Индукционные установки

Электропечные трансформаторы (ЭПТ) относятся к категории специальных силовых трансформаторов, имеющих существенное отличие от силовых трансформаторов общего назначения. ЭПТ питают электроплавильные печи различного назначения (дуговые, индукционные, тигельные и др.) и отличаются различными параметрами, характером нагрузки, режимом работы и конструкцией.

ГЛАВА ЧЕТЫРНАДЦАТАЯ ИНДУКЦИОННЫЕ ТИГЕЛЬНЫЕ ПЕЧИ

По характеру рабочей среды индукционные тигельные печи можно разделить на открытые, работающие в атмосфере, и вакуумные. Конструкции вакуумных печей обеспечивают как плавку, так и разливку металла в вакууме, благодаря чему содержание растворенных в металле газов получается очень низким.

Таким образом, в соответствии с методом снижения потерь в корпусе индукционные тигельные печи делятся на три класса: а) неэкранированные; б) с магнитопроводом; в) с электромагнитным экраном.

По частоте питающего тока индукционные тигельные печи можно классифицировать следующим образом:

Индукционные тигельные печи как плавильные устройства обладают большими достоинствами, важнейшие из которых — возможность получения весьма чистых металлов и сплавов точно заданного состава, стабильность свойств получаемого металла, малый угар металла и легирующих элементов, высокая производительность, возможность полной автоматизации, хорошие условия труда обслуживающего персонала, малая степень загрязнения окружающей среды.

По конструктивному исполнению вакуумные индукционные тигельные печи можно классифицировать следующим образом [16]:

14-10. Вакуумные индукционные тигельные печи с неподвижным кожухом и тиглем

Индукционные тигельные печи с точки зрения автоматического регулирования являются одним из наиболее сложных классов индукционных электротермических установок. Это связано с тем, что электрические параметры системы индуктор—загрузка по ходу

Индукционные тигельные печи применяются в литейном и металлургическом производстве. В литейном производстве процесс плавки сводится к расплавлению и нагреву до температуры разливки металла, имеющего заданный состав. Рафинировочный период плавки отсутствует, работать желательно при максимальной удельной мощности для увеличения производительности печи.

В металлургии индукционные тигельные печи применяются не только отдельно, но и в дуплекс-процессах с плавильными печами других типов [38]. Экономическая целесообразность этого обусловлена высокой стоимостью расплавления материалов в индукционной печи и малым выгоранием в ней легирующих добавок. Дуплекс-процесс, позволяющий, получать большие количества легированной стали, состоит в том, что легирующие элементы расплавляются в индукционной печи и заливаются в мартеновскую или дуговую печь, в которой плавится основная масса металла и после добавления легирующих присадок производится доводка до заданного состава. Для выплавки легированной стали в меньших количествах (порядка нескольких тонн) применяется другой дуплекс-процесс: металл расплавляется в дуговой печи и переливается в индукционную печь, в которой проводится лишь рафинировочный период плавки, включающий легирование.

Для поверхностной закалки применяются индукционные установки, которые работают на частоте 2400— 8000 Гц и имеют мощность 50—400 кВт.

Индукционные печи создают также пожарную опасность при установке тиглей на деревянные каркасы (их применяют во избежание больших потерь электрической энергии). Так как обработка дерева огнезащитными составами не дает достаточной гарантии против загорания, деревянные каркасы использовать не рекомендуется, тем более, что в условиях эксплуатации систематическое возобновление огнезащитной обработки невозможно. Для изготовления каркасов применяют цветные металлы или немагнитную сталь, причем массивные детали по возможности выполняют разрезными. Персонал, обслуживающий индукционные установки, обязан вести наблюдения за степенью нагрева установок под действием токов, наводимых от электромагнитных полей рассеяния.

Индукционные установки и установки диэлектрического нагрева по принципу действия относятся к электротермическим установкам, где электрическая энергия выделяется непосредственно в нагреваемых изделиях. Поэтому они обладают большей производительностью, а часто и более высоким КПД по сравнению с установками косвенного нагрева (с передачей энергии путем теплопроводности, конвекцией, излучением).

Под нагревательными индукционными установками подразумевают установки для нагрева деталей до температуры термообработки или горячей деформации металла, т. е. меньшей, чем температура расплавления металла. Это — индукционные установки для сквозного нагрева под горячую деформацию металлических заготовок и установки для термообработки (поверхностная закалка, отпуск и пр.).

По частоте тока источника питания индукционные установки делятся на печи и нагревательные установки низкой (промышленной) частоты (50 Гц), печи и нагревательные установки средней частоты (150—10000 Гц), печи и нагревательные установки высокой частоты (50—1000 кГц) и установки диэлектрического нагрева—установки сверхвысокой частоты (5—5000 МГц).

По назначению индукционные установки делятся на плавильные печи, миксеры и нагревательные установки. Под индукционными электропечами подразумевают индукционные установки, предназна-

3.11. ИНДУКЦИОННЫЕ УСТАНОВКИ ДЛЯ СКВОЗНОГО НАГРЕВА МЕТАЛЛА

Индукционные установки сквозного магрева: конструкция 158 расчет 155

3 11. Индукционные установки для сквозного нагрева .

Растет группа потребителей электроэнергии, которые нуждаются в переменном токе повышенной или пониженной частоты, а нередко требуют использования регулируемой частоты (установки часточно-регулируемого электропривода переменного тока, индукционные установки, многие электротермические и электротехнологические потребители). Для питания таких потребителей применяют различные тиристорные преобразователи частоты. Преобразователи частоты делятся на непосредственные, в которых происходит однократное преобразование электрической энергии (как правило, на выходе формируется напряжение пониженной частоты /<С50 Гц), и преобразователи со звеном постоянного тока, которые состоят из выпрямителя, преобразующего переменный ток в постоянный, и автономного инвертора, преобразующего постоянный ток в переменный ток повышенной, пониженной или изменяющейся частоты.

Наиболее эффективной является замкнутая циркуляционная система водяного охлаждения, однако применение ее связано с необходимостью установки специального теплообменника, что значительно усложняет конструкцию преобразователя. Поэтому была проверена возможность использования простой проточной системы охлаждения, при которой вода подается из общей магистрали, питающей все индукционные установки.