Индукционная печь – это оборудование, которое под воздействием токов высокой частоты способно осуществлять плавку металла и другие виды высокотемпературной обработки. На сегодняшний день, наверное, единственным способным конкурентом индукционным печам остались мартеновские печи, которые могут осуществлять плавку огромного объема металла за один раз. Все остальные способы нагрева стали неконкурентоспособными, потому что индукционный нагрев является идеальным в плане обработки всех видов металлов.
Индукционная печь отлично справляется с плавкой черных, цветных и драгоценных металлов, осуществляя их обработку на высшем уровне.
Индукционная печь история производства
Изобретена индукционная печь была после того, как в 1831 году Фарадей смог открыть закон об электромагнитной индукции. Изучив работы Максвелла, которые перекликались с открытием Фарадея, и, взяв в основу их открытия, ученые смогли создать первую индукционную печь, которая могла плавить небольшое количество металла под воздействием токов высокой частоты.
Первая индукционная печь была запатентована в Великобритании, однако хоть изобретение было проработано, воссоздать его на практике не вышло.
Первая выплавка стали была произведена в 1900 году в Швейцарии. Челлин в то время смастерил индукционную печь по собственным разработкам. Выполнена она была в роли однофазного трансформатора. Плавильной емкостью печи выступала кольцевая ванна, а расплавленный металл выполнял роль вторичной обмотки. В центре первой индукционной печи был размещен железный магнитопровод, окруженный обмоткой со специальной асбестовой изоляцией. Магнитопровод подавал переменный магнитный поток, который способен возбудить переменный ток.
Первую индукционную печь начали устанавливать на заводах Швейцарии, а впоследствии они стали появляться и в других странах.
Несмотря на то, что индукционные печи оказались довольно удобным устройством, они имели перечень недостатков:
- Постоянно требовалось производить жидкую завалку.
- Шлак нагревался не так хорошо, как это требовалось.
- Эксплуатация футеровки ИП вызывала определенные трудности.
Именно в тот момент производители поняли, что что-то не так, и начало развиваться производство дуговых сталеплавильных печей.
С 1925 года в промышленности появились индукционные печи без сердечника, способные осуществлять качественную плавку металла.
На сегодняшний день популярность набрали тигельные индукционные печи. Первые тигельные печи выпустила компания «Алекс». В основном в производстве такие печи использовали для плавки драгоценных и цветных металлов, но тогда их использовали, проводя различные эксперименты, а сегодня тигельные индукционные печи стали популярными и активно применяются для обработки всех видов металлов.
Современные индукционные печи виды
На сегодняшний день в производстве применяют два типа индукционных печей, однако, несмотря на это, тигельные являются наиболее популярными.
1. Плавильные печи с сердечником.
Индукционные печи с сердечником имеют следующую комплектацию: многовитковой индуктор цилиндрической формы, изготовленный из медной трубки; замкнутый сердечник, на который насаживается индуктор, выполняется из листовой электротехнической стали; огнеупорная керамическая футеровка обладающая узким кольцевым каналом, для жидкого металла.
Плавильная печь с сердечником обязательно должна иметь замкнутое электропроводное кольцо, поэтому расплавлять в ней отдельные куски металла, обладающего повышенной прочностью, не получится. Для запуска печи с сердечником необходимо заливать в кольцевой канал небольшую порцию жидкого металла.
Такие печи на сегодняшний день работают на частоте 50 Гц. Существует немало видов и конструкций индукционной печи с сердечником, причем могут быть они как однофазными, так и многофазными.
Чаще всего плавильные печи с сердечником используют для плавки цветных металлов, обладающих небольшой температурой плавления. Также могут применяться для получения чугуна высокого качества. При обработке чугуна данная печь может использоваться в роли плавильного устройства или же миксера (копильника).
2. Плавильные печи без сердечника
Индукционные плавильные печи без сердечника (тигельные) производят расплав металла в специальной емкости, изготовленной из материала, устойчивого к воздействию высоких температур (тигля). Тигель размещается внутри многовиткового индуктора. Как правило, индуктор изготавливают из толстой медной трубки, через которую будет пускаться специальная охлаждающая жидкость или техническая вода.
Так как сердечник в данном виде печей отсутствует, это влияет на резкое увеличение магнитного потока рассеивания. Число магнитных сил, которые будут сцепляться с металлом внутри тигля, существенно снижется. Из-за высокого уровня рассеивания токов высокой частоты, мощность индукционной тигельной печи должна быть несколько выше, чем у печи с сердечником.
Для индукционных тигельных печей характерна повышенная производительность, высокое качества нагрева за счет равномерного распределения тепла, а также возможность производить плавку металла безопасно для окружающих.
Индукционная печь достоинства и недостатки
У индукционных печей наряду с достоинствами есть определенный перечень минусов, которые не оказывают существенного влияния на качество выполняемой работы, но кому-то могут не понравиться.
Недостатков немного, поэтому сразу поговорим о них:
- Температура шлаков в процессе плавки существенно ниже, чем температура металлов. Это затрудняет проведение рафинировочного процесса, если речь идет о выплавке высококачественной стали.
- Футеровка обладает низким уровнем стойкости. Если будут резкие перепады температуры, то тигель довольно быстро выйдет из строя.
Преимуществ индукционная печь имеет гораздо больше, и мы поговорим о каждом, чтобы у вас могло сложиться мнение относительно полезности данного оборудования.
- Тепло выделяется непосредственно в металле, что позволяет начать выплавку металла практически сразу после запуска установки.
- Тепло равномерно распределяется по металлу, поэтому выплавка получается качественной и равномерной по химическому составу.
- Процесс управления рабочим процессом довольно прост благодаря автоматизированному программному обеспечению, которое самостоятельно осуществляет контроль по заранее внесенной программе.
- Высокая гигиеничность условия труда: в воздух не выделяются вредные запахи, так же отсутствует задымление.
- Индукционная печь отличается высокой производительностью.
- В тигельной печи есть возможность выплавки твердой шихты, при этом не нужно оставлять жидкий металл с предыдущей выплавки, как того требуют печи с сердечником.
- Масса футеровки незначительна, что позволяет не задерживать тепло в ней.
- Индукционная печь обладает компактными размерами, а это дает возможность удобно изолировать рабочее пространство, а также воссоздать любую необходимую для металла среду (вакуум, газовая, окислительная).
- Для управления программным обеспечением индукционной печи совсем не обязательно иметь на предприятия высококвалифицированный персонал.
- Индукционная печь потребляет незначительное количество электрической энергии, этот фактор позволяет экономить производственные ресурсы, тем самым снижая себестоимость изделия.
Как видите, перечень преимуществ, которыми обладает индукционная печь, довольно внушителен. При выборе установки для плавки металла очень важно обратить внимание на плюсы и минусы того иного оборудования, чтобы определиться, какая плавильная печь подойдет конкретно для вашего предприятия.