Индукционное оборудование

Для выплавки больших объемов металла, сплавов, стали и чугуна металлургическая промышленность пользуется мартенами, домнами, вагранками и конверторами, позволяющими получать сотни тонн продукции. В литейном производстве, где требуется высокая точность состава полученного металла или сплава при небольших объемах производства, современные предприятия используют индукционные тигельные печи.

Назначение индукционных плавильных установок

Индукционной печью для плавки металла принято называть установку, предназначенную для получения расплавов:

• черных металлов;
• цветных металлов;
• сталей;
• специальных сплавов;
• благородных металлов.

Получаемые в результате стали, металлы и сплавы отличаются высоким качеством, особой чистотой и высокой точностью химического состава. Полученные свойства стабильны, а процесс плавления характеризуется небольшим угаром легирующих элементов и металла. Печи для плавки цветных металлов и сплавов индукционного типа отличаются:

• высокими показателями производительности:
• возможностью полной автоматизации;
• низкими показателями загрязнения природной среды;
• комфортными условиями труда.

Принципы действия индукционных тигельных печей

В основе действия тигельной индукционной установки лежит принцип трансформаторной передачи энергии от первичной цепи во вторичную благодаря электромагнитной индукции. Нагрев тел происходит в магнитном поле под воздействием вихревых токов благодаря работе индуктора, который подключен к источнику переменного тока. Его энергия в первичной цепи трансформируется в электромагнитную, после чего во вторичной цепи последовательно переходит в электрическую и далее в тепловую.

Индукционные печи стали выпускаться без сердечника, в виде плавильного тигля цилиндрической формы из огнеупорных материалов. Роль первичной обмотки выполняет индуктор, а роль вторичной обмотки и нагрузки – расплавляемый металл, помещаемый внутрь индуктора. Так как магнитный поток проходит по шихте, для работы тигельной печи важны ее магнитные свойства, форма и размер кусков.

Печь для плавки металла, имеющая тигельную конструкцию, работает по принципу воздушного трансформатора: мощность и степень нагрева, достигаемая за счет вихревых токов, зависят напрямую от частоты магнитного переменного поля. Чем выше частота, тем эффективнее работа тигельной печи для плавки цветных металлов, сталей, сплавов и черных металлов. Поэтому тигельные установки питаются токами повышенной частоты за счет установки специальных генераторов. Частота подаваемого тока зависит:

• от ёмкости установки;
• диаметра садки;
• удельного сопротивления обрабатываемого металла.

КПД печи для плавки металла зависит от частоты питающего тока:

• если она ниже оптимальной, КПД падает;
• если выше оптимальной – практически не меняется.

При увеличении ёмкости печи частота подаваемого тока может пропорционально снижаться.

Виды индукционных плавильных печей

Индукционные печи различаются в зависимости от атмосферы, в которой ведется плавка, на установки:

• открытые, в которых плавка проводится на воздухе;
• компрессорные, работающие в условиях избыточного давления;
• вакуумные, в которых процесс проходит в вакууме.

По материалу изготовления тигли могут быть: металлическими (проводящими или водоохлаждаемыми), керамическими (футерованными) или графитовыми. По тому, как процесс организован во времени, плавильные печи подразделяются на установки, действующие:

• непрерывно;
• полу непрерывно;
• периодически.

Достоинства и недостатки тигельных индукционных печей

Прежде чем купить индукционную печь, следует ознакомиться с ее достоинствами и недостатками. К преимуществам относятся способности:

• выделения энергии в самом процессе без использования дополнительных нагревательных элементов;
• электродинамической интенсивной циркуляции расплава внутри тигля;
• создания внутри установки любой атмосферы и давления;
• достижения высокой производительности на средних частотах при высоких значениях удельной мощности;
• полного слива полученного сплава или металла, что сокращает сроки перенастройки оборудования при смене марки сплава;
• снижения тепловой инерции установки за счет уменьшения тепла, которое аккумулируется футеровкой, благодаря небольшой массе ее составляющих (тигля, подины, лёточной керамики и обмазки);
• простого управления процессом плавки и его автоматизации;
• малого загрязнения окружающего воздушного бассейна.

Интенсивная циркуляция расплава внутри тигля обеспечивает быстроту процессов:

• плавления отходов и мелкой шихты;
• выравнивания температуры всего объема расплава, гарантирующего однородность химического состава многокомпонентных сплавов.

Благодаря этим достоинства индукционные печи стали востребованными плавильными установками, но они имеют и ряд недостатков:

• шлаки нагреваются только за счет температуры расплавляемого металла, поэтому они нагреваются недостаточно для их рафинирования;
• футеровка обладает сравнительно низкой стойкостью при высоких температурах расплава и резких перепадах температур при сливе металла;
• цена индукционной плавильной печи достаточно высока, особенно при частотах более 50 Гц;
• низкий КПД при отсутствии источника повышенной или высокой частоты и при плавке металлов, обладающих низким удельным сопротивлением.

Из перечисленных недостатков самыми важными являются экономические – высокая цена и необходимость приобретения источников повышенной частоты подаваемого тока. Эти факторы ограничивают область применения индукционных тигельных печей плавкой синтетического чугуна, легированных сталей, цветных легких и тяжелых сплавов, благородных и редких металлов.

Тигельные печи часто используются вместе с другими плавильными установками (дуговыми печами, вагранками и пр.), в которых происходит предварительное плавление металла. После этого он подается в индукционную печь, где доводится до нужного химического состава и рафинирования.

С увеличением производства электроэнергии сфера применения будет постоянно расширяться на более дешевые материалы. Купить индукционные печи можно в ООО «Завод Индуктор», расположенном в Екатеринбурге. Ознакомиться с ассортиментом, ценами и техническими характеристиками индукционных печей можно на сайте