Оглавление:
Плавильная печь представляет собой электрическую печь, в которой тепло наносится индукционным нагревом металла. Мощность индукционной печи колеблется от 1 до 100 тонн и используется для расплавления железа и стали, меди, алюминия и драгоценных металлов, которые широко применяются в различных отраслях.
Преимуществом плавильной печи является чистый, энергоэффективный и хорошо контролируемый процесс плавления по сравнению с большинством других способов плавки металлов. Большинство современных литейных цехов используют этот тип печи, и теперь также более чугунные литейные заводы заменяют купола индукционными печами для расплавления чугуна, поскольку первые модели издают много пыли и другие загрязняющие вещества, вредящие организму человека.
Индукционные плавильные печи – их назначение
Поскольку дуга или сжигание не применяется, температура материала не превышает требуемого для его расплавления; Это может предотвратить потерю ценных легирующих элементов. Одним из основных недостатков использования индукционной печи в литейном цехе является недостаток нефтеперерабатывающих мощностей. Следует отметить, что зарядовые материалы должны быть очищены от продуктов окисления и некоторых легирующих элементов, которые при этом могут быть потеряны из-за окисления (и должны быть повторно добавлены в расплав).
В безракурсном типе металл помещают в тигель, окруженный соленоидом переменного тока с водяным охлаждением. Плавильная печь канального типа имеет петлю расплавленного металла, которая образует однооборотную вторичную обмотку через железный сердечник. Современная плавильная печь состоит из непроводящего тигля, удерживающего заряд расплавленного металла, окруженный катушкой из медной проволоки. Важно подчеркнуть, что через провод протекает мощный переменный ток. Катушка создает быстро меняющееся магнитное поле, которое проникает в металл. Магнитное поле индуцирует вихревые токи, круговые электрические токи внутри металла, посредством электромагнитной индукции. Вихревые токи, протекающие через электрическое сопротивление массивного металла, нагревают его джоулевым нагревом.
Например, в ферромагнитных материалах, таких как железо, может нагреваться магнитным гистерезисом, обращаясь к молекулярно-магнитным диполям в металле. После расплавления вихревые токи вызывают энергичное перемешивание расплава, обеспечивая хорошее соединение металла. Преимущество индукционного нагрева заключается в том, что тепло генерируется в самой загрузке печи, а не при использовании горючего топлива или другого внешнего источника тепла, что может быть важным в тех случаях, когда наблюдается проблема с загрязнением.
Рабочие частоты варьируются от частоты (50 или 60 Гц) до 400 кГц или выше, обычно в зависимости от расплавленного материала, емкости (объема) печи и требуемой скорости плавления. Как правило, чем меньше объем расплавов, тем выше частота используемой печи; Это связано с глубиной слоя, являющаяся мерой расстояния, через который может проникать переменный ток под поверхностью проводника. Для той же проводимости применяются более высокие частоты при этом имеющие небольшую глубину слоя, что способствует наименьшему проникновению в расплав. Более низкие частоты могут создавать перемешивание или турбулентность в металле.
Предварительно разогретое однотонное печное железо может расплавить холодный заряд до готовности в течение часа. Источники питания варьируются от 10 кВт до 42 МВт с размерами расплава от 20 кг до 65 т металла. Соответственно, рабочая индукционная печь обычно излучает шум (из-за колебаний магнитных сил и магнитострикции), шаг которых может использоваться специалистами для определения того, работает ли печь правильно или на каком уровне мощности.
Вакуумные плавильные печи и их альтернативная замена
Применение альтернативных технологий нагрева зависит от требований к качеству, производительности и энергоэффективности расплава. В принципе можно использовать электрическую или газовую печь. В этом контексте, в отношении затрат, местная оценка альтернативной энергии играет решающую роль.
Газовое отопление
Газовые печи идеально подходят для плавки, особенно если они оснащены выхлопными газами над краем тигля. Выделение выхлопных газов осуществляется лучше всего, если требуется высокое качество расплава. Однако более высокое качество расплава означает более низкую эффективность использования энергии, поскольку горючая печь с боковым выхлопным газом потребляет примерно на 20-25% больше энергии, чем печь с выхлопным газом на краю тигля.
Топливные печи обеспечивают оптимальную энергоэффективность в сочетании с самым высоким качеством расплава благодаря своей системе горения, которая включает в себя рекуперацию тепла. Горячие выхлопные газы из печи предварительно нагревают воздух для горения для горелки через теплообменник. Эта система обеспечивает экономию до 25% по сравнению с обычными топочными печами с боковым выхлопным газом.
Если качество расплава и энергоэффективность имеют приоритет, оптимальным является печь с электрическим нагревом. Нагрев контролируется очень устойчиво и точно. Плавкий газ не загрязняется за счет выхлопных газов при нагревании топливом. Печи с электрическим нагревом могут достигать до 85% плавления топочных печей с боковым выхлопным газом. Если печи используются только для удержания, специалисты рекомендуют использовать модели 10, которые очень энергоэффективны из-за их очень хорошей изоляции и уменьшенной нагрузки на соединение.
