Промышленное оборудование

Турбоиндукционный плавильный агрегат

25 марта 2009 г. в 10:27

В настоящее время наблюдается значительное число публикаций, предлагающих плавильные комплексы и агрегаты на основе индукционных тигельных печей, возможности которых существенно расширены за счет совмещения нескольких функций многосекционного индуктора печи или нескольких преобразователей энергии в одной конструкции при питании от многоэнергоканального полупроводникового преобразователя.

Например, в [1] предлагается конструкция ИТП, нижняя часть боковой поверхности которой занята электромагнитным вращателем расплава, а верхняя — нагревающим металл обычным индуктором печи. Приводятся достоинства такого плавильного агрегата, определяется его место в технологиях плавки металлов.

В [2] описывается конструкция агрегата, в котором совмещены индукционные тигельная (сверху) и канальная (снизу) печи с общей ванной металла.

В [3] предлагается конструкция плавильного агрегата, позволяющего проводить жидкофазное восстановление оксидов на вращающейся металлической подложке. Вращение жидко-металлической подложки осуществляется с помощью электромагнитного вращателя (ЭМВ).

В [4, 5] отмечается положительное влияние на скорость металлургических реакций при управляемом, в частности вращательном, движении металла в плавильном агрегате как в процессах жидкофазного восстановления металлов из оксидов, так и в процессе очистки стали от неметаллических включений. Представляет определенный интерес процесс центробежной сепарации включений в промежуточном ковше машин непрерывного и полунепрерывного литья стальных заготовок. При вращении стали в цилиндрической камере промежуточного ковша со скоростью 40-50 об/мин содержание включений уменьшается до 26% от их первоначального содержания в промежуточном ковше, содержание кислорода, связанного во включениях, в жидкой стали уменьшается примерно в 2 раза [5].

Индуктор электромагнитного вращателя (ЭМВ) (рис. 1) может располагаться под днищем печи (вариант 1) или вокруг боковой поверхности (вариант 2). Форма тигля может быть различной в зависимости от принятой схемы расположения индуктора ЭМВ.

Авторами данной статьи на протяжении ряда лет проводились работы по расчету и разработке новых металлургических агрегатов на основе индукционных тигельных печей. Основным определяющим вопросом при разработке был вопрос организации управляемого движения металла в печи, в отличие от индукционных печей классической компоновки. В процессе разработки и исследовательских работ рассматривались самые различные варианты расположения и схем включения обмоток как греющего индуктора, так и индуктора ЭМВ. Ниже, на рис. 2 и 3, приведены некоторые результаты этих исследований.

На рис. 2 приведено распределение скорости в поперечном сечении тигля при расположении индуктора ЭМВ под тиглем (показан прямоугольниками).

Предусматривается многофазное питание многосекционного греющего индуктора печи. При этом бегущее вдоль осевой координаты магнитное поле обусловливает осевое усилие, действующее вверх в пристеночных слоях металла, и связанное с этим одноконтурное движение металла в осевом направлении (рис. 3), что способствует интенсивному перемешиванию расплава, а также образованию воронки.

Ниже, на рис. 4, приведена одна из предлагаемых конструкций «турбо-индукционного плавильного агрегата», позволяющей в одном устройстве объединить несколько функций описываемых в литературе агрегатов с организацией вращения расплава.

Предлагаемый агрегат в нижней части сохраняет общепринятую компоновку греющего индуктора.
Однако тигель имеет более высокое соотношение диаметра и высоты. В верхней части агрегата расположена широкая ванна с установленным под ней вращателем. Причем активные зоны вращателя расположены как в торцевой плоскости, так и по окружности верхней части тигля, что благотворно сказывается на образовании воронки жидкого металла. В изначальном варианте греющий индуктор получает однофазное питание средней частоты, но предполагается также использовать двухчастотное питание для организации направленного осевого движения металла в донной части агрегата.

Для исследования процессов в рассматриваемых плавильных агрегатах и управления режимами их работы авторами создан комплекс компьютерных программ на основе детализированных электрических, магнитных и тепловых схем замещения (ДСЗ), детализированных структурных схем; метода конечных разностей (МКР), а также с использованием конечно-элементного пакета Femlab [6, 7].

Литература

  1. Uemura Heroshi, Kano Toshiyuki. Crucible-Shaped Induction Furnace / Publication JP2004108666.
  2. Bamji Pervez  J. F. , Fitzpatrick Nigel  P. Recovery of aluminium scrap / Publication US4571258.
  3. Плавильный агрегат / Е. А. Коршунов, С. П. Буркин, Ф. Н. Сарапулов и др. Патент на изобретение № 2207476. Опубл. в БИ № 18 от 27.06.2003 г. 
  4. Евгений Коршунов. Плавка с вращением и жидкофазным восстановлением. Уральский рынок металлов № 1-2, 2008 г. С. 58-60.
  5. Inclusion separation from molten steel in tundish with rotation electromagnetic field/ Miki Yuji, Kitaoka Hidenary, Bessho Nagayasu et al. // Tetsu-to-hagane = Journal Iron and Steel Institute Japan. 1996. 82. № 6. P. 40-45. На русс. яз. опубл. в журнале «Новости черной металлургии России и зарубежных стран» № 1, 1997 г. С. 64-67.
  6. Плавильные комплексы на основе индукционных тигельных печей и их математическое моделирование: учебное пособие / В. И. Лузгин, С. Ф. Сарапулов, Ф. Н. Сарапулов, Б. А. Сокунов, Д. Н. То-машевский, В. Э. Фризен, И. В. Черных, В. В. Шипицын. Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2005. 459 с. 
  7. Структурное моделирование электротехнологических систем и механизмов / В. А. Иванушкин, Ф. Н. Сарапулов, В. Н. Кожеуров, Д. В.Исаков. Н-Тагил: НТИ (ф) УГТУ-УПИ, 2007. 397 с. 

B. И. ЛУЗГИН,
A. Ю. ПЕТРОВ,
C. А. РАЧКОВ, ЗАО «Рэлтек».
Ф. Н. САРАПУЛОВ, С. Ф. САРАПУЛОВ,
B. Э. ФРИЗЕН, ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, г. Екатеринбург

👉 Подписывайтесь на Elec.ru. Мы есть в Телеграм, ВКонтакте и Одноклассниках

Читайте также
Новости по теме
Объявления по теме

ПРОДАМ: Электропечные (печные) трансформаторы

ООО ПК «Аврора Электро» проектирует и производит трёхфазные и однофазные трансформаторы для питания нагревателей электрических печей. Разрабатываем печные трансформаторы по техническому заданию заказчика в широком диапазоне мощностей и токов. Изготавливаем трансформаторы с большим числом ступеней регулирования выходного напряжения. Мощность — до 630 кВА Ток нагрузки — до 10 000 А Регулирование — ступенчатое Технические характеристики печных трансформаторов Аврора Электро — максимальная мощность до 630кВА; — напряжение до 1500В; ток до 10000А; — класс изоляции B (по умолчанию), F или H; — материал магнитопровода — анизотропная трансформаторная сталь 3409 и 3414; — степень защиты от IP00 до IP66; номинальная частота 50Гц (по умолчанию). До 200Гц; — охлаждение — естественное (по умолчанию) или принудительное; — защита по температуре с помощью контроллера Термодат-11 с термосопротивлениями в обмотках трансформатора (опция); — вспомогательное питание систем управления печью (опция); — контрольно-измерительные приборы (опция). Трансформаторы используются в следующих печах сопротивления: — Печах с карбидокремниевыми (SiC) нагревателями — Печах с нагревателями из хромита лантана (LaCr03) — Высокотемпературных печах с дисилицид молибденовыми (MoSi2) нагревателями — Вакуумных печах с нагревателями из молибдена или вольфрама — Высокотемпературных ретортных вакуумных печах с графитовыми нагревателям В данных печах, нагреватели подбираются по параметру максимально допустимой поверхностной мощности и имеют достаточно низкое сопротивление, что не позволяет подключать их напрямую к сети. Для питания таких печей требуется низкое напряжение — от 2 до 100 В при токе до 10 000 А. Применение ступенчатого регулирования выходного напряжения позволяет компенсировать изменение сопротивления со временем (старение) карбидокремниевых нагревателей.
Мартазов Александр · ПК АВРОРА ЭЛЕКТРО · 26 марта · Россия · г Санкт-Петербург
Электропечные (печные) трансформаторы

ПРОДАМ: Плавильная печь, тигельная печь, стальный корпус

Наша компания прозводим новое индукционное нагревательное электропитание, полупроводник использует тиристоры большой мощности или IGBT, технический уровень занимает первое место отечественной промышленности. Сфера частоты с50HZ до 10000HZ, использует с разных нагрузках, можно осуществлять плавление черного(цветного) металла, диатермия, закалочный нагрев, сварку, тепломонтаж и другие. Тепель индукционный нагрев уже широко использует на областях плавления, механической ковки, нефтехимически и легкой промышленности и других.
Ли Лидия · Shandong Huaxin Electric Furnace Co., Ltd. · 8 марта · Китай · Shandong
Плавильная печь, тигельная печь, стальный корпус

ПРОДАМ: Индукционная плавильная электропечь ИСТ-1/0.5

Предлагаем индукционную печь ИСТ-1/0.5 М4 80-х годов выпуска, б/у в рабочем состоянии производства ДагЗЭТО. Состав предлагаемого оборудования: 1. Преобразователь частоты ППЧВ-500-1.0-6000 (ВН 6 кВ) 2. Плавильный узел с индуктором и гидроцилиндрами 3. Маслонапорная станция 4. Шкаф управления ШДД 9713 5. Кабели водоохлаждения 6. Контакторная стойка 7. Конденсаторная батарея 8. Вводной шкаф 9. Пульт управления В декабре 2016 были проведены работы по обследованию печи. Цена полного комплекта составляет 1450 тыс.руб. с НДС. Цена без демонтажа.
Волков Андрей · ООО "Интерм" · 12 марта · Россия · г Москва

ПРОДАМ: Индукционная плавильная электропечь ИСТ-0.16/0.25

ООО "Интерм" предлагает Индукционную печь ИСТ-0.16/0.25 в составе: 1. Электромашинный преобразователь частоты ППЧВ-250-2.4-380/660. 2. Плавильный узел с индуктором в сборе под тельфер - 2 шт. 3. Кабели водоохлаждения 4 шт. 4. Батарея конденсаторов с контакторами 5. Шкаф управления Оборудование в хорошем рабочем состоянии. Видео работы печи по запросу.
Волков Андрей · ООО "Интерм" · 12 марта · Россия · г Москва
Индукционная плавильная электропечь ИСТ-0.16/0.25

ПРОДАМ: Продажа индукционной печи/Тиристорый преобразователь

Компания «Электрическая печь Цзиньхуасинь» профессионально производит: питание средней частоты серия KGPS, питание средней частоты серия IGBT, индукционную диатермическую электрическую печь средней частоты серия GTR, индукционную плавильную электрическую печь средней частоты серия GW, индукционную закалочную электрическую печь средней и высокой частоты, улучшенную производственную линию средней частоты и другие. Индукционная печь, нагревательное оборудование Адрес: Китай, провинция Шаньдун, город Вэйфан, зона по развитию экономики и техники, улица Гутцин 9899
Ли Лидия · Shandong Huaxin Electric Furnace · 8 марта · Китай · Shandong
Продажа индукционной печи/Тиристорый преобразователь
Российский производитель и бренд низковольтной аппаратуры: электрооборудования для ввода, распределения и учета электричества, локальной автоматизации технологических процессов, а также комплексных энергоэффективных решений для любой отрасли индустрии.