Конструктивные особенности индукционной канальной печи

Каркас печи выполняется из листов низкоуглеродистой стали толщиной 30-70 мм. В нижней части каркаса печи имеются окна, к которым присоединяются индукторы.

Индуктор состоит из стального корпуса, футеровки, магнитопровода и первичной катушки. Корпус индуктора выполняют разъемным, а отдельные части корпуса изолируются друг от друга прокладками. Это делается для того, чтобы корпус индуктора не образовывал замкнутый контур вокруг магнитопровода, иначе будет индуцироваться вихревой ток.

Магнитопровод индуктора собирают из пластин трансформаторной стали толщиной 0,5 мм, которые изолируют друг от друга с целью уменьшения потерь от вихревых токов.

Катушку индуктора выполняют из медного провода, сечение витков которого зависит от нагрузочного тока и способа охлаждения: при воздушном охлаждении допускается сила тока до 4 А/мм2, при водяном – до 20 А/мм2. Между катушкой и футеровкой устанавливают водоохлаждаемой экран из меди или магнитной стали. Корпус и экран катушки индуктора охлаждают водой. Для охлаждения самой катушки на индукторе устанавливают центробежный вентилятор. Для получения точных размеров канала индуктора пользуются шаблоном, представляющим собой полую стальную отливку. Шаблон устанавливается в индуктор до заполнения огнеупорной массой и находится там при сушке и разогреве футеровки.

Для футеровки индуктора используют сухие или влажные огнеупорные массы. Влажные массы применяют в виде заливных или набивных материалов. Заливные массы (бетоны) применяют при сложном профиле индуктора тогда, когда невозможно уплотнить набивную массу по всему объему индуктора. Заливной массой заполняют весь индуктор сразу и уплотняют погруженными электрическими вибраторами, набивные массы – пневматическими трамбовками, сухие массы – высокочастотными вибраторами. При производстве чугуна футеровку индуктора изготовляют из огнеупорных масс, содержащих до 98% MgO. Состояние футеровки индуктора оценивают по температуре воды, охлаждающей элементы индуктора. Более эффективен способ контроля состояния футеровки индуктора по величине активного и индуктивного сопротивления. Величины этих сопоставлений работающего индуктора определяются достаточно просто контрольными приборами.

Электрооборудование печи состоит из трансформатора, конденсаторной батареи для компенсации потерь электроэнергии и дросселя для подключения однофазного индуктора к трехфазной сети, щитов управления и питающих кабелей. Для нормальной работы печи к сети подключают трансформатор с напряжением 6-10 кВ, имеющий на вторичной обмотке до десяти ступеней напряжения для урегулирования мощности печи.

Материалы для набивки футеровки имеют следующий состав: 48% – кварца сухого (температура сушки 150-250°С, просеенного через сито с содержанием SiO2 не менее 95%, Al2O3 и Fe2O3), 50% молотого кварца марки КП-3 (с величиной зерна не более 1,55 мм) и 1,8% борной кислоты, просеянной через сито с ячейками 0,5 мм. Футеровочную массу приготовляют в сухом состоянии в смесителе, затем просеивают через сито с ячейками 5 мм.

Готовая смесь должна быть использована для набивки не более чем через 15 часов после приготовления. Вначале выполняют подину, затем на внутреннюю поверхность индуктора наносят слой густой кварцевой обмазки толщиной 10 мм, который после затвердевания обклеивается листовым асбестом толщиной 10 мм. Верхнее кольцо футеровки изготавливают методом послойной набивки. Крышка печи также изготовляется методом набивки из огнеупорной массы или из фасонных огнеупорных изделий. Сушку футеровки печи необходимо вести при плавном подъеме температуры, исключающем отслаивание и опадение футеровки. Недостаток такой футеровки – большая трудоемкость изготовления. Футеровку индукционных печей большой вместимости ведут огнеупорным кирпичом.

Футеровку тигля изготавливают методом уплотнения вибрацией с использованием ручных или механических вибраторов.

Механические электровибраторы применяются для футеровки печей большой вместимости. Электровибраторы опускают во внутреннее пространство шаблона и уплотняют массу через стенку шаблона. В процессе уплотнения вибратор перемещают по высоте печи краном или электроталью и вращают (вручную) вокруг вертикальной оси печи. Применение механических вибраторов сокращает время уплотнения тигля в 2-3 раза по сравнению с уплотнением ручными вибраторами.