Индукционная печь - Википедия - Induction furnace

An индукционная печь это электрический печь в котором тепло применяется индукционный нагрев из металл.[1][2][3] Производительность индукционных печей составляет от менее одного килограмма до ста тонн, и они используются для плавки. утюг и стали, медь, алюминий, и драгоценные металлы.

Преимущество индукционной печи - это чистый, энергоэффективный и хорошо контролируемый процесс плавления по сравнению с большинством других способов плавки металлов.

Самый современный литейные заводы использовать этот тип печи, и теперь все больше чугунолитейных заводов заменяют купола с индукционными печами для плавки чугун, так как первые выделяют много пыль и другие загрязняющие вещества.[4]

Поскольку не используется дуга или горение, температура материала не выше, чем требуется для его плавления; это может предотвратить потерю ценных легирующих элементов.[5]

Одним из основных недостатков использования индукционных печей в литейном производстве является недостаточная мощность рафинирования; шихтовые материалы должны быть чистыми от продуктов окисления и иметь известный состав, а некоторые легирующие элементы могут быть потеряны из-за окисления (и должны быть повторно добавлены в расплав).

Типы

В типе без сердечника[6] металл помещается в тигель окруженный водяным охлаждением переменный ток соленоид катушка. Индукционная печь канального типа имеет петлю из расплавленного металла, которая образует одновитковую вторичную обмотку через железный сердечник.[7][8]

Операция

1 - Расплавить
2 - змеевик водяного охлаждения
3 - хомуты
4 - тигель

Индукционная печь состоит из непроводящего тигля, содержащего шихту расплавленного металла, окруженного катушкой из медной проволоки. Мощный переменный ток течет по проволоке. Катушка создает быстро реверсивный магнитное поле который проникает в металл. Магнитное поле индуцирует вихревые токи, круговые электрические токи, внутри металла, по электромагнитная индукция.[9] Вихревые токи, протекающие через электрическое сопротивление объемного металла, нагрейте его Джоулевое нагревание. В ферромагнитный материалы, такие как утюг, материал также можно нагреть магнитный гистерезис, обращение молекулярного магнитные диполи в металле. После плавления вихревые токи вызывают интенсивное перемешивание расплава, обеспечивая хорошее перемешивание.

Преимущество индукционного нагрева заключается в том, что тепло генерируется внутри самой загрузки печи, а не передается от горящего топлива или другого внешнего источника тепла, что может быть важно в приложениях, где существует проблема загрязнения.

Диапазон рабочих частот от частота сети (50 или 60 Гц ) до 400 кГц или выше, обычно в зависимости от расплавляемого материала, мощности (объема) печи и требуемой скорости плавления. Как правило, чем меньше объем расплавов, тем чаще используется печь; это связано с глубина кожи который является мерой расстояния, на которое переменный ток может проникнуть под поверхность дирижер. При той же проводимости более высокие частоты имеют небольшую толщину скин-слоя, т.е. меньшее проникновение в расплав. Более низкие частоты могут вызвать перемешивание или турбулентность металла.

Предварительно нагретый чугун весом в одну тонну может расплавить холодную шихту до готовности к выпуску в течение часа. Электропитание варьируется от 10 кВт до 42 МВт с размером расплава от 20 кг до 65 тонн металла соответственно.[нужна цитата ]

Работающая индукционная печь обычно издает гул или вой (из-за флуктуации магнитных сил и магнитострикция ), шаг которого может использоваться операторами, чтобы определить, правильно ли работает печь или на каком уровне мощности.[нужна цитата ]

Смотрите также

  • Электродуговая печь - для другого типа электропечи, используемой на крупных литейных производствах и на мини-заводах по производству стали.

Рекомендации

  1. ^ Laughton, M.A .; Варн, Д.Ф. (2002). Справочник инженера-электрика, 16-е изд.. Newnes. С. 17–19. ISBN  0080523544.
  2. ^ Кэмпбелл, Flake C. (2013). Производство металлов: понимание основ. ASM International. С. 63–65. ISBN  978-1627080187.
  3. ^ Бауччо, Майкл (1993). Справочник по металлам ASM, 3-е изд.. Американское общество металлов. п. 50. ISBN  0871704781.
  4. ^ «Технические основы и применение индукционных печей».
  5. ^ Филип Ф. Оствальд, Хайро Муньос, Производственные процессы и системы (9-е издание), John Wiley & Sons, 1997 г. ISBN  978-0-471-04741-4 стр.48
  6. ^ Робьетт, А.Г. (1935). "V: индукционные печи без сердечника". Электрическая плавка. Чарльз Гриффин и Ко, стр. 153–252.
  7. ^ Робьетт 1935 "Глава IV: Индукционные печи канального или низкочастотного типа", стр. 153–252.
  8. ^ Индукционный и диэлектрический нагрев. Серия «Электричество и производительность», №6. Британская ассоциация развития электротехники. 1962. С. 8–9.
  9. ^ Бхаттачарья, С.К. (2009). Основы силовой электроники. Vikas Publishing House Pvt. С. 142–143. ISBN  978-8125918530.

дальнейшее чтение

внешняя ссылка