О производстве литья

Индукционная тигельная печь

Индукционная тигельная плавильная печь отличается большой простотой конструкции и представляет собой многовитковый индуктор. Внутри которого расположен огнеупорный тигель.

Емкость тигля определяет размеры пространства печи и массу одной плавки  металла. Конструктивно печь состоит из следующих главных элементов: высокочастотного генератора, каркаса печи, индуктора, футеровки, токоподводящего устройства, водоохлаждаемой системы, опрокидывающего механизма и крышки печи.

Каркас печи изготавливают  или из антимагнитных металлов, или из неметаллических  материалов. Чтобы магнитное поле не рассеивалось, каркас печи удаляют от индуктора и выполняют его так, чтобы  охватываемый индуктором огнеупорный тигель   можно было наклонить  для выпуска металла в сторону сливного носка.

Описание конструкции индукционной тигельной плавильной печи

Отдельные части каркаса изолируют друг от друга. В нижней части каркаса устанавливают  нижнюю плиту для крепления индуктора и изготовления огнеупорного днища.  В верхней части  каркаса  имеется верхняя сводовая плита. Которая служит для фиксирования и крепления индуктора и огнеупорного тигля.

Фото взято из открытого источника яндекс.картинки

Верхнюю и нижнюю плиты,  а также боковые стенки каркаса обычно делают  из асбоцементных  материалов. Боковые стенки можно изготавливать из металлических листов с таким расчетом, чтобы индуктор всегда был открыт для наблюдения и очистки его от металлической пыли и конденсирующей влаги.

Внутри каркаса имеются распорки в виде изолированных стоек, которые перемещаются назад, что позволяет индуктору свободно перемещаться при нагреве и  сохранять футеровку от разрушения.

Индуктор изготавливают из полых медных трубок прямоугольного или элептического сечения, внутри которых течет холодная вода.

Индуктор, помимо своего основного назначения – создавать магнитное переменное поле, является главным конструктивным элементом, образующим внешние стенки  огнеупорного тигля.

Поэтому он должен удовлетворять не только электротехническим требованиям, но также и требованиям механической жесткости и механической прочности при действии сил,  стремящихся сдвинуть тигель, особенно при поворотах и наклонах печи.

Токоподводящее устройство должно  обеспечивать безопасное опрокидывание и повороты печи. Наиболее надежной токоподводящей системой  является подвод тока от шин через контактные ножи и губки. Однако такая система токоподвода работает достаточно надежно только при водяном охлаждении.

Общая электрическая схема включения индукционной тигельной печи приведена на рисунке.

Эта схема является типичной для промышленных индукционных тигельных печей. Работающих от машинных генераторов. Для повышения коэффициента использования  машинного генератора  схемой предусматривается возможность питания током  двух плавильных печей.  Работа этих печей может быть организована так, что к концу плавки  в одной печи в другой происходит подготовка к плавке.

Водоподводящая система служит для охлаждения индуктора, медные стенки которого  вследствие интенсивной передачи тепла от расплавленного металла мгновенно расплавляются. Если прекращается подача воды, поэтому во время работы печи вода подается непрерывно . Чтобы предупредить конденсацию паров на витках индуктора,  температура отходящей воды должна быть не менее 50 ⁰С.

Поворотный и опрокидывающий механизмы печи конструктивно предусматривают возможность быстро выливать расплавленный металл, производить осмотр и чистку огнеупорного тигля после каждой плавки.

Огнеупорная футеровка располагается внутри индуктора , в ее состав входят следующие элементы:

• Тигель, образующий плавильное пространство и определяющий емкость печи. Он является главнейшей частью футеровки высокочастотной плавильной печи. Тигель накрывают крышкой, футерованной  шамотным огнеупором;
• Нижняя плита, служащая для образования набивной подины тигля;
• Верхняя сводовая плита, определяющая высоту тигля. Она соединяется с тиглем через керамический воротник;
• Воротник, соединяющий тигель с верхней плитой и ленточной керамикой;
• Ленточная керамика (носок) , которая служит для направления струи жидкого металла при сливе его из тигля;
• Сигнализатор, контролирующий состояние футеровки  печи. Принцип его работы заключается в следующем. При значительном износе стенок тигля  сопротивление падает ниже установленного опытным путем в процессе наладки печи.
• В схему вводится сетка-электрод, и реле прибора в этом случае срабатывает  и  подает звуковой и световой сигналы, когда металл соприкасается с сеткой-электродом. В качестве сигнального реле используется стандартное реле типа ЭН-526, позволяющее без аварийно закончить плавку после получения сигнала об опасном состоянии стенок тигля.  Опасность ликвидируется  автоматическим отключением воды, предназначенной для охлаждения  тигля.
• Сигнализатор позволяет  увеличить  длительность службы печи,  способствуя  этим повышению производительности печи.  Следует иметь ввиду, что сигнализатор- это не предохранитель в прямом смысле слова. Поскольку он не исключает  необходимости визуального контроля за состоянием футеровки в процессе работы и после каждой плавки.
• Схематический разрез футеровки индукционной тигельной печи  представлен на рисунке.