ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Открытые и вакуумные индукционные печи из "Электрометаллургия стали " Широкому распространению индукционных печей (ИП), начиная с 70-х годов способствовали как удорожание энергии и материалов, так и появление ковшевой металлургии и полупро- водниковых источников питания для индукционных печей. По сравнению с ДСП ИП занимают меньше пространства, потери Ме на испарение в ИП 1 % (в ДСП из-за испарения в дуге 5 %), при плавке в ИП на 15 % меньше пыли, а необходимая для ИП мощность газоотсоса составляет -15% таковой для ДСП. Если в цехах с ДСП последние являются главным источником шума, то в цехах с ИП уровень шума от ВЧ не превышает 70-85 Дб. Расход энергии в ИП ниже обычной для ДСП величины 420 кВт-ч/т. Эффективность использования линий электропередачи и трансформаторов для ИП составляет 92 %, для ДСП 70 %. В ИП та же производительность, например, 10 т/ч, достигается при емкости 5 т и мощности 6 МВ-А, в ДСП — соответственно 20 т и 10 МВ-А. ИП, как правило, не нуждаются в дополнительных устройствах для перемешивания Ме. К недостаткам ИП относят необходимость особого отбора и подготовки лома и разъедание футеровки агрессивными шлаками. Однако в крупные печи, питающиеся током промышленной частоты, можно загружать куски лома размером до 1/3 диаметра тигля (ИП емкостью 70 т) отпадает необходимость в плотной укладке корзин, как в ДСП, лом можно загружать постепенно. Предварительный подогрев лома до 200—900 С осуществляют как теплом отходящих газов, так и за счет сжигания топлива. Эффективность работы ИП повышается при установке одного исгочника питания на 2 тигля. [c.247] Современное электросталеплавильное производство располагает возможностью получения высококачественного металла в тигельных открытых и вакуумных индукционных печах (ОИП и ВИП). Эти сталеплавильные агрегаты отличаются от дуговых печей источниками нагрева металла до жидкого состояния, конструктивными и технологическими особенностями процессов. [c.247] Индукционные плавильные печи делят на печи с железным сердечником и печи без сердечника. [c.247] К недостаткам индукционных печей относят низкую температуру и повышенную вязкость шлака из-за его нагрева от жидкого металла, отсутствие условий для удаления серы и фосфора из металла, недостаточную стойкость основной футеровки тигля, повышенный расход электроэнергии и малую часовую производительность. [c.248] На современных индукционных печах шлак и металл в тигле подогревают дугами плазменных горелок. В индукционной печи подведенную электрическую энергию переменного тока преобразуют в электромагнитную, затем снова в электрическую и, наконец, в тепловую [16]. [c.248] Из-за отсутствия железного магнитопровода и большого расстояния между первичной и вторичной обмотками (футеровка тигля, изоляция) поток рассеяния электроэнергии в индукционной печи значителен, и полезный магнитный поток мал, а реактивная мощность в несколько раз больше активной и os 0,10. [c.249] С увеличением частоты снижается емкость батареи, В то же время с увеличением частоты повышаются реактивные токи / = Uwe, увеличивается нагрев батареи и возрастают потери с водой на охлаждение ковденсаторов. [c.249] Конструктивно индукционные печи без железного сердечника выполняют открытыми для ведения плавки на воздухе и закрытыми для выплавки стали и сплавов в вакууме и атмосфере заданного состава. [c.250] Основное электрическое и механическое оборудование для открытых и вакуумных индукционных печей бывает практически одного типа. Источником тока высокой частоты для промышленных индукционных печей служат машинные генераторы, обеспечивающие частоту тока от 500 до 10000 Гц. Их мощность колеблется от десятков до тысяч киловатт при к.п.д., равном 0,56...0,9. Находят все больщее применение полупроводниковые тиристорные преобразователи частоты тока, обеспечивающие частоту тока 500...3000 Гц и имеющие по сравнению с машинными генераторами более высокий к.п.д, (на 1... 15 %). [c.250] Для лабораторных печей с вместимостью тигля несколько кг используют в качестве генератора высокой частоты (несколько тысяч герц) электронные генераторы с трехэлектродными лампами. Такие генераторы позволяют менять частоту тока в широких пределах с учетом различной магнитной проницаемости переплавляемого металла. Их к.п.д. составляет 0,75...0,8. Ламповый генератор состоит из выпрямителя, собственно генератора и настроенного силового контура. Трехфазный ламповый выпрямитель питает генератор постоянным током высокого напряжения. Для крупных индукционных печей вместимостью несколько сот кг частота тока составляет 100...150 Гц. Такую частоту получают с помощью умножительных трансформаторов, соединенных по специальной схеме. На крупных печах вместимостью несколько тонн применяют ток нормальной частоты (50 Гц). [c.250] Для повышения соз ф в индукционных печах используют батареи конденсаторов с водомасляным охлаждением, имеющие малые габариты и высокую реактивную мощность. Конденсаторы подключают с печью или последовательно. Первая схема имеет название резонанса токов, вторая — резонанса напряжения. [c.250] Для переключения ковденсаторов под нагрузкой (без отключения печи) используют автоматические регуляторы, основанные на измерении реактивного тока, идущего от генератора и поддержании его около нуля. При возбуждении реактивным током определенной величины срабатывает реле реактивного тока, и напряжение на генераторе снижается до нуля автоматическим регулятором напряжения, и без размыкания цепи возбуждения или силовой цепи выбирается необходимая емкость конденсаторной батареи, а затем восстанавливается прежнее рабочее напряжение печи. Полный цикл операции не превышает 2 с. При отсутствии автоматического регулятора требуемую емкость конденсаторов поддерживают по показанию прибора фазометра, измеряющего коэффициент мощности. [c.251] Крупные индукционные печи на промышленной частоте проще в обслуживании и требуют меньших производственных площадей. Их используют чаще всего для выплавьси чугуна и стали, не требующих длительной выдержки жидкого металла в тиглях. Средний удельный расход электроэнергии составляет при вьшлавке чугуна 550 кВт-ч/т, стали — 730 кВт-ч/т. [c.251] Важным узлом индукционной печи является индуктор, имеющий вид соленоида и выполняемый из медной трубы круглого или прямоугольного сечений. Индуктор имеет минимальные электрические потери, водяное охлаждение витков и достаточное про- странство между витками для изолщии. Плотность тока в индукторе составляет 20...40 А/мм . [c.251] Для придания прочности конструкции и исключения смещения при наклоне печи индуктор скрепляют с вертикальными изоляционными стойками, а также с нижней и верхней керамическими плитами тигля. Воду в индуктор подают хшгангами под давлением 196 кПа, температуру ее контролируют на выходе (35...45 С). При более холодной воде индуктор покрывается влагой ( потеет ).Это повышает вероятность межвитковых коротких замыканий. Горячая вода способствует образованию на стенках индуктора накипи, затрудняющей их равномерное охлаждение. [c.251] Наклон печи осуществляют различными способами. Для этого на каркасе печи укрепляют две пары цапф — верхние на уровне сливного носка и средние, проходящие через центр тяжести печи. Во время загрузки и плавления печь покоится на средних цапфах и упоре, расположенном под печью. Для слива металла печь поворачивают с помощью лебедки, тельфера или гидравлического подъемника. Поворот печи осуществляют вначале на средних цапфах, затем до угла 90...95 — на верхних, что существенно облегчает слив металла из тигля в ковш. Наклон тельфером удобен, прост в исполнении и позволяет обслуживать несколько печей. Гидравлический подъемник обеспечивает более плавный наклон печи и меньшее сотрясение футеровки тигля, но требует больших затрат при обслуживании и значительных производственных площадей. [c.252] Вернуться к основной статье