Индукциялық балқытылатын пештерді зерттеңіз

Индукциялық пештер металлургия өндірісінде кеңінен қолданылады. Мұндай пештер көбінесе өз бетінше жасалады. Мұны істеу үшін сіз олардың жұмыс принципін және дизайн ерекшеліктерін білуіңіз керек. Мұндай пештердің жұмыс істеу принципі екі ғасыр бұрын белгілі болған.

Индукциялық пештер келесі міндеттерді шешуге қабілетті:

Металл балқыту.

Металл бөлшектерін термиялық өңдеу.

Бағалы металды тазарту.

Бұл функциялар өндірістік пештерде кездеседі. Тұрғын үй жағдайларын және үйді жылыту үшін арнайы дизайндағы пештер бар.

Индукциялық қыздыру - қыздырылған денеден өтетін және электромагниттік индукция құбылысына байланысты ондағы қозған құйынды электр тоғының жылу әсерінен денелерді электромагниттік өрісте қыздыру. Бұл жағдайда қыздырылған өнімдегі ток индукцияланған немесе индукцияланған ток деп аталады. Индукциялық қондырғылар деп денелерді индукциялық жылытуға немесе белгілі бір материалдарды балқытуға арналған электротермиялық құрылғыларды айтады. Индукциялық пеш индукциялық қондырғының бөлігі болып табылады, оның құрамына индуктор, рамка, қыздыруға немесе балқытуға арналған камера, вакуумдық жүйе, пешті еңкейту тетіктері немесе жылытылған өнімдерді кеңістікте жылжыту және т.б. Индукциялық тигель пеші, басқаша жағдайда өзегі жоқ индукциялық пеш деп аталады, балқитын тигель, әдетте цилиндр тәрізді, отқа төзімді материалдан жасалған және айнымалы ток көзіне қосылған индуктор қуысына орналастырылған. Металл заряды тигельге құйылады және электромагниттік энергияны сіңіріп, ериді.

Тигельді балқыту пештерінің артықшылығы:

Аралық қыздыру элементтерінсіз тікелей жүктемедегі энергияның бөлінуі;

Шағын зарядтың, қалдықтардың тез балқуын, ваннаның бүкіл көлемінде температураның теңестірілуін және жергілікті қызып кетудің болмауын қамтамасыз ететін тигельдегі балқыманың интенсивті электродинамикалық айналымы, бұл химиялық құрамы бойынша біртектес көп компонентті қорытпалар өндірісіне кепілдік береді;

Пештің кез-келген атмосферасын құрудың (тотықтырғыш, тотықсыздандырғыш немесе бейтарап) кез-келген қысым жасаудың негізгі мүмкіндігі;

Қуат тығыздығының жоғары мәндеріне байланысты жоғары өнімділік, әсіресе орташа жиілікте;

Металды тигельден толығымен ағызып алу мүмкіндігі және пештің астарының салыстырмалы түрде аз салмағы, бұл қаптамада жинақталған жылудың төмендеуіне байланысты пештің жылу инерциясын төмендетуге жағдай жасайды.

Пешке техникалық қызмет көрсетудің қарапайымдылығы мен ыңғайлылығы, балқу процесін басқару және реттеу, процесті механикаландыру мен автоматтандыруға кең мүмкіндіктер;

Балқытудың жоғары гигиеналық процесі және ауаның төмен ластануы.

Тигель пештерінің кемшіліктеріне балқыманың айнасына оның технологиялық өңдеу мақсатында әкелінген қождардың салыстырмалы төмен температурасы жатады. ИТП құрамындағы қожды метал қыздырады, сондықтан оның температурасы әрдайым төмен болады, сонымен қатар балқыманың жоғары температурасында төсемнің төзімділігі салыстырмалы түрде төмен болады және жылулық өзгерістердің болуы (металдың қабатының температурасының күрт ауытқуы) толығымен құрғатылған). Алайда ITP-дің басқа балқытатын қондырғылардан артықшылығы айтарлықтай және олар әр түрлі салаларда кең қолданылуды тапты. Металдарды балқытуға арналған индукциялық пештің өнертапқышы - орыс инженері және өнертапқышы Александр Николаевич Лодыгин. [1] Алғашқы электротермиялық құрылғыны ол 1872 жылы жасаған. Лодигин өз нәтижелерін осылай сипаттайды:

«... Индукциялық пеш - бұл трансформатордың ерекше түрі, онда балқытылатын метал максималды жылытуға арналған бастапқы орам болып табылады. Джоуль заңы толық қолданыста болған жағдайда ... мұндай трансформаторды бір фазалы немесе полифазалы етіп жасауға болатындығы және трансформаторлардың құрылымы мен тіркесіміндегі барлық түрлендірулер оған қолданылады ... »

л өнеркәсіптік электротермиканың бастаушыларының бірі болды, электр пештерінің бірқатар ерекше дизайнын жасады, оның осы тақырыпта 11 патенті бар. Оның қызығушылықтары электр энергиясын металлургияда пайдалануға және өндірістік электротермиканың проблемалық мәселелеріне бағытталған.

1900 жылдан 1905 жылға дейін А.Н.Лодыгиннің басшылығымен феррохром, ферро-вольфрам, ферросилико өндірісі үшін бірнеше зауыттар салынды.

Тигель пешінің құрылымы «жағалы» деп аталатын дренажды, ошақ, қақпақ және жылу оқшаулағыш қабаты бар балқитын тигельден тұрады. Балқытқыш тигель пештің маңызды бөліктерінің бірі болып табылады, бұл оның жұмысының сенімділігін едәуір дәрежеде анықтайды. Сондықтан тигельге және пайдаланылатын төсем материалдарына келесі талаптар қойылады:

тигель материалы металды қыздыратын электромагниттік өріске «мөлдір» болуы керек. Әйтпесе, балқытылған металл емес, тигель қызады;

отқа төзімді материалдар ыстыққа төзімділігі мен отқа төзімділігі, сондай-ақ жұмыс температурасында балқытылған металл мен қожға қатысты химиялық төзімділікке ие болуы керек;

электрлік тиімділікті арттыру үшін тигельдің қабырғасының минималды қалыңдығы болуы керек;

тигель жоғары температура, жоғары металлостатикалық эффекттер, пештің иілуінен туындайтын маңызды механикалық күштер, шихтаны тиеу және тұндыру және тигельді тазарту кезінде пайда болатын соққы жүктемелері кезінде механикалық берік болуы керек;

тигель материалында қабырғадағы жоғары температура градиенті жағдайында тигельдің жарықтарының пайда болуын болдырмау үшін сызықтық (көлемдік) кеңеюдің төмен коэффициенті болуы керек (30 мың ° C / м дейін) және жылу кернеулерін азайту керек тигель;

Пештің астары мен жылу оқшаулауын жобалау және дайындау технологиясы бүкіл науқан кезінде индукторға іргелес емес (буферлік) сыртқы қабатты жүзеге асыруға жағдай жасауды қамтамасыз етуі керек, сонымен қатар жарықтар мен енудің пайда болуын болдырмайды. индуктордың бұрылыстарына дейінгі балқыма.

Индукциялық пеш құйынды токтардың қасиеттерін пайдалану арқылы материалдарды жылыту арқылы жұмыс істейді. Осындай токтарды құру үшін үлкен көлденең қиманың сымының бірнеше бұрылысы бар индуктордан тұратын арнайы индуктор қолданылады.

Айнымалы ток көзі индукторға қосылған. Индуктивті индукторда айнымалы ток магнит өрісін тудырады, ол желі жиілігіне қарай өзгереді және индуктордың ішкі кеңістігіне енеді. Кез-келген материал осы кеңістікке орналастырылған кезде, оны қыздыратын құйынды ағындар пайда болады.

Жұмыс индукторындағы су қызады және қайнайды, ал тиісті температураға жеткенде металл ери бастайды. Индукциялық пештерді шартты түрде түрлерге бөлуге болады:

Магниттік ядросы бар пештер.

Магниттік тізбексіз.

Бірінші типтегі пештерде магнит өрісінің тығыздығын арттыратын ерекше эффект тудыратын металда қоршалған индуктор бар, сондықтан жылыту тиімді және жылдам жүзеге асырылады. Магниттік ядросы жоқ пештерде индуктор сыртында орналасқан.

Пештердің түрлері мен ерекшеліктері

Индукциялық пештерді өзіндік жұмыс сипаттамалары мен айрықша ерекшеліктері бар түрлерге бөлуге болады. Біреулері өндірісте, басқалары күнделікті өмірде, тамақ дайындауда қолданылады.


Сурет 2 - Вакуумдық индукциялық пеш

Мұндай пеш индукциялық әдіспен қорытпаларды балқытуға және құюға арналған. Ол құю формасы бар тигель индукциялық пеші орналасқан герметикалық камерадан тұрады.

Вакуумда керемет металлургиялық процестер қамтамасыз етіліп, жоғары сапалы құймалар алуға болады. Қазіргі уақытта вакуумдық өндіріс вакуумдық ортадағы үздіксіз тізбектерден жаңа технологиялық процестерге көшті, бұл жаңа өнім жасауға және өндіріс шығындарын төмендетуге мүмкіндік береді.

Вакуумды балқытудың артықшылықтары

Сұйық металды вакуумда ұзақ уақыт ұстауға болады.

Металдарды газсыздандырудың жоғарылауы.

Балқыту процесі кезінде пешті қайта зарядтауға және кез-келген уақытта тазарту және тотықсыздандыру процесіне әсер етуге болады.

Жұмыс кезінде қорытпаның температурасын және оның химиялық құрамын үздіксіз бақылау және реттеу мүмкіндігі.

Құймалардың жоғары тазалығы.

Жылдам қыздыру және балқу жылдамдығы.

Жақсы араластырудың арқасында қорытпаның біртектілігі артады.

Вакуумдық пештің жұмыс істеу принципі - қатты заряд вакуумда тигельде жоғары жиілікті индуктор көмегімен балқытылып, сұйық металл тазартылады. Вакуум ауаны сорғылармен сору арқылы жасалады. Вакуумды балқыту кезінде сутегі мен азоттың азаюына қол жеткізіледі.

Сурет 3 - Вакуумдық индукциялық пеш ішкі құрылысы