» » Конструкции индукционных печей с железным сердечником
02.02.2017

В настоящее время применяются для плавки цветных сплавов только печи с закрытым каналом. По расположению и числу каналов эти печи можно разделить на печи с одним каналом, расположенным вертикально, горизонтально или слабо наклонно, и печи с двумя каналами (редко с большим числом), расположенными вертикально или наклонно.
Теплота в индукционных печах с железным сердечником выделяется в металле, заполняющем канал. Для того чтобы нагреть весь металл в ванне. нужно чтобы он перемешивался с металлом, находящимся в канале. Нагретый в канале металл должен но возможности быстро переходить в ванну, а на его место входить более холодный металл из ванны. Чем быстрее будет происходить смена металла в канале, тем быстрее будет разогреваться ванна и тем большую производительность разовьет печь. С другой стороны, производительность печи можно повысить также, увеличивая число нагревательных каналов или увеличивая их сечение. Таким образом, при одинаковом сечении каналов печи двухканальные будут более производительны, чем печи одноканальные.
Каналы в печах располагаются в одних случаях в вертикальной плоскости (рис. 21, а), в других — со слабым наклоном к горизонту (рис. 21,б), в третьих — канал располагается по винтовой линии, каждая ветвь которой также имеет малый наклон относительно горизонтальной плоскости (рис. 21, в).
В некоторых печах с вертикальным каналом предусматривается некоторое смещение первичной обмотки относительно плоскости симметрии (рис. 21, д).
Конструкции индукционных печей с железным сердечником

В печах для плавки алюминия и его сплавов вместо каналов равномерного сечения, как было в старых конструкциях печей, стали делать каналы, расширяющиеся кверху. (рис. 21, г).
Все перечисленные изменения конструкции направлены на то, чтобы ускорить замещение нагретого металла в каналах более холодным металлом из ванны.
В печах с вертикальным расположением канала и симметрично расположенной первичной обмоткой нагретый металл, поднимаясь вверх встречается со струей металла, идущего из ванны в канал по широкой поверхности, что вызывает значительное торможение обмена (схема рис. 21, а).
В печах, имеющих слабо наклонный канал в одной плоскости, нагретый металл при подъеме вверх по наклонной плоскости также встречается с металлом, идущим из ванны в канал, но поверхность соприкосновения при этом значительно меньше, чем в первом случае, поэтому движение металла оказывается более организованным, хотя, с другой стороны, малый наклон плоскости канала к горизонту обусловливает меньшие первичные скорости движения металла в канале.
В печах с винтовым каналом нагретый в канале металл поднимается в одном направлении, но полным сечением канала, поэтому он не встречает сопротивления движущегося навстречу более холодного металла, как в других печах.
В печах с вертикальным каналом подъемный импульс сам по себе больше, чем в печах со слабо наклонным каналом, но встречные потоки более холодного металла снижают быстроту обмена. В настоящее время еще не создано печи с вертикальным каналом, в которой движение металла в канале имело бы одно направление. Печи, в которых это будет осуществлено, обещают дать при прочих равных условиях наибольшую производительность.
Плоскость канала в одних печах проходит через ось разливочного желоба, в других она пересекает ее под углом, близким к прямому. В первых во время литья часть канала подового камня освобождается от металла уже при малом наклоне печи, тогда как во вторых требуется больший наклон для начала выливания металла из канала. Полное же освобождение канала от металла происходит в печах первого рода при большем угле наклона, чем в печах второго рода.
В двухканальных печах каждый из каналов иногда располагают в самостоятельном камне с отдельными первичными катушками; в других случаях два отдельных камня, заключающих каналы, устанавливают рядом и через них пропускают один индуктор (первичная катушка). Такая конструкция разработана новаторами производства завода «Красный выборжец» в Ленинграде. Она позволила без значительных изменений деталей печи в той же арматуре собрать два подовых камня и почти вдвое повысить производительность печи, улучшить во многих случаях качество сплава и удлинить продолжительность кампании печи. Некоторые технические характеристики этих печей даны в табл. 3.
Конструкции индукционных печей с железным сердечником

Существуют печи, которые питаются трехфазным током. Такие печи разработаны и применяются заводом им. Орджоникидзе в Кольчугине (рис. 22).
Индукционные печи с железным сердечником для плавки алюминия и алюминиевых сплавов отличаются от печей, применяемых для плавки других сплавов, формой каналов. Для уменьшения движения металла у зеркала ванны, вызываемого конвекционными потоками, моторным действием электрического поля и отбрасывающим его (сжимающим) действием, в новейших печах отечественной конструкции предусматривается расширение верхней части каналов (см. рис. 21, г). Такая форма каналов способствует уменьшению линейной скорости движения металла по этой части канала и ослаблению движения металла у поверхности ванны, что предотвращает замешивание поверхностных окислов в металл. Некоторые технические характеристики такой печи даны в табл. 3.
Конструкции индукционных печей с железным сердечником
Конструкции индукционных печей с железным сердечником