» » Принципы устройства и работы печей с железным сердечником («низкочастотных»)
02.02.2017

Электрическая схема индукционной печи с магнитопроводом аналогична схеме трансформатора переменного тока, в котором вторичная обмотка состоит всего лишь из одного витка. Вторичным витком является расплавленный металл, находящийся в специально устроенном кольцевом канале. Сила тока, проходящего по металлу в канале, превышает силу тока в первичной обмотке в число раз, равное числу витков первичной обмотки, так как в трансформаторе
Принципы устройства и работы печей с железным сердечником («низкочастотных»)

где I1 и I2 — сила тока в первичной и вторичной печах соответственно;
N1 и N2 — число витков, составляющих первичную и вторичную обмотки.
Таким образом, для силы тока, проходящего по металлу в канале, выражение (5) примет вид:
Принципы устройства и работы печей с железным сердечником («низкочастотных»)

По закону Джоуля мощность, поглощаемая расплавленным металлом, в рассматриваемом случае выражается формулой:
Принципы устройства и работы печей с железным сердечником («низкочастотных»)

а количество теплоты, выделяющееся при прохождении тока:
Принципы устройства и работы печей с железным сердечником («низкочастотных»)

где ρ — электрическое сопротивление металла в канале, ом*см*10в-4;
I — сила тока, а;
l — длина, м;
f — площадь поперечного сечения, мм2;
t — время, сек.
Таким образом, количество теплоты, получаемое металлом в канале, пропорционально квадрату силы тока, электрическому сопротивлению металла и времени.
Первичная обмотка создает внутри и вокруг себя магнитное поле, индуцирующее ток во вторичном витке, которым служит расплавленный металл в канале печи.
Чтобы уменьшить рассеяние магнитных линий, первичную обмотку снабжают железным сердечником и соединенным с ним ярмом, представляющими вместе магнитопровод. Это существенная особенность рассматриваемых индукционных печей с железным сердечником или магнитопроводом. Иногда эти печи называют также «низкочастотными» в отличие от «высокочастотных», но эта характеристика неудачна, так как и те и другие печи большой мощности могут работать на токе нормальной частоты 50 пер/сек.
Основной металлургической особенностью рассматриваемых печей является наличие канала, который для возможности работы печи должен быть обязательно заполнен металлом, чтобы вторичный виток оказался замкнутым.
Заполненный металлом канал и магнитопровод располагаются во взаимно перпендикулярных плоскостях, поэтому первичная обмотка вместе с железным сердечником должна проходить через плоскость канала в центральной части кольца. Первичную обмотку устраивают в виде катушки, которая отделена от металла и электрически от него изолирована.
Ta часть печи, в которой располагается заполняемый расплавленным металлом канал, представляет наибольшие трудности в изготовлении и монтаже. Она же обусловливает и продолжительность рабочей кампании печи до капитального ремонта.
Вначале печи строились с открытым каналом, а в дальнейшем для плавки цветных сплавов более пригодными оказались печи с закрытым каналом. Эти печи в настоящее время применяются для плавки самых различных цветных сплавов. Наиболее просто осуществляется плавка сплавов, в которых присутствует в значительном количестве компонент имеющий при температурах ведения плавки высокую упругость пара, например, цинк в латуни. В этом случае вскипание цинка в канале обеспечивает автоматическое регулирование температуры, что благоприятно сказывается на футеровке канала. Плавка сплавов, не содержащих значительного количества кипящих при низких температурах компонентов, требует тщательного контроля температуры, в противном случае футеровка канала ошлаковывается и оплавляется.