятствование осаждению шихты при плавке.

В печах небольших размеров шихта добавляется ручным способом. В больших же печах погрузка происходит при помощи бадьи, и требуется на это всего 1-2 минуты. По завершении процесса загрузки печь запирается крышкой, после чего подается электричество.

На начальном этапе плавки между шихтовыми кусками со слабым контактом возникают замыкания. Это приводит к появлению прыжков тока в цепи индуктора. По этой причине начало процесса плавки сопровождается уменьшенной мощностью источника электричества. С уменьшением количества толчков задействуется полная мощность.

Сначала шихтовый материал начинает плавиться на высоте ½ индуктора возле тигельных стенок, после чего медленно перемещается в верхние и нижние слои. Соответственно, шихте должны быть даны условия для движения вниз для соединения с металлом. Тем не менее, в верхних слоях тигля шихта может застыть, создавая таким образом «мосты», что приводит к заклиниванию. Это довольно вредное явление, которое может спровоцировать большой перегрев расплавленного металла без возможности контролирования процесса, что может привести к распаду футеровки. Возникновение такой ситуации даже на короткое время продляет плавку и повышает количество потребляемого электрического тока. Для недопущения этого, в момент плавки шихту следует время от времени осаживать, используя ломик, оснащенный изоляционной ручкой.

В процессе оседания шихтового материала понемногу добавляют его остатки, наблюдая за тем, чтобы неразогретые куски не попадали в расплавленный металл. Это может спровоцировать бурление металла и застывание охладившейся шихты в верхнем слое расплава. Кроме того, следует избегать оголения металла, потому что это вызовет окислительный процесс. Чтобы этого не допустить, в случае надобности в тигель в процессе плавки вводится шлаковый состав, в который входит известь, флюорит и шамот.

В ходе плавки нужно контролировать данные на приборах и наивысшую мощность источника питания. С постепенным прогревом и плавкой шихты реактивная мощность установки корректируется, для чего время от времени проводится дополнительная настройка контура в резонанс при помощи периодического включения конденсаторов.

Окисление входящих в состав добавок

В процессе плавления стали в печи индукционного типа возникают окислительные процессы марганца, кремния и фосфора. Если доля фосфора в шихте значительная, то шлак в момент плавки лучше извлечь, чтобы не допустить извлечения фосфора. Дополнительный шлак берется из извести, флюорита и шамота.

С целью увеличения активности относительно охлажденных шлаков во время плавления, осуществляют дополнительное введение флюорита и шлакового состава до 20 %. Данные шлаки способны быстро приводить в негодность печную футеровку. Из-за этого стремятся не использовать процессы, предусматривающие активное использование шлака. Для улучшения соединительных процессов между металлом и шлаком, последний закрывается для сохранения тепла, а иногда и подогревается дуговым и иными методами.

Если нужно провести дополнительное окисление добавок, фосфора и углерода, в тигель небольшими частями вводят железную руду и состав из шлака. Активное бурление металла может сопровождаться разбрызгиванием металлической массы, поэтому следующую часть руды добавляют после того, как содержимое ванны успокоится. При этом используется 3 – 5 % железной руды от объема стали.

Проводить окисление добавок можно также и иным путем, например, продувкой, используя кислород, при этом следует учитывать силу дутья исходя из того, что жидкая масса может разбрызгиваться. Окислительный процесс длится приблизительно чуть больше четверти часа.

Методы раскисления и рафинирования

Печи индукционного типа способны выполнить диффузионное и глубинное раскисление. Такой метод не сильно разнится с технологией раскисления, проводимой в печах дугового типа. Тем не менее, активное электродинамическое перемещение металла неплохо убыстряет раскислительные процессы, а значит, на рафинирование потребуется затратить меньшее количество времени. Вместе с тем превосходство диффузионного метода раскисления из-за малой температуры шлака в печах индукционного еще менее заметно, нежели в печах дугового типа.

В случае надобности, в печах индукционного типа есть возможность проводить, в том числе, обессеривание металла. Чтобы это сделать, нужно в несколько подходов скачивать и наводить высокоосновный восстановительный шлак, использовать дополнительный нагрев шлака и повысить долю флюорита. Из-за этого повысится длительность плавления, уменьшится устойчивость печной футеровки, а также затруднится рабочий процесс. В связи с этим зачастую стараются рассчитать шихту и рабочий процесс таким образом, чтобы не требовалось проводить десульфурацию.

metallplace.ru

Индукционные печи для плавки цветных сплавов

Большинство современных крупных литейных цехов для плавки цветных сплавов оборудовано индукционными печами с железным сердечником, в которых производятся сплавы из тяжелых и легких цветных металлов. Индукционные печи по сравнению со всеми другими литейными печами имеют значительные преимущества. Они обеспечивают высокое качество и полную однородность сплавов, малые потери металлов, большую производительность, небольшой расход электроэнергии, высокую чистоту и культуру литейных цехов. На рис. 235 показана конструкция отечественной индукционной печи типа ИЛО-0,75 (индукционная, латунная, однофазная емкостью 0,75 т, мощностью 400 ква). Аналогичные печи, выпускаемые зарубежными фирмами, известны под названием «Аякс». Печь состоит из цилиндрической шахты, подового камня с нагревательными каналами и магнитопровода (сердечника) с первичной катушкой (индуктором). Шахта печи состоит из железного кожуха, теплоизолирующей прослойки и огнеупорной футеровки. Внизу кожуха имеется поддон, связанный с кожухом поясом из углового железа. Под шахты выложен огнеупорным кирпичом. Для соединения шахты с подовым камнем в поддоне имеется вырез. Верх шахты закрывается железной крышкой с отверстием для загрузки. Сбоку в верхней части шахты находится отверстие и носок для разливки сплава. Подовый камень с двумя каналами набивают кварцевой, корундовой, шамотовой или магнезитовой набивной массой и в нем делают одно круглое горизонтальное отверстие для установки магнитопровода с надетой на него первичной однослойной катушкой. Верхнюю, входящую в вырез поддона часть подового камня для лучшего соединения с шахтой немного срезают. Подовый камень набивают в специальном бронзовом, медном или из немагнитной стали каркасе, состоящем из двух половин. Эти половины соединяют болтами и крепят к каркасу печи, к которому прикреплен и кожух шахты. Магнитопровод печи представляет собранный из листовой трансформаторной стали сердечник стержневого типа. Сбоку каркаса устанавливают опоры с отверстиями для оси поворота печи во время разливки сплава. Для поворота печи используют гидропривод. Футеровку подового камня для плавки бронз и латуней делают из сухой кварцевой массы следующего состава: 96 % дробленого кварца, 2 % буры, 1,5 % оконного стекла и 0,5 % глины. Для плавки никелевых сплавов камень набивают магнезитовой массой: 96,5 % плавленого магнезита, 3 % буры и 0,5 % оконного стекла. Шихту загружают через отверстие в верхней крышке и после ее расплавления сплав разливают через носок при наклоне печи. Индуктор печи охлаждается проточной водой, а футеровка канальной части — воздухом от специального вентилятора.

Печи подобного типа весьма широко распространены в литейных цехах для плавки меди, латуней, бронзы, никеля, мельхиора и других цветных сплавов. Индукционные печи с железным сердечником, применяемые для плавки алюминиевых сплавов, несколько отличаются по своей конструкции. Дело в том, что при плавке алюминия образующаяся на поверхности ванны окись алюминия осаждается в каналах печи, вызывая изменение их электрического сопротивления и нарушение циркуляции металла. Для свободной очистки от осадка окиси каналы в печах для плавки алюминия делают прямыми увеличенного сечения и оборудуют отверстиями с пробками, позволяющими периодически открывать каналы и прочищать их. Вследствие уменьшения плотности тока в каналах и увеличения толщины металла в шахте перемешивание металла в печи уменьшается, чем ослабляется осаждение окиси в каналах. Индукционные печи с железным сердечником, или так называемые канальные печи, могут быть одно- и трехфазные, мощностью от 400 до 2000 ква, емкостью от 0,75 до 15 т для латуни, от 20 до 40 т для цинка, от 0,5 до 6 т для алюминия и меди. Число индукционных единиц у печей этого типа составляет 1—6. Печи работают при напряжении 220—1000 в. Удельный расход энергии составляет, квт-ч/т: для латуни 200; для алюминия 450; для меди 240; для цинка 110. Время одной плавки от 0,5 до 3 ч.

На рис. 236 показана индукционная канальная печь промышленной частоты со стальным сердечником типа ИЛК-6, используемая в современных меднолитейных для производства отливок из красной меди. Емкость печи по меди 5—6 т, общая мощность 1600 ква при активной мощности 1400 квт. Суточная производительность печи 80—120 т, число плавок в сутки 16—18. Печь состоит из следующих основных узлов: стального сварного кожуха с двумя опорными ободами для поворота, футерованного изнутри огнеупорным кирпичом и набивкой; четырех съемных однофазных индукционных единиц; механизма поворота печи; вентиляторов для охлаждения футеровки канальной части индукционных единиц; трех крышек одна из которых (центральная) снабжена механизмом подъема.

Индукционные единицы расположены в нижней части печи в два ряда. Каждая единица состоит из: кожуха с огнеупорной набивкой, в которой имеются прямоугольные плавильные каналы, стержневого магнитопровода с отъемным ярмом, вентилятора для охлаждения. При протечке одной из индукционных единиц полного ремонта всей печи не проводят, а меняют только индукционную единицу новой, которую подготавливают заранее на стороне.

Индукционные единицы питаются от понижающего трансформатора при напряжении 450 в и частоте 50 гц. Токоподвод к печи осуществляется гибкими водоохлаждаемыми кабелями. Водяное охлаждение применяют и для индукторов. Корпус печи поворачивается в обе стороны с помощью приводного механизма. Шихту загружают через центральное загрузочное окно при поднятой крышке. Металл из печи сливают через летку, расположенную на торцовой стенке. Ось летки совпадает с осью вращения печи. Плавку меди ведут под слоем древесного угля или в атмосфере защитного газа. Срок службы печи ИЛК-6 составляет до 10 лет. Печь хорошо компонуется с индукционным миксером и машиной для полунепрерывного литья, что позволяет получать медные слитки массой до 4 т и длиной до 5 м.

В металлургии цинка для переплавки катодов применяют индукционные печи с железным сердечником емкостью 20 и 40 т типа ИЦ-20 и ИЦ-40 (рис. 237). Они оборудованы шестью индукционными нагревательными единицами с горизонтальным расположением нагревательных каналов и вертикальными магнитопроводами. Печь ИД-40 питается от двух трехфазных печных трансформаторов по 1000 ква каждый с вторичным напряжением 450—550 в. Печь состоит из двух камер: большой плавильной и малой раздаточной. Катодный цинк загружают в плавильную камеру с помощью рольганга через загрузочную шахту, прямо в ванну с расплавленным металлом. Расплавленный цинк выпускают из печей через выпускное отверстие раздаточной камеры в ковш или на разливочную машину. При расплавлении катодного цинка образуются дроссы — смесь окиси цинка с металлическими частицами, которые периодически снимают с поверхности ванны через шлаковое окно. Производительность печей по чушковому цинку составляет, т/сутки: печи ИЦ-20 до 110; печи ИЦ-40 до 300, расход электроэнергии 110 — 120 квт-ч/т.

Кроме индукционных печей с железным сердечником, для плавки цветных и благородных металлов и сплавов применяют индукционные печи без железного сердечника.

На рис. 238 показан индукционный вакуумный агрегат для плавки и отливки вакуумной меди высокой чистоты, основной частью которого является тигельная высокочастотная индукционная печь мощностью 500 квт с тиглем емкостью до 1 т. Агрегат состоит из трех водоохлаждаемых камер, находящихся под вакуумом: загрузочной, плавильной и камеры разлива, объединенных в единое целое.

Загрузочная камера представляет собой вертикальный цилиндрический сосуд, присоединенный к верхней части плавильной камеры через специальный герметизирующий затвор. В загрузочной камере имеется индуктор для предварительного подогрева контейнера с шихтой перед опусканием его в тигель печи.

Плавильная камера представляет горизонтальный цилиндрический сосуд, сваренный из листовой стали. Внутри плавильной камеры находится индукционная тигельная печь емкостью по меди до 1 т, индуктор которой питается от преобразователя повышенной частоты мощностью 500 квт при напряжении 1500 в и частоте 1000 гц. У разливочного носка печи установлен водоохлаждаемый кристаллизатор для отливки круглых слитков диаметром 200—400 мм. В нижней части плавильной камеры под кристаллизатором расположена камера разливки, соединяющаяся с плавильной камерой через специальный затвор. В разливочной камере установлен механизм подъема и вытягивания слитка из кристаллизатора. Плавильная камера агрегата находится под вакуумом непрерывно, а загрузочная и разливочная — периодически. Предельный вакуум плавильной камеры в холодном состоянии 5•10^-4 мм рт. ст.

Для выплавки меди высокой чистоты используют катодную медь не ниже марки М0. Нарезанную медь загружают в стальные цилиндрические контейнеры с дном, заделанным медной проволокой. Контейнеры поочередно поступают в загрузочную камеру агрегата, которую вакуумируют не выше 0,8 мм рт. ст, затем включают подогрев контейнера индуктором в течение 15 мин. После подогрева шихты и выравнивания давления в плавильной и загрузочной камере открывают верхний затвор и контейнер с шихтой опускают в разогретый тигель печи. Удерживающая шихту медная проволока расплавляется и шихта из контейнера высыпается в тигель печи. Пустой контейнер через затвор и загрузочную камеру выводится из агрегата и на его место поступает следующий контейнер с шихтой. После набора тигля, расплавления всего металла и его дегазации под вакуумом производят разлив. Перед разливом давление в разливочной камере должно быть не более 0,1 мм рт. ст., после достижения такого вакуума открывается затвор, сообщающий плавильную и разливочную камеры. При помощи механизма подъема в кристаллизатор вводят медную затравку, после чего тигель наклоняют и кристаллизатор заполняют металлом, а слиток вытягивают из него механизмом подъема.

После окончания разлива слиток опускают в камеру разливки, которая отделена затвором от плавильной камеры, после чего из нее удаляют готовый слиток. Тигель индукционной печи выдерживает около 100 плавок. Время одной плавки 5 ч. Производительность агрегата 4,8 т/сутки. Расход электроэнергии: на подогрев шихты, плавку и рафинирования ~1900 квт×ч/т, на вакуумирование камер ~340 квт/т. Расход воды на охлаждение 200 м³/т. В настоящее время высокочастотные индукционные печи строят мощностью от 50 до 5000 квт при емкости тигля от 50 кг до 20 т.

metallurgy.zp.ua

Индукционная печь своими руками: схема, чертежи

Сам принцип работы индукционной печи состоит в том, что тепло для плавки получают из электричества, которое вырабатывается переменным магнитным полем. В таких печах происходит преобразование энергии от электромагнитной, далее в электрическую и в конечном итоге в тепло. Как же делается индукционная печь своими руками?

Такие печи делят на два типа:

1. Тигельные. В таких печах индуктор и сердечник находятся внутри металла. Такой тип печей используют в промышленных плавильнях, для плавки меди, алюминия, чугуна, стали, а также на ювелирных заводах для плавки драгоценных металлов.
2. Канальные. В таком виде печей индуктор и сердечник находятся вокруг металла.

По сравнению с котлами или же другими печками, индукционные печи имеют ряд преимуществ:

• моментально разогреваются;
• фокусируют энергию в заданном диапазоне;
• экологически чистое устройство и относительная безопасность;
• отсутствует угар;
• огромные возможности регулировки температуры и емкости;
• однородность металла, который плавится.

Индукционные печи также применяют для отопления. Это удобный и в то же время бесшумный метод отопления.

Не требует специального помещения для котла. На греющем элементе накипь не скапливается, а для циркуляции по отопительной системе можно использовать любую жидкость, будь то масло, вода и другие. Также печь долговечна, так как минимально изнашивается. Как и говорилось ранее, она очень экологична, ведь нет никаких вредных выбросов в воздух, а также отвечает всем требованиям пожарной безопасности.

Сбор информации

Человеку, который понимает, как прочитать и понять электрическую схему, будет не сложно разобраться, как сделать подобную индукционную печь. В сети Интернет вы увидите десятки, а то и сотни вариантов изготовления различных индукционных печей с использованием домашнего хлама, например, из старой микроволновки или сварочного инвертора.

Обязательно помните, что электрический ток – вещь опасная. И для изготовления индукционной печи нужно иметь представления о том, что такое нагрев с помощью индукции. Желательно, чтобы с вами был человек, который хорошо понимает хотя бы основы электротехники или имеет опыт работы с электрооборудованием.

Принцип работы

Основа работы такой печки – это извлечение тепла из электрического тока, которое вырабатывает переменное магнитное поле с помощью катушки индуктивности. Выходит, мы получаем тепло сначала из электромагнитной энергии, а потом с электрической. Замкнутость токов, которые текут по виткам индуктора (катушке индуктивности), выделяет тепло и прогревает металл изнутри.

Такая печь может работать иметь упрощенный вариант и работать от домашней сети 220В. Но для этого требуется выпрямитель, то есть адаптер.