Схема индукционной тигельной печи: Индукционная печь. Индукционная плавильная печь. Тигельная индукционная печь. Схема индукционной тигельной печи. — Комплексный ремонт квартир, домов, офисов, магазинов в Ульяновске

Содержание

Индукционная печь. Индукционная плавильная печь. Тигельная индукционная печь. Схема индукционной тигельной печи.

В идукционных тигельных печах выплавляют наиболее качественные коррозионно-стойкие, жаропрочные и другие стали и сплавы. Вместимость от десятков килограммов до 30 тонн.

Печь состоит из водоохлаждаемого индуктора 3, внутри которого находится тигель 4 (основные или кислые огнеупорные материалы) с металлической шихтой, через индуктор от генератора высокой частоты проходит однофазный переменный ток повышенной частоты (500…2000 Гц).

Схема индукционной тигельной печи

При пропускании тока через индуктор в металле 1, находящемся в тигле, индуцируются мощные вихревые токи, что обеспечивает нагрев и плавление металла. Для уменьшения потерь тепла, печь имеет съемный свод 2. Тигель изготавливают из кислых (кварцит) или основных (магнезитовый порошок) огнеупоров. Для выпуска плавки печь наклоняют в сторону сливного желоба.

Под действием электромагнитного поля индуктора при плавке происходит интенсивная циркуляция жидкого металла, что способствует ускорению химических реакций, получению однородного по химическому составу металла, быстрому всплыванию неметаллических включений, выравниванию температуры.

В индукционных печах выплавляют сталь и сплавы из легированных отходов методом переплава, или из чистого шихтового железа и скрапа с добавкой ферросплавов методом сплавления.

После расплавления шихты на поверхность металла загружают шлаковую смесь для уменьшения тепловых потерь металла и уменьшения угара легирующих элементов, защиты его от насыщения газами.

При плавке в кислых печах, после расплавления и удаления плавильного шлака, наводят шлак из боя стекла (SiO₂). Для окончательного раскисления перед выпуском металла в ковш вводят ферросилиций, ферромарганец и алюминий.

В основных печах раскисление проводят смесью из порошкообразной извести, кокса, ферросилиция, ферромарганца и алюминия. В основных печах выплавляют высококачественные легированные стали с высоким содержанием марганца, титана, никеля, алюминия, а в печах с кислой футеровкой – конструкционные, легированные другими элементами стали.

В печах можно получать стали с незначительным содержанием углерода и безуглеродистые сплавы, так как нет науглероживающей среды.

При вакуумной индукционной плавке индуктор, тигель, дозатор шихты и изложницы, помещают в вакуумные камеры. Получают сплавы высокого качества с малым содержанием газов, неметаллических включений и сплавы, легированные любыми элементами.

Индукционная тигельная печь своими руками:схемы, конструкция

Для организации плавки металла вполне может использоваться индукционная печь. Ее принцип работы был заложен в далеком 19 веке путем открытий в физике. Суть его в том, что вырабатывается тепло от электричества, которое создает переменное магнитное поле. Таким образом, из электромагнитной энергии образуется электрическая, а из нее – тепловая.

Классификация

Если классифицировать индукционные печи по масштабам использования, то можно выделить два типа: промышленные и бытовые. Однако есть и такое условное разделение:

1. Канальные. По конструкции они похожи на трансформаторы. Индуктор в такой конструкции находится вокруг металла. Индукционная печь такого типа при первом запуске заливается расплавленным металлом, может использоваться металлический шаблон. После завершения процесса сырье сливается частично, чтобы оставить часть на следующую плавку.

Разновидность индукционных печей — канальные

2. Тигельные. Распространенный вариант в металлургическом производстве, используемый для обработки и плавки металлов всех видов (сталь, алюминий, магний, медь, драгоценные, цветные металлы и пр.). Индукционная тигельная печь используется и в других отраслях, к примеру, в ювелирном деле. В таких устройствах нет сердечника. Важное преимущество тигельных устройств – простота исполнения. Тигель погружается в индуктор для последующего нагрева металла. Такая емкость может быть изготовлена из графита, керамики, стали и прочих материалов.

Разновидность индукционных печей — канальные

Современные модели тигельных индукционных печей

3. Вакуумные. Эффективное средство для удаления из расплава различных примесей.

Разновидность индукционных печей — вакуумная

Это разделение, конечно, относится к промышленным индукционным печам. Что касается бытовых устройств, они делятся на такие типы:

Для приготовления пищи. Важная характеристика таких плит – экономный расход электроэнергии. К тому же они характеризуются повышенным уровнем безопасности.
Для отопления. Небольшие отопительные устройства используются в схемах систем автономного отопления.

По организации процесса могут быть разного действия:

непрерывного;
полунепрерывного;
периодического.

Тигельные устройства

Индукционные печи без сердечника называют тигельными. Основа их схемы – плавильный тигель. Его изготавливают из огнеупорного материала, устанавливают в полость индуктора. В тигель загружается металлический элемент, через который проходит электромагнитная энергия.

Плавильная тигельная индукционная печь промышленного образца

Преимущества тигельные печей:

не используются промежуточные нагревательные элементы;
в тигельной печи может создаваться любая атмосфера: от нейтральной до окислительной;
высокая эффективность, обеспеченная мощностью;
слабое загрязнение воздуха;
удобство и простота обслуживания;
обеспечивается быстрый переход с одного металла на другой.

Из недостатков можно выделить низкую температуру шлаков.

Работа промышленной тигельной индукционной печи

По конструкции тигля бывают такие схемы тигельных печей:

с холодильным;
с графитовым;
с металлическим;
с керамическим тиглем.

Отличие самодельного и заводского устройства

Многих интересует, может ли быть изготовлена индукционная печь своими руками. Ведь это достаточно сложное устройство. Однако довольно простой принцип работы позволяет реализовать задачу самостоятельно. Опытные специалисты могут создать прибор своими руками буквально из подручных материалов, руководствуясь простыми схемами. Для работы понадобятся определенные знания, навыки. Схемы можно использовать готовые.

Конструкция индукционной печи серийного производства

Преимущества

Рассматривая индукционные печи, нельзя не отметить их достоинства. А они таковы:

Обеспечивается моментальный нагрев.
Создается фокусировка энергии.
Отсутствует угар.
Можно изменять емкость, частоту в широких пределах.
Можно использовать не только для прямого обогрева, но и применять в качестве источника для водяного контура.
Теплоносителем могут быть любые жидкие составы: вода, масло, антифриз и прочие.
Экономичнее стандартных электрических нагревателей.
Обладают высокой надежностью.
Изготовленная индукционная печь своими руками может использоваться в частных целях и для отопления, и для создания ювелирных украшений.
Для организации домашнего отопления не требуется отдельное помещение, поскольку печь может устанавливаться в любой комнате, работает бесшумно.
Может использоваться в качестве основного источника тепла или же участвовать в комбинированной схеме с участием других приборов.
Простота и надежность конструкции гарантируют отсутствие необходимости в сервисном обслуживании.
Приборы отвечают требованиям пожарной безопасности, не выделяют вредных веществ.

Особенности работы плит

Индукционными могут быть не только печи, но и плиты. Сегодня на рынке бытовой техники широко представлены различные варианты исполнения. И они успешно ломают представление об электрических плитах, как о блинах или спиралях, которые раскаляются докрасна.

Индукционная панель в доме

Важная особенность таких плит – необходимость использовать специальную посуду, поскольку традиционные варианты в большинстве случаев не подходят. Нужны изделия из ферримагнитного сплава. Посуда пропускает через себя магнитное поле, которое в результате физических реакций преобразуется в тепловую энергию, используемую для нагрева продуктов, воды и т. д. При этом сам прибор не нагревается! А когда кастрюля или сковорода убирается с плиты, нагрев прекращается (сердечник размыкается).

В результате можно выделить несколько существенных плюсов индукционных плит:

КПД таких устройств высокий – 90%. Это очень хороший показатель, если сравнивать с другими вариантами подогрева пищи. Например, у электрических этот параметр меньше, у газовых – еще меньше.
Обеспечивается высокая точность контакта с нагреваемой поверхностью. Достаточно закрыть 70% рабочей поверхности, чтобы устройство самостоятельно определило площадь обогрева и начало действовать.
Приготовление блюд на таких плитах ускоряется. Это положительный момент, однако при первом знакомстве нужно учесть этот факт, чтобы еда не пригорела. Пища, вода будет нагреваться моментально.
Производители намеренно оснащают подобное оборудование дополнительные функциями, чтобы расширить их применение.
Если на такую рабочую поверхность попадает еда, воды или еще что-то, что сопровождает приготовление пищи, ничего не пригорает, не появляется запах.
Плита не нагревается, выглядит привлекательно. Может поставляться как отдельно стоящая конструкция, так и встроенная.
Не требуется специальных условий ухода. Можно использовать губку и моющее средство.
Безопасность эксплуатации на высоте, однако панели рекомендуется располагать на столешнице, но не стиральных, посудомоечных, холодильниках и прочих приборах.

Примечание: Однако нужно помнить, что при работе индукционной печи человеку приходится находиться рядом с ней, а значит, на него действуют вихревые токи, что может иметь нежелательные последствия. И, конечно, для работы с техникой потребуется особая посуда, о чем уже было сказано.

Конструкция

Классическая индукционная печь имеет такой состав:

корпус;
индуктор;
генератор;
камера (если устройство используется для плавления) или нагревательный элемент (если прибор применяется для обогрева).

Питание от генератора запускает токи в индуктор, создающий источник вихревых токов – электромагнитное поле. Оно поглощается металлом, в результате чего он нагревается, расплавляется (в зависимости от необходимости).

Отопительная система

Примечание: Для организации индукционной печи своими руками в схеме часто используются бюджетные варианты сварочных инверторов. И тут нужно учесть энергопотребление такого оборудования, поэтому для подачи напряжения потребуется кабель сечением 4–6 мм².

Организация отопления с помощью индукционного котла

Такие системы управляются автоматически, являются закрытыми. Дополнительно нужен насос, обеспечивающий циркуляцию теплоносителя. Также должен быть предусмотрен манометр и приспособление, которое обеспечит эффективный выход воздуха из системы.

Регламентируются такие расстояния:

от стен, других предметов – более 30 см;
от пола, потолка – 1 м.

Генератор

Индукторы в бытовых условиях могут работать от преобразователей разных частот или от генераторов. В промышленных масштабах используются специальные установки. Если индукционная печь создается своими руками, необходимо использовать высокочастотные генераторы. При этом оборудование должно давать достаточно мягкий спектр тока. Рекомендуемая частота – 27,12 МГц.

Индуктор

Можно использовать разные модификации индуктора. Центральный элемент – металлическое или графитовое изделие. Вокруг него наматывается проводник. Нихромовая спираль и графитовые щетки прогреваются до высоких температур.

Схема организации отопления с применением индукционного котла

Для изготовления индуктора лучше всего использовать спираль, внутренний диаметр ее может составлять 80–150 мм. Материалом для создания может служить ПЭВ 0,8. Число витков диаметром 10 мм может составлять 8–10, расстояние между которыми – 5–7 мм.

Охлаждение

Чтобы индукционная печь работала эффективнее, требуется создание охлаждения. Это необходимое условие не только для промышленных, но и бытовых устройств. Если же самодельное устройство создается небольшой мощности, к тому же будет использоваться непродолжительные отрезки времени, тогда вполне можно обойтись в схеме и без охлаждения.

Эта функция не может быть реализована домашним мастером, поскольку окалина на меди приводит к прекращению работы печи, а значит, потребуется замена индуктора.

Организация отопления с помощью индукционного котла

В промышленных условиях используется либо воздушное в комбинации с водяным, либо только водяное охлаждение. Воздушный метод в одиночку не используется, поскольку вентилятор может нарушить процесс, что приведет к понижению коэффициента полезного действия.

Безопасность

Если рядом находится индукционная печь, самая большая опасность – термические ожоги. К тому же нужно учитывать пожарную опасность прибора. Устройства нельзя перемещать во время их работы. И особенно внимательно нужно относиться к условиям безопасности, если индукционная печь используется в жилых домах.

Создание отопительной системы на базе индукционного котла

Следует понимать, что такие приборы обеспечивают нагрев всего окружающего пространства, включая приборы, металлические предметы, ткани людей и т. д. Если у человека есть имплантированные кардиостимуляторы, это нужно учитывать при использовании печи.

Создаем

Индукционные печи очень часто делают своими руками умельцы, которые занимаются изготовлением изделий из металла. Для этих целей может использоваться питание от трансформатора или электросети. Также подобные устройства могут использоваться для обогрева помещений.

Создание индукционного котла своими руками

Для сборки печи своими руками можно использовать высокочастотный генератор. Частота его колебаний, как упоминалось, может составлять 27,12 МГц. Схема включает в себя 4 тетрады, а также лампу, необходимую для сигнализации о возможности старта функционирования.

Ручка конденсатора в таком устройстве находится снаружи. Перед сборкой подобной печи нужно учесть факторы, влияющие на скорость плавки:

мощность генератора;
частота;
вихревые потери;
скорость теплопередачи.

Необходимо применять ламы высокой мощности – до 4 штук. Для питания используется сеть 220 В с выпрямителем. Если индукционные печи используются для обогрева, тогда применяется нихромовая спираль, для плавки – графитовые щетки.

Нужно помнить, что при первом пуске не стоит сразу подавать максимальное напряжение, это следует делать постепенно, добавляя по 12 В. При этом нужно смотреть за транзисторами, которые могут быть только теплыми, но ни в коем случае не горячими.

Итоги

Как видим, индукционные печи представляют собой полезное устройство, которое нашло широкое применение в быту и промышленности. В первом случае распространение этих приборов во многом обеспечено возможностью их создания своими руками. Это позволяет владельцу сэкономить и получить эффективное устройство, которое можно использовать или для плавки металла, или для отопления помещений.

Индукционная тигельная печь принцип работы

ЭЛЕКТРОННАЯ СИЛОВАЯ ТЕХНИКА

Гарантийный срок оборудования ООО «ЭЛСИТ» составляет 24 месяца

Продукция «ЭЛСИТ»

Плавка ТВЧ

Индукционная печь тигельная принцип действия

Индукционная печь – это простое и в то же время сложное оборудование, которое служит для плавки металлов в небольших объёмах. Трансформаторный способ передачи энергии с помощью токов высокой частоты – от первичной к вторичной цепи, – взят как основа действия тигельных печей.

Электрическая энергия, проводимая к первичной цепи, преобразуется в электромагнитную; во вторичной цепи электромагнитная энергия снова возвращается к электрической, а после этого снова становится тепловой.

Индукционная печь тигельная по-другому называется печью без сердечника. Плавильная печь строится вокруг плавильного тигля. Как правило, тигель имеет цилиндрическую форму и выполняется из жаропрочных материалов. Тигель устанавливают в индуктор, который в дальнейшем подключается к источнику электрической энергии.

На изображении 1 вы можете увидеть, как металлическая шихта – простым языком – материал для плавки, – загружается в тигель. Поглощая поступающую электрическую энергию, металлическая шихта начинает плавиться.

Индуктор принято считать первичной обмоткой индукционной тигельной печи. Он же, тигель, является источником переменного тока. Вторичной обмоткой и нагрузкой для движения плавильного процесса является сама металлическая шихта, загруженная в тигель.

Поток магнитного поля в тигельной индукционной печи касается самого плавящегося материала, по этой причине форма и размеры кусков металла имеют высокое значение, оказывающее влияние на скорость и процесс плавки.

Принцип работы индукционной тигельной печи делает её немного напоминающей воздушный трансформатор.

В случае применения ферромагнитных металлов для плавки, до момента достижения их температуры точки Кюри, магнитная проницаемость металлов будет сохранять свою величину. В этой ситуации шихта играет тройную роль: вторичной обмотки, нагрузки и незамкнутого сердечника. Если объяснять простым языком, то плавка ферромагнитных металлов в индукционной печи происходит дополнительно благодаря потерям на перемагничивание металлов, которые идут в шихте до достижения точки Кюри.

Мощность, которая выделяется токами высокой частоты, вследствие неё и тепло, влияющее на металл, зависят от частоты переменного магнитного поля. По этой причине индукционная печь нуждается в питании токами высокой частоты (ТВЧ) – их выделяет индукционная установка.

Индукционная печь тигельная прекрасно подойдёт для плавки всех металлов, поэтому если вы ещё не успели заказать её для своего производства, то поспешите сделать это, оформив заявку на нашем сайте или связавшись со специалистами нашей компании.

Мы находимся на рынке более десяти лет и уже успели зарекомендовать себя, как компания, собирающая одни из лучших индукционных печей. Мы отвечаем за качество и выполняем работу в короткие сроки.

Благодаря появлению в современном производстве доступных электронних и изоляционных компонентов поле применения индукционного нагрева становится все более широким. Данная технология применяется не только в металургии, но и при разработке бытовой техники.

Принцип индукционного нагрева

В основе работы индукционной печи лежит трансформаторный принцип обмена энергией. Индуктор изготавливается из медной трубки, которая затем закручивается в многовитковую катушку. К первичной цепи индуктора подводится переменный ток, что приводит к формированию вокруг него переменного магнитного поля. Под воздействием магнитного поля в теле, размещенном внутри индуктора, возникает электрическое поле, что впоследствии приводит к процессу нагрева. Мощность, а соответственно, и тепло, выделяемое индукционной тигельной плавильной печью, напрямую зависят от частоты переменного магнитного поля. Следовательно, для эффективной эксплуатации печь нуждается в токах высокой частоты.

Применение индукционных печей

Индукционный нагрев может использоваться для работы с любым материалом: металл, шлак, газ и т. д. Главное преимущество его применения — бесконтактная передача тепла. Также индукционный нагрев позволяет достичь практически любых скоростей нагрева — все зависит от мощности генератора, питающего печь. Тепловые потери при таком нагреве минимальны. Максимальная температура, до которой можно разогреть предмет в печи, ограничивается только стойкостью огнеупорного материала. Процесс бесконтактной передачи тепла к нагреваемому материалу дает возможность производить нагрев в вакуумной среде.

Согласно отзывам металлургов, сфера применения индукционных печей несколько ограничена в связи с имеющимися недостатками. К минусам тигельной печи относятся:

высокая цена на электрооборудование;
холодные шлаки, осложняющие рафинировочный процесс;
пониженная устойчивость футеровки во время температурных скачков между плавками.

Схема тигельной индукционной печи

Индукционная тигельная печь имеет следующую конструкцию.

Главным элементом печи выступает тигель (7), накрытый крышкой (1). Тигель располагается внутри нагревательного индуктора (3), изготовленного в форме многовитковой катушки. Катушка представляет собой медную трубку, внутри которой, с целью охлаждения, постоянно циркулирует вода. Магнитный поток от индуктора проходит по магнитопроводам (4), которые изготовлены из специальной трансформаторной стали. Поворотный узел (2) предусмотрен для наклона печи во время разлива расплавленной жидкости. Печь установлена на меллоконструкции (5). Охлаждение производится с помощью шлангов водяного охлаждения (6). Для обслуживания печи используется вспомогательная площадка (8).

Также схема тигельной печи включает в себя трансформатор, конденсаторы, блок управления и систему откачки газов. Питание тигельной электрической печи производится токами с частотой 50 Гц.

Особенности внутренних элементов конструкции

Чаще всего индуктор выполняется из трубки круглого сечения. Но бывают ситуации, в которых круглая медная трубка не применима. В определенных случаях для конструирования индукционной тигельной печи используют профилированные элементы, благодаря которым уменьшается магнитный поток рассеивания. Трубки индуктора изолируют между собой стеклотканью, пропитанной специальным лаком. Защищенные витки сжимаются блоками, изготовленными из диэлектрического материала. Индуктор и тигель, размещенный внутри катушки, устанавливается на поддон, изготовленный из огнеупорных кирпичей или жаропрочного бетона. В промышленных условиях процесс изготовления тигля происходит прямо в печи. При этом индуктор в собранном состоянии устанавливают на поддон и изолируют асбестом. После этого поддон засыпается огнеупорным порошком, который уплотняется с помощью пневматической установки. Зазор между установленным на днище шаблоном и индуктором заполняется порошками из огнеупорных материалов.

Футеровку зоны над индуктором обеспечивает огнеупорный кирпич. Воротник и сливной желоб также футеруют жаропрочным кирпичом. Работа индукционной тигельной печи происходит в тяжелейших условиях, поэтому к качеству используемых жаропрочных материалов предъявляются повышенные требования. На долговечность футеровки влияет состав огнеупорной массы, режим работы и применяемая частота электрического тока. Как правило, тигель выдерживает до 100 плавок, а затем выходит из строя.

Конструкция наружных элементов

Каркас плавильной тигельной печи представляет собой базу, к которой крепятся все ее элементы. На крупных промышленных устройствах каркас имеет вид сплошного кожуха. Все детали каркаса должны иметь высокую прочность, в связи с влиянием на них электромагнитного поля индуктора. Оболочка при определенных условиях может нагреваться так же, как и материал в печи. Чтобы уменьшить нагрев, каркас рационально изготавливать из неэлектропроводных материалов. Однако, поскольку диэлектрические материалы имеют высокую цену, материалом для каркаса обычно служит сталь. Стальная конструкция разбивается на несколько элементов, которые, в свою очередь, изолируются друг от друга. Для снижения электромагнитного поля вблизи каркаса используются экраны. Защитный экран устанавливается между индуктором и корпусом печи. Экран имеет форму цилиндра и выполняется из алюминия или меди.

Поворотный узел – важный элемент конструкции. Главное требование к механизму поворота – обеспечение наклона для полного слива металла. Механизмы поворота могут использоваться разные. В печах небольшого объема используется ручная или электрическая лебедка. Промышленные печи наклоняют с помощью кран-балки. Печи большого объема могут оборудоваться гидравлическим приводом наклона.

Крышка, которой накрывается тигельная печь для плавки, служит для поддержания температуры внутри агрегата на более высоком уровне. Однако учитывая, что накрывать печь можно только после полного расплавления шихты, применение крышки не является обязательным.

Изготовление печи своими руками

Индукционные печи нашли широкое применение не только в промышленности, но и в быту. Можно найти схемы большого количества самодельных устройств, однако часть из них в лучшем случае просто не заработает, а в худшем — нанесет вред здоровью своего создателя. О таких последствиях предостерегают многие любители. В повседневной жизни метод индукционного нагрева применяется в таких устройствах:

канальная печь для плавки металла;
тигельная индукционная печь — наиболее простая в конструировании, и в связи с этим наиболее популярная среди энтузиастов, судя по отзывам;
водонагревательный котел, работа которого основана на методе индукции;
индукционные варочные поверхности, составляющие конкуренцию популярным газовым плитам.

Канальная печь

Данный тип печей применяется для получения чугуна высокого качества, а также при плавке дюраля и цветных спецсплавов. Канальная печь мощностью до 3 кВт изготавливается самостоятельно из сварочного трансформатора, частота которого соответствует промышленной. Такая печь позволяет расплавить болванку бронзы или меди весом до полукилограмма. Канальная печь также позволяет переплавлять дюраль, только обязательно нужно учитывать, что за плавкой должен следовать процесс «состаривания». Время этого процесса может составлять до 2 недель и зависит от состава сплава.

Для изготовления печи первичную обмотку сварочного трансформатора оставляют без изменений, а на место вторичной обмотки помещают тигель кольцевого типа. Лучшим материалом для тигля небольшой канальной печи является электрофарфор. Другие варианты не подойдут из-за низкой прочности и диэлектрических потерь. По отзывам металлургов-любителей, проблема состоит в том, что обработать электрофарфор самостоятельно не представляется возможным, а найти подходящий элемент в продаже очень маловероятно. Именно из-за дефицитного тигля, канальная печь у энтузиастов широкого применения не нашла, хотя данный тип печи и обладает КПД более 90 %.

Тигельная индукционная печь

Изготовленная своими руками тигельная печь используется прежде всего при очистке ценных металлов. К примеру, имея в наличии радиоразъем, изготовленный в Советском Союзе, можно добыть из его контактов определенное количество золота. Используя внешний нагрев, такого результата добиться невозможно.

Кроме золотодобычи, такая печь часто используется с целью равномерного нагрева металла, что требуется для качественной закалки. Меняя положение детали в индукторе и корректируя его мощность, можно добиться заданной температуры на конкретном участке металла. Важно, что использование такой печи будет достаточно бюджетным, ведь практически все энергия направлена на процесс нагрева детали.

Индукционные котлы

Индукционные водонагревательные котлы имеют все шансы в будущем вытеснить обычные бойлеры. Минусом такого водонагревателя пользователи считают высокую цену, но при этом, систематизируя многочисленные отзывы, можно выделить несколько преимуществ:

Надежность. В котле нет электроспирали, которая является слабым звеном обычного бойлера.
Коэффициент полезного действия почти 100 %.
Безопасность. Доступ электричества к корпусу котла невозможен благодаря особенностям конструкции.
Устройство не нуждается в специальном заземлении.
Устойчив к скачку напряжения в электрической сети.
Не образует накипь.
Долговечность. Котел способен отработать без обслуживания около 30 лет.

Самодельный водонагревательный котел

Основой такого водонагревателя служит силовой трансформатор мощностью до 1,5 кВт, первичная обмотка которого рассчитана на напряжение 220 В. Отлично подойдет трансформатор от лампового цветного телевизора. Вторичную обмотку следует снять, а количество витков первичной необходимо увеличить.

Умельцы советуют и предостерегают: использование такого самодельного устройства небезопасно, поэтому трансформатор следует заземлить, а сам прибор подключать через быстродействующее УЗО.

Индуктор на кухне

Индукционные кухонные варочные поверхности уже не вызывают удивления и широко применяются в быту. В основе работы устройства лежат те же принципы, что и у индукционной печи, с тем лишь отличием, что вторичную обмотку собой представляет металлическое дно посуды.

Использование таких плит стало возможным благодаря появлению в производстве диэлектрика, который, кроме выполнения задачи изолирования индуктора, должен обладать еще прочностными и гигиеничными характеристиками. Удовлетворяющий всем требованиям материал появился относительно недавно, и его стоимость составляет значительную часть в общей цене плиты.

Пользователи в одни голос утверждают: самостоятельное изготовление индукционной плиты не имеет смысла по двум причинам. Первая — приготовление блюд на такой варочной поверхности требует тонкой настройки для каждого типа пищи. Для необходимой корректировки всех электрических параметров в процессе приготовления потребуется микроконтроллер. Вторая причина — цена электронных деталей, из которых состоит плита. В сумме все элементы обойдутся гораздо дороже, чем стоимость уже готового прибора.

Индукционная кухонная плита имеет такие положительные качества:

отсутствие, в отличие от микроволновых печей, стороннего излучения;
возможность программирования плиты под свою манеру приготовления пищи;
приготовление таких блюд, как карамель, без перегрева и пригорания;
экономичность, благодаря рациональному использованию энергии нагрева.

Индукционная тигельная печь (рисунок 1) состоит из основных элементов (индуктора, футеровки, каркаса, механизма наклона) и может быть оборудована дополнительными устройствами (крышкой с механизмом подъема и поворота, магнитопроводом или магнитным экраном, рабочей площадкой и др.).

Рисунок 1 — Схематическое изображение индукционной сталеплавильной печи а — конструктивное оформление, 1 — индуктор, 2 — крепление витков индуктора, 3 — каркас, 4 — тепловая изоляция, 5 — подовая плита, 6 — тигель, 7 — цапфы механизма наклона, 8 — крышка, б — футеровка тигля 1 — подовая плита, 2 — тигель, 3 — воротник, 4 — сливной желоб, 5 — огнеупорная обмазка

Индуктор

Индуктор предназначен для создания переменного магнитного поля необходимой напряженности. Помимо основного назначения, индуктор выполняет также роль крепления тигля, которое удерживает его от смещения при наклоне печи.

Поскольку мощность, передаваемая садке печи, пропорциональна квадрату ампер-витков индуктора, целесообразно обеспечивать возможно большее число витков индуктора и пропускать через него токи большой силы. В среднем плотность тока в индукторе составляет около 20 А/мм 2 , а электрические потери в нем даже при изготовлении его из меди достигают 20—30%. Кроме того, индуктор дополнительно нагревается потоком тепла от тигля. Во избежание перегрева индуктор необходимо охлаждать.

Сечение трубки выбирают так, чтобы толщина стенки примерно в 1,3 раза превышала глубину проникновения тока, сечение стенки при заданной силе тока обеспечивало плотность тока не более 20А/мм 2 , а сечение отверстия трубки обеспечивало проход количества воды, необходимого для отвода тепла.

Наружный диаметр трубки при этом должен позволять разместить по высоте индуктора расчетное число витков.

Индуктор изготовляют, как правило, из медной трубки круглого сечения. Иногда, однако, использование такой трубки невозможно, так как при этом нельзя выполнить изложенные выше требования. Поэтому в некоторых случаях приходится использовать неравностенные (рисунок 2, а, б) или профилированные (рисунок 2, в, г) трубки. Использование профилированных трубок целесообразнее и в связи с уменьшением магнитного потока рассеивания, достигаемого в этом случае в связи с возможностью уменьшения зазора между тиглем и витками индуктора.

Рисунок 2 — Трубки для изготовления индуктора

Иногда расчетное число витков оказывается настолько незначительным, что не позволяет плотно заполнить всю высоту индуктора. В этом случае индуктор целесообразно изготовлять двухсекционным с удвоенным числом витков и параллельным соединением секций. Секции наматывают в противоположные стороны, так как ько в этом случае магнитные потоки секций складываются, а в месте стыка секций напряжение крайних витков секций оказывается одинаковым и не требует усиленной изоляции (рисунок 3). При одинаковом направлении витков в месте стыка напряжение между витками было бы равно напряжению источника.

Рисунок 3 — Включение секций двухсекционного индуктора

На генераторной (подсоединяемой к источнику питания) секции делается несколько промежуточных отводов. Подключая разное число витков секции к источнику питания, можно, как в автотрансформаторе, повышать напряжение на индукторе выше номинального напряжения источника питания и тем самым регулировать потребляемую печью мощность. Подключением n_г витков из имеющихся в секции n_н витков можно на индукторе получить напряжение U_н:

Витки индуктора изолируют друг от друга стеклотканью с кремнийорганическим лаком. Изолированные витки сжимаются плитами из изоляционного материала, стягиваемыми при помощи брусьев.

В некоторых случаях каждый виток индуктора жестко крепят к изоляционным стойкам независимо от других витков. В этом случае изоляция витков не обязательна.

Футеровка

Индуктор и помещаемый внутри него тигель устанавливают на подину, изготавливаемую из шамотных блоков, шамотных кирпичей или (на крупных печах) из жаропрочного бетона (см. рис. 1,б).

На промышленных печах тигель, образующий плавильное пространство печи, изготавливают непосредственно в печи. Для этого собранный и установленный на подину индуктор закрепляют и внутреннюю его поверхность изолируют асбестом. Затем на подину насыпают порошкообразные огнеупорные материалы и пневматическими трамбовками уплотняют их слоями по 50—70 мм. На уплотненное днище устанавливают шаблон, сваренный из листовой углеродистой стали толщиной 2—3 мм и имеющий форму, повторяющую внутренние контуры тигля. В кольцевой зазор между шаблоном и индуктором засыпают порошки огнеупоров и уплотняют их такими же слоями.

Футеровку выше верхнего витка индуктора выполняют из обожженного кирпича, так как обжечь этот участок тигля в печи очень трудно. Воротник и сливной желоб футеруют кирпичом и обмазывают огнеупорной обмазкой.

Тигли для печей небольшой емкости можно изготавливать в пресс-формах и устанавливать в печь в готовом виде, засыпая зазор между тиглем и индуктором порошкообразными огнеупорами. Это значительно ускоряет замену футеровки, но трудно осуществимо при большой емкости тигля. Чтобы набивка тигля не создавала перебоев в работе крупных установок, их снабжают двумя печами и либо печь полностью заменяют после выхода из строя тигля, либо питание переключают на вторую печь.

Футеровка индукционных тигельных печей работает в очень тяжелых условиях. Для получения возможно меньшего магнитного потока рассеивания толщина ее должна быть минимальной и при этом обеспечивать высокую механическую прочность, не растрескиваться при смене температур после слива металла и завалки холодной шихты, обладать высокой огнеупорностью и шлакоустойчивостью.

Особенно жесткие требования предъявляют к огнеупорным материалам, используемым в печах высокой частоты. Помимо перечисленных требований, в огнеупорах для печей высокой частоты должны отсутствовать токопроводящие и магнитные примеси, так как частицы этих примесей в высокочастотном поле нагреваются, оплавляются и растворяют футеровку, приводя к прогоранию тигля.

Футеровка индукционных печей может быть кислой или основной. Кислую футеровку изготовляют из кварцевого песка или кварцита и использует главным образом в литейных цехах машиностроительных заводов. Она дешевле основной футеровки, обладает более высокой термостойкостью, характеризуется меньшей тепло- и электропроводностью тиглей из кислых материалов. Срок службы длительнее. В то же время кислая футеровка восстанавливается многими элементами, входящими в состав легированной стали, и поэтому на металлургических заводах находит ограниченное применение.

Для основной футеровки обычно применяют порошок магнезита, реже — порошок, полученный из отходов хромомагнезитовых кирпичей. В некоторых случаях для изготовления тиглей пользуются техническим глиноземом и цирконовым песком (цирконовым силикатом). В качестве связующих используют борную кислоту, буру, жидкое стекло, огнеупорную глину и другие вещества.

Футеровку изготовляют из увлажненных или сухих материалов. Вновь изготовленный тигель должен быть просушен и обожжен, для чего проводят специальную обжиговую плавку.

В тигель с шаблоном загружают чугун и медленно поднимают нагрузку до слабо-красного каления шаблона. Если футеровка изготовлена из увлажненных материалов, то печь сушат в течение 15—20ч, при применении сухой массы время сушки уменьшают до нескольких часов, а затем нагрузку увеличивают и расплавляют чугун.

При первой плавке в печь стремятся загрузить как можно больше чугуна с тем, чтобы обжечь тигель до высоты, превышающей обычный уровень металла. Чугун сильно перегревают, и расплав становится очень жидкотекучим и хорошо заполняет все неровности поверхности.

После обжиговой плавки на внутренней поверхности тигля образуется тонкий (2—3 мм) рабочий слой спеченной футеровки. В дальнейшем толщина этого слоя постоянно увеличивается. Неспеченный слой набивки выполняет роль буфера, воспринимающего термические и механические нагрузки рабочего слоя. Когда футеровка спекается на всю толщину, тигель трескается и выходит из строя.

Стойкость футеровки зависит от состава огнеупорной массы, частоты тока, режима работы и ряда других факторов. На печах с основным тиглем она достигает 40— 100 плавок; стойкость кислых тиглей может быть значительно больше.

Каркас

Каркас является основой для крепления всех элементов печи. На печах большой емкости каркас заменяют сплошным кожухом.

Элементы каркаса должны обладать большой прочностью и выдерживать значительные нагрузки. Поскольку каркас расположен в зоне сильного электромагнитного поля индуктора, он может при определенных условиях нагреваться почти так же, как металл в тигле.

Чтобы уменьшить потери на нагрев каркаса, необходимо ослабить наводимые в нем токи. Наиболее просто это достигается тем, что каркас разбивают на отдельные электроизолированные друг от друга элементы, и тогда его лучше изготовлять из немагнитных, а еще лучше — из неэлектропроводных материалов. Однако, по скольку наиболее доступным конструкционным материалом является
сталь, каркас чаще всего изготовляют из стальных изолированных друг от друга частей.

Иногда целесообразно снизить вблизи каркаса напряженность магнитного поля. Это может быть достигнута установкой между индуктором и каркасом магнитопроводов или магнитных экранов.

Магнитопровод изготовляют в виде пакетов, набранных из листов электротехнической стали толщиной 0,2—0,5 мм и устанавливаемых по окружности между индуктором и каркасом. Вследствие более высокой магнитной проницаемости электротехнической стали по сравнению с воздухом магнитные силовые линии замыкаются по магнитопроводу и каркаса не достигают. Общее сечение магнитопровода выбирают таким, чтобы концентрация выделяющегося в нем тепла была невелика и он не нагревался. Это условие выполняется тогда, когда магнитопровод выполнен достаточно массивным. Часто масса магнитопровода заметно превосходит массу садки.

Установка магнитопроводов, кроме того, усложняет конструкцию печи и обслуживание индуктора. По этим причинам они находят ограниченное применение.

Более просты и компактны печи с электромагнитными экранами, изготавливаемыми в виде цилиндра из медного или алюминиевого листа и устанавливаемыми между индуктором и каркасом.

Сущность экранирования каркаса заключается в том, что электромагнитные волны, исходящие от индуктора, наводят в экране токи, противоположные по направлению току индуктора. Эти токи создают поле, противоположное полю индуктора, и оно достигает каркаса значительно ослабленным.

Для обеспечения небольших потерь в экране необходимо, чтобы его толщина минимум в 1,3 раза превышала глубину проникновения тока. Поэтому электромагнитные экраны наиболее целесообразно применять на установках высокой частоты. Для печей промышленной частоты толщина медного экрана должна быть не менее 1,3 см.

Механизм наклона

Механизм наклона должен обеспечивать наклон печи для полного слива металла.

В настоящее время применяют очень разнообразные механизмы. Для печей малой емкости используют механизмы, состоящие из лебедки с ручным или электромеханическим приводом и троса, перекинутого через блок.

Более крупные печи наклоняют при помощи тельфера, сцепляя его крюк с серьгой, укрепленной на каркасе. Крупные печи оборудуют гидравлическим приводом наклона, в принципе аналогичным гидравлическому приводу наклона дуговых печей.

Вращение печи осуществляется, как правило, вокруг цапф, ось которых проходит под носком печи. В некоторых случаях вращение начинается вокруг нижних цапф и осуществляется с большой скоростью, пока в гнездо не уложатся верхние цапфы. После этого печь поворачивается вокруг верхней пары цапф, но уже с меньшей скоростью (увеличивается радиус точки приложения сил).

Крышка

Крышка предназначена для уменьшения тепловых потерь излучением с поверхности расплава и поддержания температуры шлака на более высоком уровне.

Последнее требование в некоторых случаях приобретает особенно важное значение, так как шлаки в индукционных печах нагреваются только за счет тепла металла. Однако учитывая, что при использовании индукционных печей, как правило, не ставится задача глубокого рафинирования металла шлаком, целесообразность усложнения конструкции печи в результате установки крышки представляется сомнительной, тем более, что ее можно применять лишь в очень ограниченное время после полного расплавления шихты. Поэтому крышка не является обязательным элементом конструкции индукционной тигельной печи.

принцип действия, схема и отзывы

Применение индукционных печей

высокая цена на электрооборудование;
холодные шлаки, осложняющие рафинировочный процесс;
пониженная устойчивость футеровки во время температурных скачков между плавками.

Схема тигельной индукционной печи

Индукционная тигельная печь имеет следующую конструкцию.

Особенности внутренних элементов конструкции

Конструкция наружных элементов

Поворотный узел — важный элемент конструкции. Главное требование к механизму поворота — обеспечение наклона для полного слива металла. Механизмы поворота могут использоваться разные. В печах небольшого объема используется ручная или электрическая лебедка. Промышленные печи наклоняют с помощью кран-балки. Печи большого объема могут оборудоваться гидравлическим приводом наклона.

Изготовление печи своими руками

канальная печь для плавки металла;
тигельная индукционная печь — наиболее простая в конструировании, и в связи с этим наиболее популярная среди энтузиастов, судя по отзывам;
водонагревательный котел, работа которого основана на методе индукции;
индукционные варочные поверхности, составляющие конкуренцию популярным газовым плитам.

Канальная печь

Тигельная индукционная печь

Индукционные котлы

Надежность. В котле нет электроспирали, которая является слабым звеном обычного бойлера.
Коэффициент полезного действия почти 100 %.
Безопасность. Доступ электричества к корпусу котла невозможен благодаря особенностям конструкции.
Устройство не нуждается в специальном заземлении.
Устойчив к скачку напряжения в электрической сети.
Не образует накипь.
Долговечность. Котел способен отработать без обслуживания около 30 лет.

Самодельный водонагревательный котел

Индуктор на кухне

Индукционная кухонная плита имеет такие положительные качества:

отсутствие, в отличие от микроволновых печей, стороннего излучения;
возможность программирования плиты под свою манеру приготовления пищи;
приготовление таких блюд, как карамель, без перегрева и пригорания;
экономичность, благодаря рациональному использованию энергии нагрева.

принцип работы, схема самодельного устройства, правила безопасности

Разработанные более века назад, индукционные печи прочно входят в наш быт. Это стало возможно благодаря развитию электроники. Взрывной рост мощности контроллеров, выполненных на основе кремниевых полупроводников и появление в широкой продаже транзисторов, способных обеспечивать большие мощности (в несколько киловатт) в последние годы приобрёл характер лавины. Всё это подарило человечеству невероятно большие перспективы в развитии миниатюрных установок, сопоставимых по мощности с промышленными устройствами ближайшего прошлого.

Использование и строение устройства

Применение индукционных печей в домашнем хозяйстве позволяет избежать появления в помещении очагов открытого пламени и является довольно эффективным способом плавления и контролированного нагрева металлов и сплавов. Это происходит благодаря тому, что металл нагревается, раскаляется и расплавляется не под воздействием высокотемпературных горелок, а с помощью пропускания через себя токов большой частоты, стимулирующих активное движение частиц в структуре материала.

Стало возможным появление в быту:

Компактных канальных индуктивных печей, в которых можно плавить металл и создавать литьём различные изделия и конструкции, очищать от примесей различные драгоценные сплавы и закалять изделия, придавая им дополнительную прочность.
Водогрейных котлов, чья эффективность лежит уже сейчас далеко за пределами обычных бойлеров.
Плит для приготовления пищи, которые не только безопаснее газовых по эксплуатационным характеристикам, но и эффективнее некоторых микроволновых печей в области разогрева еды и поддержания её температуры.
Тигельных плавилен, которые приобрели больше всего поклонников среди людей, занимающихся самостоятельным изготовлением и ремонтом электрических устройств.

Кроме того, всё большее распространение получают электроиндукционные печки, которые работают не только с токопроводящим материалом. Их устройство немного отличается от обычных индукционных печей, так как в его основе лежит нагрев электрической индукцией материала, который не проводит ток (их ещё называют диэлектриками) между обкладками конденсатора, то есть, его выводами разной полярности. Достигаемые температуры при этом не очень большие (порядка 80−150 градусов Цельсия), поэтому такие установки применяются для плавления пластика или его термической обработки.

Особенности конструкции и принцип работы

Индукционная печь работает на основе образования в ней вихревых электрических токов. Для этого используют состоящую из витков толстого провода катушку индуктивности, к которой подводится источник переменного тока. Именно переменный ток образует постоянно меняющееся в зависимости от текущей частоты магнитное поле. Оно и провоцирует передачу этих токов помещаемому внутрь катушки веществу вместе с большим количеством тепла. Генератором при этом может выступать даже самый обычный сварочный инвертор.

Разделяют два вида индукционных печей:

С магнитопроводом, особенностью которой является расположение индуктора внутри объёма металла, поддающегося плавке.
Без магнитопровода — когда индуктор находится снаружи.

Конструкция с наличием магнитопровода используется, например, в канальных печах. В них используется неразомкнутый металлический (чаще всего — стальной) магнитопровод, внутри которого находятся тигель для плавки и индуктор, образовывающие первичную цепь обмотки. В качестве материала для тигля можно использовать графит, жаропрочную глину или любой другой непроводящий ток материал, обладающий подходящей термостойкостью. В нём размещают металл, который требуется расплавить. Это, как правило, всяческие сплавы цветных металлов, дюралюминий и чугун.

Генератор такой печи должен обеспечивать частоту переменного тока в пределах 400 герц. Возможны и варианты использования вместо генератора обычную электрическую сеть и питать печь с помощью тока с частотой в 50 герц, но в этом случае температура разогрева будет ниже и для более тугоплавких сплавов такая установка не подойдёт.

Тигельные же печи, не имеющие в своей конструкции магнитопровода, получили значительно большее распространение среди энтузиастов. Они используют токи значительно большей частоты для достижения большей плотности поля. Это связано как раз с отсутствием магнитопровода — слишком большой процент энергии поля рассеивается в пространстве. Для противодействия этому необходимо очень тонко настроить печь:

Обеспечить равную частоту контура индукционной установки и напряжения от генератора (при использовании инвертора это сделать легче всего).
Подобрать диаметр плавильного тигля таким образом, чтобы он был близок с длиной волны полученного излучения магнитного поля.

Таким образом можно минимизировать потери вплоть до 25% от всей мощности. Для достижения же наилучшего результата рекомендуется выставлять дважды, а то и трижды большую частоту источника переменного тока, чем резонансную. В этом случае диффузия металлов, входящих в состав сплава будет максимальной, а его качество — значительно лучше. Если повышать частоту и дальше, можно добиться эффекта выталкивания высокочастотного поля к поверхности изделия и так провести его закалку.

Вакуумные плавильные печи

Такой вид установок сложно назвать бытовыми, но рассмотреть их стоит из-за того, что вакуумная плавка имеет ряд технологических преимуществ по сравнению с другими видами. По своей конструкции она напоминает тигельную, с тем отличием, что сама печь находится в вакуумной камере. Это позволяет добиваться большей чистоты процесса расплавления металла, понизить его окисляемость в процессе обработки и ускорить процесс, добиваясь значительной экономии электроэнергии.

Кроме того, ограниченность и замкнутость пространства способствует избежать выделения в окружающее пространство вредных испарений плавящихся металлов и сохранять чистоту процесса их обработки. Возможность контролировать состав и процесс обработки также является одним из преимуществ печей этого вида.

Канальные индукционные установки

Ещё один вид промышленных печей, имеющих более широкое применение, чем другие. Их можно использовать не только в качестве плавилен, но и как раздатчики подготовленного материала и смесители нескольких видов сырья. Типовые конструкции таких устройств включают:

Наличие ванны, в которой находится сырьё, достигшее или достигающее заданной температуры.
Канала, по которому расплавленная масса проходит через магнитное поле.
Магнитопровода, обеспечивающего постоянную циркуляцию жидкого металла.
Катушки первичной обмотки, которая приводит в действие магнитное поле.

Малейшее размыкание контура, который образуется жидким металлом, магнитопроводом и катушкой приводит к повышению его собственного сопротивления и мгновенному выбросу всей массы сырья из канала. Для противодействия такому явлению внутри канала оставляют «болото» — небольшую массу металла, которая поддерживается в жидком виде.

Преимущества индуктивных печей канального типа:

Невысокая цена установок.
Экономичность — для поддержания температуры внутри ванны, которая плохо рассеивает тепло, нужно малое количество электроэнергии.
Коэффициент полезного действия индуктора при работе очень высок.

Недостатки:

Медленное продвижение по каналу расплавленного металла усложняет контроль за его качеством и окислением.
Необходимость оставлять некоторое количество сырья внутри понижает качество химического состава следующей загрузки и возможности более тонкого его контроля.
Необходимость поддерживания герметичности установки из-за угрозы разрыва магнитного поля и образования вихревого излучения. Сложность поддерживания изолированности при футеровке внутренних стен установки некоторыми составами.

Основные элементы схемы печи

Для того чтобы собрать установку и выполнять работы на ней, необходимо найти подходящую схему индукционной печи и детали для неё. Для поиска последних очень пригодится наличие одного или нескольких ненужных блоков питания от компьютера, так как большинство деталей можно найти в них. Типовая схема простейшей печи с самодельным инвертором будет включать такие элементы, как:

Транзисторы-полевики, можно использовать IRFZ46N или аналоги (IRFZ44V, имеющий силу тока на ножке стока в 55 ампер подойдёт даже лучше). Желательно подбирать полевики с максимально возможным значением напряжения пробоя, так они прослужат гораздо дольше.
Дроссели, резисторы с сопротивлением 470 Ом (можно использовать один ваттник или два полуваттника, соединённых в схеме последовательно) и девять конденсаторов малой ёмкости (до 1 микрофарада) которые можно выпаять из блока питания.
Радиаторы для охлаждения транзисторов — полевики в корпусах типа ТО-220АВ при работе очень горячие и могут взорваться от недостатка отвода тепла от них.
Проволока из меди диаметром около миллиметра для создания ферритовых колец и диаметром в 2 миллиметра для создания индуктора.
Диоды марок UF4007, 2 штуки, но лучше иметь парочку запасных на случай, если в первый раз соберёте что-то неправильно — они вылетят первыми.
Батарею ёмкостью около 8−10 ампер-часов. Такие, как правило, извлекаются из старых источников бесперебойного питания и имеют выходное напряжение в 12 вольт.
В качестве тигля можно слепить и обжечь на костре или с помощью горелки глиняный горшочек нужного вам диаметра.

Инвертор для установки собирается по схеме, предложенной С. В. Кухтецким для лабораторных испытаний. Её легко можно найти в интернете. Мощность инвертора, который питается от напряжения в диапазоне 12−35 вольт будет составлять 6 киловатт, а его рабочая частота — 40−80 килогерц, этого будет более чем достаточно для домашних проектов.

Техника безопасности при работе

Так как работа с индукционной печью подразумевает тесный контакт с расплавленным металлом и токами высокой частоты и силы, стоит озаботиться о качественном заземлении установки и надёжных средствах защиты. При этом одежда должна строго соответствовать всем требованиям:

Быть изготовленной из плотного неплавящегося и не горящего материала.
Базовый защитный костюм должен включать в себя фартук и рукавицы. На ногах по возможности следует носить при работе обувь с прорезиненой подошвой, ступни же и носки должны быть сухими.
Для защиты глаз стоит приобрести специальные очки, это убережёт вас от случайного попадания раскалённого куска металла в глаза.

Не стоит забывать и о хорошей вентилируемости помещения, в котором будут работать. Расплавленный металл выбрасывает в воздух химические соединения, которые совсем неполезны для ваших лёгких.

Индуктор тигельной печи — Энциклопедия по машиностроению XXL

Крупные тигельные печи работают на частоте 50 Гц с умень-щением емкости печи частота тока должна повышаться, чтобы сохранилось соотношение между глубиной проникновения тока и диаметром загрузки, обеспечивающее высокий КПД индуктора (см. 5-4 н 6-1). [c.229]

Радикальным решением проблемы улучшения электродинамического перемешивания металла в тигельной печи, правда, ценой значительного усложнения системы ее питания является осуществление одноконтурной циркуляции с помощью бегущего поля. В такой печи металл перемешивается во всем объеме ванны, а поверхность его остается почти плоской (рис. 14-19). Бегущее поле, оказывающее силовое воздействие на расплав, создается многофазным током низкой частоты (16 или 50 Гц), а энергия для нагрева передается в садку на более высокой частоте, т. е. печь является двухчастотной. Нагрев и перемешивание могут производиться одновременно или поочередно. В первом случае используются раздельные индукторы — однофазный для нагрева и многофазный для перемешивания, оборудованные фильтрами для защиты источника одной частоты от проникновения другой частоты. Во втором случае печь имеет один секционированный индуктор, подключаемый поочередно с соответствующими переключениями к различным источникам питания. [c.247]

Индукционная тигельная печь является совокупностью ряда систем, каждая из которых требует расчета тепловой системы, в которой наряду с полезным теплом имеются тепловые потери различных видов, требующие отвода без перегрева конструкций электромагнитной системы, предназначенной для эффективной передачи энергии в загрузку и преобразования ее в тепловую механической системы, детали и узлы которой испытывают нагрузки и должны проверяться на прочность гидравлической системы, которая должна обеспечить расчетный расход воды для охлаждения индуктора, а иногда и других элементов конструкции печи при питании, как правило, от источника технической воды с определенными параметрами, входящего в замкнутую схему оборотного водоснабжения. [c.252]

Индукционные тигельные печи с точки зрения автоматического регулирования являются одним из наиболее сложных классов индукционных электротермических установок. Это связано с тем, что электрические параметры системы индуктор—загрузка по ходу [c.260]

Основная опасность, возникающая при работе индукционной тигельной печи, заключается в возможности прожога витков водоохлаждаемого индуктора расплавленным металлом при повреждении футеровки. При этом не исключается выброс металла из печи вследствие бурного парообразования или даже взрыв. Для предотвращения аварий такого рода разработаны сигнализаторы состояния футеровки, отключающие питание печи и включающие сигнализацию при появлении трещин в тигле или недопустимом утоньшении его стенок. Действие сигнализатора основано на измерении сопротивления между расплавленным металлом и специальными электродами, запекаемыми в стенку и подину тигля, и на срабатывании реле при уменьщении сопротивления. [c.265]

В индукционных тигельных печах энергия от индуктора к металлу передается электромагнитным потоком, наводящим в металлической шихте вихревые токи, которые разогревают шихтовые материалы. Осуществляется неоднократное преобразование энергии электрической — в электромагнитную, электромагнитной — в электрическую, электрической — в тепловую. В принципе индукционную тигельную печь можно рассматривать как трансформатор энергии, у которого первичной обмоткой является водоохлаждаемый индуктор, а вторичной — металлическая шихта или расплав, помещенные внутри индуктора. Энергия, превращенная в тепло в садке [7], [c.6]

Контроль качества футеровки и состояния изоляции контура индукционных печей. Наименее стойкими в эксплуатации элементами конструкции индукционных тигельных печей являются тигли и электрическая изоляция индукторов. Повреждение тигля или электрической изоляции индуктора выводит печь из строя. Поэтому контроль состояния тигля и изоляции индуктора имеет большое значение. [c.45]

На машиностроительных заводах широкое применение для выплавки стали находят канальные и тигельные индукционные печи. Схема тигельной печи показана на рис. 10.5, г. Как правило, печь футеруют кварцевым песком с добавкой борной кислоты в качестве связующего 25. От водоохлаждаемого индуктора 28 футеровка отделена слоем асбеста 26. Разогрев и плавление шихты /осуществляются за счет токов Фуко, возникающих в ней при подаче на индуктор тока высокой частоты от лампового или машинного генератора. Образующийся на поверхности расплавленного металла шлак имеет низкую температуру и высокую вязкость, что затрудняет проведение металлургических операций. Поэтому печи такого типа применяются для расплавления твердой шихты, а не для переработки чугуна в сталь. [c.180]

Индукционные электропечи в литейных цехах используют различные по конструкции и работающие на разной частоте тока (50, 150, 450, 1000, 2500 Гц). Печи могут быть тигельные и канальные, с сердечниками и без сердечников с наружным индуктором. На рис. 13.6 показана схема индукционной тигельной печи с автоматической загрузкой шихты. Из закромов, находящихся на шихтовом дворе, все компоненты шихты питателями 1 подаются в бункер 2. В донной части бункера имеется дозирующее устройство 3, при помощи которого шихта равномерно подается во взвешивающее устройство 4, а затем системой конвейеров 5 загружается через крышку 6 в тигель печи 7. Индуктор 8, охватывающий тигель печи, получает питание от блока 9 от этого же блока по каналу 10 подаются электрические сигналы на дозирующее устройство 3 и взвешивающее устройство 4. Автоматика управления дозатором и взвешивающим устройством получает сигналы от блока 9 питания в зависимости от количества и состояния шихты в тигле печи. [c.207]

Индукционные канальные печи конструктивно отличаются от тигельных печей числом индукторов. Причем индукторы делают отъемными и присоединяют их к донной части печи. На рис. 13.7 показаны схемы канальных индукционных печей, предназначенных для выдержки и доводки металла а), а также для выдержки и дозировки (б). Внутри отъемного индуктора I имеется сердечник 2, выполняющий роль первичной обмотки, и канал 3, заполняемый жидким металлом 4, выполняющим роль вторичной обмотки. [c.209]

Индукционные тигельные печи также работают по принципу трансформации тока — в них отсутствует железный сердечник. Печь (рис. 50) представляет собой тигель из набивной массы или жароупорного бетона, находящийся внутри катушки (индуктора). Последняя сделана из медных водоохлаждаемых труб, по которым проходит электрический ток. Вследствие переменного электромагнитного поля, создаваемого индуктором в металле, загруженном в тигель, создаются вихревые токи, вызывающие разогрев и плавление металла. Вихревые токи наводятся на поверхности загруженной шихты наивысшая интенсивность их у стенок тигля, где выделяется около 90% тепла. Толщина поверхностного слоя, в котором выделяется основное тепло, называется глубиной проникновения. Под действием электродинамических сил жидкая ванна находится в движении. [c.123]

Индукционная тигельная плавильная печь (рис. 2.6) состоит из водоохлаждаемого индуктора 3, внутри которого находится тигель 4 с металлической шихтой. Через индуктор от генератора высокой частоты проходит однофазный переменный ток повышенной частоты (500—2000 Гц). Ток создает переменный магнитный поток, пронизывая куски металла в тигле, наводит в них мощные вихревые токи (Фуко), нагревающие металл 1 до расплавления и необходимых температур перегрева. Тигель изготовляют из кислых (кварцит) или основных (магнезитовый порошок) огнеупоров. Вместимость тигля [c.39]

Индукционная тигельная плавильная печь (рис. 2.7) состоит из водоохлаждаемого индуктора 3, внутри которого находится тигель 4 с металлической шихтой. Через индуктор от генератора промышленной частоты (50 Гц) или от генератора высокой частоты (500. .. 2500 Гц) проходит однофазный переменный ток. [c.43]

На рис. 6 показано устройство тигельной индукционной печи. В немагнитном каркасе I имеются индуктор 2 и огнеупорный плавильный тигель 3. Индуктор печи выполнен в виде катушки с определенным числом витков медной трубки, внутри которой циркулирует охлаждающая вода. Металл загружают в тигель, который является вторичной обмоткой (один замкнутый виток трансформатора). Переменный ток вырабатывается в машинных или ламповых генераторах. Подвод тока от генератора к индуктору осуществляется посредством гибкого кабеля или медных шин. Мощность и частота тока определяются емкостью плавильного тигля и составом шихты. Обычно в индукционных печах используется ток частотой 500—2500 гц. Крупные печи работают на меньших частотах. Мощ- [c.40]

Индукционные канальные печи главным образом используют для выдержки и доводки расплавленного металла, выплавленного в вагранке или электропечи, т. е. в дуплекс-процессе. Из первичного плавильного агрегата чугун в жидком состоянии заливается в канальную печь при помощи ковшей или через желоба с электромагнитными насосами. В канальной печи металл может быть дополнительно легирован он усредняется по химическому составу, отстаивается от газов, шлака и неметаллических включений. При производстве ковкого чугуна количество углерода и кремния в исходном металле снижают добавкой стальных отходов. Конструктивно эти печи отличаются от тигельных тем, что индукторов может быть не один, а несколько, и выполнены они в виде отдельных отъемных устройств, что значительно облегчает обслуживание и ремонт печи. [c.138]

С целью дальнейшего усовершенствования ИЙ разрабатываются их различные модификации плавильные непрерывного действия с горизонтально расположенным индуктором (США, патент 3.483.301), канальные с индукционной единицей в виде небольшого тигля, тигельные в сочетании с дуговым подогревом шлака и т. п. однако широкого промышленного распространения эти печи пока еще не получили. [c.209]

На рис. 7.8 показана тигельная индукционная печь промышленной частоты. Печь состоит из толстостенного тигля с крышкой, индуктора, теплоизоляции и магнитопровода. Тигель установлен в каркас печи, который поворачивается гидравлическим подъемником. Нагрев и плавка шихты происходят за счет теплоты, индуктированной в материале шихты, и теплоизлучения тигля, нагреваемого индуктивными токами. Благодаря этому, удельный расход электро- [c.267]

Для цехов со средним объемом выпуска магниевого литья под давлением (500—1000 т годных отливок в год) рекомендуется использование тигельных индукционных печей с сухим индуктором типа ИПМ (рис. 34, табл. 25) [10]. [c.62]

Индуктор выполняется из профилированной водоохлаждаемой медной трубки прямоугольного сечения. Толщина стенки трубки выбирается в соответствии с частотой тока (см. 4-2). На частоте 50 Гц нередко применяется неравностенная трубка, одна из стенок которой утолщена до 10—13 мм. Утолщенная стенка располагается со стороны тигля. Конструкция индуктора должна обладать высокой механической жесткостью и прочностью, поскольку индуктор воспринимает большие усилия, особенно при наклоне печи. Имеются две основные конструктивные разновидности индукторов тигельных печей стяжные и с креплением витков шпильками. [c.232]

Индукционная плавильная тигельная печь (рис. 14-1) представляет собой цилиндрическую электромагнитную систему с мпоговнт-ковым индуктором /. Поскольку загрузка 2 нагревается до температуры, превышающей темпсрату 1у нлавлення, обязательным элементом конструкции печи является тигель — сосуд, в который [c.227]

Основными конструктивными узлами открытой иеэкраниро-ванной тигельной печи (рис. 14-2) являются футеровка, индуктор 5, корпус 3, крып1ка /, контактное устройство 7, механизм наклона 9. [c.230]

Современные тигельные печи конструируют таким образом, что индуктор вместе с креплениями и износившимся тиглем можно быстро извлечь из поворотной рамы и заменить запасным с новым тиглем. При такой конструкции, а также в тех случаях, когда время работы тигля достигает нескольких месяцев, т. е. при плавке легкоплавких металлов, в комплект плавильной установки может входить только одна печь. Во всех остальных случаях в комплект установки входят минимум две печи, из которых одна работает, а в другой производится набивка и сушка тигля. Сушка является длительной операцией, соизмеримой по продолжительности с эксплуатационной кампанией печи между сменами тигля. При вакуумной плавке наличие двух поочередно работающих печен в составе плавильной установки резко повышает производительность, поскольку у этих печей время межплавочного простоя часто бывает того же порядка, что и время плавки. [c.262]

По конструкции и электрической изоляции индуктора ИПХТ-М не отличаются от обычных индукционных тигельных печей с соответствующей атмосферой [60]. [c.74]

В индукционных тигельных печах из за отсутствия зам кнутого магнитопровода и потерь энергии в зазоре между индуктором и металлом величина потока рассеяния ве лика, а полезного магнитного потока мала, реактивная мощность в несколько раз больше активной и созф зна чительно меньше единицы Чтобы не увеличивать мощность питающего печь генератора, для компенсации реактивной мощности параллельно индуктору подключают батарею конденсаторов [c.10]

Качество футеровки контролируется с помощью сигнализатора, а в тигельных печах обязательно еще проводится и внешний осмотр в начале каждого цикла работы. Не следует допускать образования мостов из твердых шихтовых материалов над ванной жидкого металла, приводящих к неконтролируемому местному перегреву и разрушению футеровки. Это особенно опасно при переплавке стружки. Для сохранения футеровки и предупреждения прорыва жидкого металла к индуктору нельзя подвергать футеровку резким термическим ударам, механическому повреждению при загрузке шихты, поворотам и сотрясению в холодном состоянии. Быстрое повышение температуры металла может быть вызвано добавлением в чугун легирующих компонентов, экзотермических смесей охлаждение — присадкой большого количества холодной шихты, науглероживателя и т. п. При добавлении в жидкий металл холодных кусков шихты возможен выброс металла. Особенно опасна загрузка влажной шихты, со льдом, снегом или маслом (поэтому нежелательно производить переплавку брикетированной стружки), так как при этом наблюдаются сильные взрывы, фонтанирование и выбросы жидкого металла. Нужно обеспечивать загрузку только сухой и чистой шихты, применять для заполнения печи желобы, склизы, бадьи закрытого типа с тем, чтобы не было необходимости плавильщику непосредственно участвовать в загрузке материалов. Поскольку при переплавке некачественных шихтовых материалов образуется большое количество газов, дыма, каждая плавильная печь должна иметь вентиляционное устройство. [c.53]

Марки ППА-94 — для футеровки индукторов индукционных канальных печей плавки чугуна и стали, температура службы до 1800 °С ППА-91—для футеровки индукционных канальных печей выдержки чугуна, температура службы до 1750 °С ППА-78 — для футеровки тигельных индукционных печей и заливочных устройств, температура службы до 1650 °С. Порошки изготовляют из плавленого или спеченного периклаза. Предназначены для футеровки методом виброуплотнения без увлажняющих добавок элементов индукционных печей и других тепловых агрегатов при температуре службы до 1800 °С. [c.353]

схема, свойства, принцип работы сталеплавильного оборудования

Нагревание тел с помощью электромагнитного поля, возникающего от воздействия индуцированным током, называется индукционным нагревом. Электротермическое оборудование, или индукционная печь, имеет разные модели, предназначенные для выполнения задач разного назначения.

Конструкция и принцип действия

По техническим характеристикам устройство является частью установки, используемой в металлургической промышленности. Принцип работы индукционной печи зависит от переменного тока, мощность установки формируется назначением прибора, в конструкцию которого входит:

индуктор;
каркас;
плавильная камера;
вакуумная система;
механизмы перемещения объекта нагревания и другие приспособления.

Современный потребительский рынок располагает большим количеством моделей приборов, работающих по схеме образования вихревых токов. Принцип работы и конструкционные особенности промышленной индукционной печи позволяет выполнять ряд специфических операций, связанных с плавкой цветного металла, термической обработкой изделий из металла, спекания синтетических материалов, очисткой драгоценных и полудрагоценных камней. Бытовые приборы используются для дезинфекции предметов быта и обогрева помещений.

Работа ИП (индукционной печи) заключается в нагревании помещенных в камеру предметов вихревыми токами, излучаемыми индуктором, представляющим собой катушку индуктивности, выполненную в форме спирали, восьмерки или трилистника с обмоткой проводом большого поперечного сечения. Работающий от переменного тока индуктор создает импульсное магнитное поле, мощность которого изменяется в соответствии с частотой тока. Предмет, помещенный в магнитное поле, нагревается до точки закипания (жидкости) или плавления (металл).

Установки, работающие с помощью магнитного поля, производятся в двух типах: с магнитным проводником и без магнитопровода. Первый тип приборов имеет в конструкции индуктор, заключенный в металлический корпус, обеспечивающий быстрое повышение температуры внутри обрабатываемого объекта. В печах второго типа магнитотрон находится снаружи установки.

Особенности индукционных приборов

Промышленные и бытовые агрегаты производятся в нескольких видах, каждый из которых обладает индивидуальными характеристиками и свойствами. Одним из видов приборов для термической обработки материалов являются индукционные тигельные печи, основными рабочими компонентами которых служат индукторы и генераторы.

Наиболее распространенной формой устройства является цилиндр, для изготовления которого используется огнестойкий материал. В конструкции отсутствует сердечник, индуктор тигельных ИП состоит из 8−10 витков медной трубки, тигель расположен в его полости. Установка работает от переменной сети. Для безопасности эксплуатации ИП оснащается системой звукового и светового оповещения, термометрами, датчиками давления, электронной панелью управления.

Достоинства тигельной установки

К положительным свойствам тигельной печи индукционного типа относится выделение тепловой энергии непосредственно при загрузке материала, однородность сплава при нагревании компонентов, возможность создания реакции окисления и восстановления без регулировки величины давления. Производительность прибора формируется удельной мощностью установки вне зависимости от частоты электромагнитного импульса.

При разогреве материала не требуется большого количества энергии, прерванный процесс плавки металла не влияет на качество конечного продукта. Оборудование просто в управлении и эксплуатации, выравнивание температуры в камере происходит по всему объему. Основным достоинством установки является экологическая безопасность для персонала и окружающей среды, электромагнитные волны не распространяются за пределы корпуса прибора.

Недостатки тигельной ИП

К отрицательным факторам устройства относится недостаточная температура шлака, применяемого при обработке зеркала расплава, невысокая стойкость футеровки при изменении температурного режима.

Несмотря на отрицательные качества, тигельные печи нашли применение в быту, а также разных областях производства и промышленности.

Самодельная индукционная печь

Для мастера, умеющего читать проектную документацию и собрать индукционную плавильную печь своими руками, схема доступна в интернете. Прибор может стать как помощником, так и опасным соседом, если в процессе сборки были допущены ошибки в выборе комплектующих деталей или расходных материалов. Основным условием создания функционального аппарата является знание основ физических свойств индукционного оборудования и меди для трубки.

От мастера также требуются навыки конструирования и монтажа электроприборов. Безопасность устройства индивидуальной сборки заключается в ряде особенностей:

емкости оборудования;
рабочей частоты импульса;
мощности генератора;
вихревых потерь;
гистерезисных потерь;
интенсивности тепловой отдачи;
способа футеровки.

Обеспечить стабильную работу плавильного агрегата поможет профессиональная отделка или футеровка индукционной печи с целью возможных повреждений химическими средствами, термическими, механическими или физическими воздействиями. Для выполнения футеровки выбираются материалы с высокими огнеупорными свойствами с учетом метода нанесения облицовки.

Защитный слой обеспечивает качество плавильного процесса и химическую чистоту конечного продукта. Плавка стали в индукционных печах должна проводиться в безопасном для обслуживающего персонала режиме, иметь экономические показатели, мало потреблять электрической энергии, работать с недефицитными рабочими материалами, выделять минимальные отходы в производственном процессе.

Вакуумная плавильная установка

Для производства плавки и литья подходит вакуумный прибор индукционного типа, состоящий из камеры, индукционной печи и литейной формы. К положительным качествам устройства относится возможность получения высококачественной продукции при минимальных затратах на производство. Принцип действия вакуумной печи основан на усовершенствованной технологии плавки металлов с повышенной дегазацией, возможностью дозаргузки установки, регулировки температурного режима, изменения химического состава и раскисления материала в рабочем процессе.

Технологический процесс позволяет получать сплавы высокой чистоты, сокращать время нагрева и плавки, использовать любую форму сырья. Приборы вакуумного типа могут работать от переменной сети, конечным продуктом является сплав с пониженным процентом водорода и азота, чистота материала получается за счет откачки воздуха из плавильной камеры и очистки металла от летучих компонентов, присутствующих в шихте.

Канальное плавильное устройство

Канальный тип индукционной сталеплавильной печи имеет в конструкции электромагнитный сердечник. Принцип действия прибора заключается в движении переменного магнитного потока через магнитопровод. В кольце с жидким металлом происходит возбуждение электрического тока, разогревает шихту до заданной температуры. Технология применяется в литейном производстве, миксерах, пищевых раздаточных столах. Для увеличения магнитного потока используется магнитный проводник замкнутого вида из трансформаторной стали.

Свое название канальные печи получили за наличие в пространстве агрегата двух отверстий с каналом, образующим замкнутый контур. По конструкционным особенностям прибор не может работать без контура, благодаря которому жидкий алюминий находится в непрерывном движении. При несоблюдении рекомендаций завода изготовителя оборудование самопроизвольно отключается, прерывая процесс плавки.

По расположению каналов индукционные плавильные агрегаты бывают вертикальными и горизонтальными с барабанной или цилиндрической формой камеры. Барабанная печь, в которой можно плавить чугун, выполнена из листовой стали. Поворотный механизм оснащен приводными роликами, электродвигателем на две скорости и цепной передачей.

Жидкая бронза заливается через сифон, расположенный на торцевой стенке, присадки и шлаки загружаются и удаляются через специальные отверстия. Выдача готовой продукции осуществляется через V -образный сливной канал, сделанный в футеровке по шаблону, который расплавляется в рабочем процессе. Охлаждение обмотки и сердечника осуществляется воздушной массой, температура корпуса регулируется при помощи воды.

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

Змеевики индукционного нагрева — компоненты индукционного нагрева

Элементы индукционного нагрева

Типичная система индукционного нагревателя включает источник питания, цепь согласования импеданса, цепь резервуара и аппликатор. Аппликатор, представляющий собой индукционную катушку, может быть частью цепи резервуара. Цепь резервуара обычно представляет собой параллельный набор конденсаторов и катушек индуктивности. Конденсатор и индуктор в цепи резервуара являются резервуарами электростатической энергии и электромагнитной энергии соответственно.На резонансной частоте конденсатор и катушка индуктивности начинают передавать накопленную энергию друг другу. В параллельной конфигурации это преобразование энергии происходит при большом токе. Большой ток через катушку способствует хорошей передаче энергии от индукционной катушки к заготовке.

Щелкните здесь, чтобы узнать , что такое индукционные катушки и как они работают, а также различные типы катушек .

а) Источник питания

Источники питания — одна из важнейших частей системы индукционного нагревателя.Обычно они оцениваются по диапазону рабочих частот и мощности. Существуют различные типы индукционных источников питания, в том числе источники сетевой частоты, умножители частоты, двигатели-генераторы, преобразователи искрового разрядника и твердотельные инверторы. Твердотельные инверторы имеют наибольшую эффективность среди источников питания.

Типичный твердотельный инверторный источник питания состоит из двух основных частей; Выпрямитель и инвертор. Линейные переменные токи преобразуются в постоянный в выпрямительной части с помощью диодов или тиристоров.Постоянный ток поступает в инвертор, где твердотельные переключатели, такие как IGBT или MOSFET, преобразуют его в ток, на этот раз с высокой частотой (обычно в диапазоне 10–600 кГц). Согласно диаграмме ниже, IGBT могут работать на более высоком уровне мощности и более низкой частоте по сравнению с MOSFET, работающими на более низком уровне мощности и более высоких частотах.

b) Согласование импеданса

Источники питания для индукционного нагрева, как и любое другое электронное устройство, имеют максимальные значения напряжения и тока, которые нельзя превышать.Чтобы передать максимальную мощность от источника питания к нагрузке (заготовке), полное сопротивление источника питания и нагрузки должно быть как можно ближе. Таким образом, значения мощности, напряжения и тока могут одновременно достигать своих максимально допустимых пределов. Для этого в индукционных нагревателях используются схемы согласования импеданса. В зависимости от области применения могут использоваться различные комбинации электрических элементов (например, трансформаторы, регулируемые катушки индуктивности, конденсаторы и т. Д.).

c) Резонансный резервуар

Резонансный бак в системе индукционного нагрева обычно представляет собой параллельный набор конденсатора и индуктора, который резонирует на определенной частоте.Частота получается по следующей формуле:

, где L — индуктивность индукционной катушки, а C — емкость. Согласно анимации ниже, явление резонанса очень похоже на то, что происходит в качающемся маятнике. В маятнике кинетическая и потенциальная энергии преобразуются друг в друга, пока он колеблется от одного конца к другому. Движение затухает из-за трения и других механических потерь. В резонансном резервуаре энергия, обеспечиваемая источником питания, колеблется между индуктором (в форме электромагнитной энергии) и конденсатором (в форме электростатической энергии).Энергия затухает из-за потерь в конденсаторе, катушке индуктивности и заготовке. Потери в заготовке в виде тепла желательны и предназначены для индукционного нагрева.

Сам резонансный бак состоит из конденсатора и индуктора. Блок конденсаторов используется для обеспечения необходимой емкости для достижения резонансной частоты, близкой к мощности источника питания. На низких частотах (ниже 10 кГц) используются масляные конденсаторы, а на более высоких частотах (более 10 кГц) используются керамические или твердые диэлектрические конденсаторы.

г) Индукторы индукционного нагревателя

Что такое индукционные катушки и как они работают?

Катушка индукционного нагрева представляет собой медную трубку особой формы или другой проводящий материал, через который пропускается переменный электрический ток, создавая переменное магнитное поле. Металлические части или другие проводящие материалы помещаются внутри, через катушку индукционного нагрева или рядом с ней, не касаясь катушки, и создаваемое переменное магнитное поле вызывает трение внутри металла, вызывая его нагрев.

Как работают индукционные катушки?

При проектировании катушки необходимо учитывать некоторые условия:

1. Для повышения эффективности индукционных нагревателей расстояние между катушкой и заготовкой должно быть минимизировано. Эффективность связи между катушкой и заготовкой обратно пропорциональна квадратному корню из расстояния между ними.

2. Если деталь расположена в центре спиральной катушки, она будет лучше всего связана с магнитным полем.Если он смещен по центру, область заготовки, расположенная ближе к виткам, будет получать больше тепла. Этот эффект показан на рисунке ниже.

3. Кроме того, позиция рядом с соединением выводов и катушки имеет более слабую плотность магнитного потока, поэтому даже центр внутреннего диаметра спиральной катушки не является центром индукционного нагрева.

4. Следует избегать эффекта отмены (рисунок слева). Это происходит, когда раскрытие катушки очень мало. Добавление петли в катушку поможет обеспечить необходимую индуктивность (рисунок справа).Индуктивность индуктора определяет способность этого индуктора накапливать магнитную энергию. Индуктивность можно рассчитать по следующей формуле:

где ε — электродвижущая сила, а dI / dt — скорость изменения тока в катушке. Сам по себе ε равен скорости изменения магнитного потока в катушке (- dφ / dt), где магнитный поток φ может быть рассчитан из NBA, где N — количество витков, B — магнитное поле и A — площадь индуктор. Следовательно, индуктивность будет равна:

Очевидно, что величина индуктивности линейно пропорциональна площади индуктора.Следовательно, необходимо учитывать минимальное значение для контура индуктора, чтобы он мог накапливать магнитную энергию и передавать ее индукционной заготовке.

Эффективность катушки

КПД змеевика определяется следующим образом:

В таблице ниже показаны типичные значения КПД различных катушек:

Модификация змеевика по заявке

В некоторых случаях нагревательный объект не имеет однородного профиля, но требует равномерного нагрева.В этих случаях необходимо изменить поле магнитного потока. Для этого есть два типичных метода. Один из способов — разделить витки там, где деталь имеет большее поперечное сечение (при использовании спиральной катушки). Более распространенный метод — увеличить расстояние между обмотками в тех областях, где поперечное сечение детали больше. Оба метода показаны на рисунке ниже.

Такая же ситуация бывает при нагреве плоских поверхностей большими змеевиками. Центральная зона получит излишнее тепло.Чтобы избежать этого, зазор между поверхностью катушки и плоским предметом будет увеличен путем придания катушке блина конической формы.

Змеевик с лайнером используется в приложениях, где требуется широкая и однородная зона нагрева, но мы не хотим использовать большие медные трубки. Лайнер представляет собой широкий лист, который прихваткой припаян к гибкой трубе как минимум в двух точках. Остальная часть стыка будет припаяна только для обеспечения максимальной теплопередачи. Также синусоидальный профиль поможет увеличить охлаждающую способность змеевика.Такая катушка изображена на рисунке ниже.

По мере увеличения длины нагрева необходимо увеличивать количество витков, чтобы сохранить равномерность нагрева.

Режим нагрева меняется в зависимости от изменения формы заготовки. Магнитный поток имеет тенденцию накапливаться на краях, порезах или вмятинах на нагреваемом объекте, вызывая тем самым более высокую скорость нагрева в этих областях. На рисунке ниже показан «краевой эффект», когда змеевик находится выше края нагревательного элемента, и в этой области происходит чрезмерный нагрев.Чтобы этого не произошло, катушку можно опустить ниже, ровно или немного ниже края.

Индукционный нагрев дисков также может вызвать чрезмерный нагрев кромок, как показано на рисунке ниже. Края нагреваются сильнее. Высота катушки может быть уменьшена, или концы катушки могут быть сделаны с большим радиусом для отделения от края заготовки.

Острые углы прямоугольных катушек могут вызвать более глубокий нагрев детали.Разделение углов катушки, с одной стороны, снизит скорость нагрева угла, но, с другой стороны, снизит общую эффективность индукционного процесса.

Одним из важных моментов, которые следует учитывать при проектировании многопозиционных катушек, является влияние соседних катушек друг на друга. Чтобы обеспечить максимальную мощность нагрева каждой катушки, расстояние между центрами соседних катушек должно быть как минимум в 1,5 раза больше диаметра катушки.

Разделенные индукторы

используются в приложениях, где требуется тесная связь, а также невозможно извлечь деталь из катушки после процесса нагрева.Важным моментом здесь является обеспечение очень хорошего электрического контакта в месте соединения шарнирных поверхностей. Обычно для обеспечения наилучшего электрического контакта с поверхностью используется тонкий слой серебра. Разделенные части змеевиков будут охлаждаться с помощью гибкого водяного шланга. Автоматическое пневматическое сжатие часто используется для закрытия / открытия змеевика, а также для обеспечения необходимого давления в шарнирной области.

Типы нагревательных змеевиков

Катушка для блинов с двойной деформацией

В таких применениях, как нагрев наконечника валов, достижение однородности температуры может быть затруднено из-за эффекта компенсации в центре поверхности наконечника.Двойной деформированный змеевик для блинов с обработанными сторонами, аналогичный приведенной ниже схеме, можно использовать для достижения равномерного профиля нагрева. Следует обратить внимание на направление двух блинов, в которых центральные обмотки намотаны в одном направлении и имеют дополнительный магнитный эффект.

Сплит-возвратная катушка

В таких применениях, как сварка узкой ленты на одной стороне длинного цилиндра, где относительно большая длина должна нагреваться значительно выше, чем другие области объекта, обратный путь тока будет иметь значение.Используя катушку типа Split-Return, большой ток, индуцируемый на пути сварки, будет разделен на две части, которые будут еще шире. Таким образом, скорость нагрева на сварочном пути как минимум в четыре раза выше, чем у остальных частей объекта.

Канальные катушки

Катушки канального типа используются, если время нагрева не очень короткое, а также требуются довольно низкие удельные мощности. Несколько нагревательных частей проходят через змеевик с постоянной скоростью и достигают максимальной температуры при выходе из машины.Концы катушки обычно согнуты, чтобы обеспечить путь для входа и выхода деталей из катушки. Там, где требуется обогрев профиля, можно использовать пластинчатые концентраторы с многооборотными канальными змеевиками.

Квадратная медная трубка

имеет два основных преимущества по сравнению с круглой трубкой: а) поскольку она имеет более плоскую поверхность, «смотрящую» на заготовку, она обеспечивает лучшую электромагнитную связь с нагревательной нагрузкой и б) конструктивно легче выполнять повороты. с квадратными трубками, а не с круглыми.

Конструкция выводов для индукционных катушек

Конструкция выводов: выводы являются частью индукционной катушки, и хотя они очень короткие, они имеют конечную индуктивность. В общем, на приведенной ниже схеме показана принципиальная электрическая схема тепловой станции системы индукционных агрегатов. C — резонансный конденсатор, установленный на тепловой станции, L_lead — это общая индуктивность выводов катушки, а L_coil — индуктивность индукционной катушки, связанной с нагревательной нагрузкой. V_total — это напряжение, подаваемое от индукционного источника питания на тепловую станцию, V_lead — это падение напряжения на индуктивности вывода, а V_coil — это напряжение, которое будет приложено к индукционной катушке.Общее напряжение — это сумма напряжения на выводах и индукционной катушке:

V_lead представляет собой величину общего напряжения, занятого выводами, и не оказывает никакого полезного индукционного воздействия. Задача дизайнера — минимизировать это значение. V_lead можно рассчитать как:

Из приведенных выше формул очевидно, что для минимизации значения V_lead индуктивность выводов должна быть в несколько раз меньше индуктивности индукционной катушки (L_lead≪L_coil).

Уменьшение индуктивности свинца: На низких частотах, обычно из-за использования катушек с высокой индуктивностью (многооборотных и / или больших ID), L_lead намного меньше, чем L_coil. Однако, поскольку количество витков и общий размер катушки уменьшается для высокочастотных индукторов, становится важным применять специальные методы для минимизации индуктивности выводов. Ниже приведены два примера для этого.

Концентраторы потока: Когда магнитный материал помещается в окружающую среду, включая магнитные поля, из-за низкого магнитного сопротивления (сопротивления) они имеют тенденцию поглощать линии магнитного потока.Способность поглощать магнитное поле количественно оценивается относительной магнитной проницаемостью. Это значение для воздуха, меди и нержавеющей стали равно единице, но для мягкой стали может доходить до 400, а для железа — до 2000. Магнитные материалы могут сохранять свою магнитную способность до температуры Кюри, после чего их магнитная проницаемость падает до единицы и они больше не будут магнитными.

Концентратор потока — это материал с высокой проницаемостью и низкой электропроводностью, который предназначен для использования в конструкции катушек индукционного нагревателя для увеличения магнитного поля, приложенного к нагревающей нагрузке.На рисунке ниже показано, как размещение концентратора потока в центре блинной катушки будет концентрировать силовые линии магнитного поля на поверхности катушки. Таким образом, материалы, помещенные поверх змеевика для блинов, лучше соединятся и получат максимальный нагрев.

Влияние концентратора потока на плотность тока в индукционной катушке показано на рисунке ниже. Большая часть тока будет сосредоточена на поверхности, не покрытой концентратором флюса.Следовательно, змеевик может быть сконструирован таким образом, что только сторона змеевика, обращенная к нагревательной нагрузке, останется без материалов концентратора. В электромагнетизме это называется щелевым эффектом. Щелевой эффект значительно увеличит эффективность змеевика, и для нагрева потребуется более низкий уровень мощности.

Артикул:

С. Зинн и С. Л. Семятин, «Элементы индукционного нагрева, проектирования, управления и приложений», A S M International, ISBN-13: 9780871703088, 1988

Тигельная индукционная печь с не менее чем двумя катушками, подключенными параллельно к настроенному преобразователю цепи

Уровень техники

1.Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к тигельной индукционной печи с по меньшей мере двумя катушками, которые подключены параллельно перестраиваемой цепи преобразователя с коммутацией нагрузки, проходят по стенке вертикального плавильного тигля, расположены друг за другом. вдоль оси тигля и последовательно соединены емкостным сопротивлением.

2. Описание предшествующего уровня техники

Общеизвестной практикой является использование индукционных катушек при плавке металлов в тигельной индукционной печи указанного выше типа для создания вихревых токов в плавящемся материале и, таким образом, нагревания металла. металл.Мощность плавления, передаваемая катушкой, увеличивается с величиной и частотой напряжения, приложенного к катушке. Чтобы иметь возможность работать с более высокими частотами, чем частота сети, обычно используются настроенные преобразователи схемы, к вторичной стороне которых подключены индукционные катушки. Однако уровень вторичного напряжения в случае настроенных преобразователей схемы ограничен из-за допуска к напряжению полупроводниковых компонентов.

Кроме того, общепринятой практикой является повышение напряжения, подаваемого на катушки тигельной индукционной печи, путем последовательного подключения емкостного сопротивления с взаимно параллельными индукционными катушками ко вторичной стороне преобразователя настроенной схемы.

Назначение емкостного сопротивления на входе — привести настроенный контур в диапазон резонансных колебаний. Чтобы объяснить его действие, ниже рассматривается идеальная последовательно настроенная схема с катушкой индуктивности L, конденсатором емкости C и исчезающим сопротивлением. В этом случае к резонансной частоте f ₀ применяется следующее уравнение: ## EQU1 ## Если настроенная схема такого типа работает с рабочей частотой f и рабочим напряжением U ₁, напряжение U ₂ в соответствии с уравнением: U ₂ = U ₁ / (1- (f / f ₀) ²) (II)

можно выбрать между входом и выходом катушки. .

В описанной выше цепи, относящейся к тигельной индукционной печи и соответствующей предшествующему уровню техники, на все катушки прикладывается одинаковое напряжение. Такое расположение схемы имеет смысл, когда потребляемая мощность одинакова для всех катушек.

КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Однако часто бывает выгодно снабжать разные области тигля разной плотностью мощности. Так, например, цель DE 563 710 состоит в том, чтобы подавать плавящийся материал с удельной мощностью, которая уменьшается или увеличивается в осевом направлении, чтобы влиять на движение ванны расплава.

Другой пример различной потребности в мощности в разных областях тигля — это тигель, который заполнен только частично, как, например, во время загрузки тигля или, возможно, когда количество материала быть растопленным меньше максимально возможного. Здесь те катушки, которые окружают пустую часть тигля, не могут передавать энергию расплаву.

Там, где катушка окружает заполненную часть тигля, расплавляемый материал действует как сердечник катушки, и почти все типы материалов, подлежащих плавлению, уменьшают индуктивность катушки.Такое уменьшение индуктивности приводит к увеличению резонансной частоты f ₀ в соответствующей настроенной цепи в соответствии с уравнением (I).

Если в этом случае рассмотреть, например, тигельную индукционную печь с двумя катушками идентичной конструкции, тигель которой заполнен примерно наполовину, пониженная индуктивность нижней катушки будет иметь эффект более высокого резонансного частота относительно верхней катушки. Поскольку при использовании преобразователя настроенных цепей с параллельной настройкой рабочая частота несколько выше результирующей резонансной частоты всей системы настроенных цепей, т.е.е. выше резонансных частот отдельных настроенных контуров, нижний отдельный настроенный контур в приведенном выше примере работает ближе к своей резонансной частоте, чем верхний. Следовательно, напряжение между входом и выходом катушки и, следовательно, также максимально возможная выходная мощность в нижней индивидуальной настроенной цепи выше, чем в верхней индивидуальной настроенной цепи.

В случае содержимого тигля, которое, в отличие от вышеприведенного примера, увеличивает индуктивность катушки, также возможно, в соответствии с тем, что было указано выше, добиться желаемого распределения мощности путем использования последовательного настроенный преобразователь схемы, рабочая частота которого несколько ниже результирующей резонансной частоты всей системы.

Однако, помимо уровня заполнения тигля, распределение мощности, осуществляемое исключительно с помощью плавящегося материала, зависит только от физических свойств плавящегося материала. Вышеупомянутые результаты достигаются за счет использования тигельной индукционной печи в соответствии с изобретением, в которой печь имеет, по меньшей мере, две катушки, которые подключены параллельно к преобразователю с регулируемой схемой с коммутацией нагрузки, проходящим по стенке вертикального плавильного тигля. расположены одна за другой вдоль оси тигля и соединены последовательно с емкостным импедансом, при этом каждой катушке назначается отдельный емкостной импеданс, и в результате отдельные настроенные цепи подключаются параллельно, так что преобразователь является параллельным. преобразователь настроенных цепей, и емкостное сопротивление подключено параллельно отдельным настроенным цепям.

Что касается предхарактеризованного пункта формулы изобретения 1, то предшествующий уровень техники имеет недостаток, в частности, то, что, когда один емкостный импеданс используется для нескольких индукционных катушек, соединенных параллельно, напряжение на катушках в каждом случае составляет то же самое, и адаптация к фактической потребляемой мощности в области соответствующей катушки невозможна.

Задача, на которой основано изобретение, состоит в том, чтобы иметь возможность с помощью простых средств установить эффективное распределение выходной мощности с помощью настроенного преобразователя схемы между отдельными катушками.

В случае тигельной индукционной печи вышеупомянутого типа это достигается за счет того, что каждой отдельной катушке назначается отдельный емкостной импеданс, и получающиеся в результате отдельные настроенные цепи подключаются параллельно, что преобразователь является параллельным. преобразователь настроенных цепей и что емкостное сопротивление подключено параллельно отдельным настроенным цепям.

Это приводит к тому, что соответствующее напряжение и, следовательно, потребляемая мощность могут быть установлены на каждой катушке в зависимости от емкости и индуктивности — также зависящих от уровня заполнения — ее настроенного контура.Отдельные настроенные схемы с низкой потребляемой мощностью затем работают за пределами своей резонансной частоты, а отдельные настроенные схемы с высокой потребляемой мощностью работают в резонансе.

Тигельная индукционная печь в соответствии с изобретением, кроме того, может быть спроектирована таким образом, чтобы можно было изменять емкость по меньшей мере одного из емкостных сопротивлений.

Возможные емкостные сопротивления — это конденсаторные блоки, состоящие из одного конденсатора или множества конденсаторов и, при необходимости, переключающих элементов.Посредством переключающих элементов отдельные конденсаторы могут быть подключены различными способами, что позволяет устанавливать различные значения общей емкости конденсаторного блока в зависимости от требований.

Переменная емкость имеет то преимущество, что резонансная частота отдельного настроенного контура может быть адаптирована к возможным изменяющимся условиям процесса, например во время загрузки тигля, а также во время работы печи.

Наконец, тигельная индукционная печь в соответствии с изобретением может быть сконфигурирована таким образом, что двухпозиционный переключатель включен последовательно по меньшей мере с одной из катушек.

Это позволяет при необходимости полностью отключать отдельные катушки от источника питания, что может оказаться целесообразным в случае печей с тремя и более катушками.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Вариант осуществления тигельной индукционной печи согласно изобретению и его влияние на источник питания теперь будет описано более подробно со ссылкой на чертежи, на которых:

Фиг. 1 показана тигельная индукционная печь с двумя отдельными настроенными цепями, включенными параллельно преобразователю настроенных цепей;

РИС.2 показывает диаграмму, иллюстрирующую потребление энергии — в зависимости от уровня заполнения тигля — тигельной индукционной печи в соответствии с изобретением по сравнению с предшествующим уровнем техники; и

ФИГ. 3 — тигельная индукционная печь, аналогичная печи на фиг. 1, за исключением того, что в схему 9 включен двухпозиционный переключатель.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Фиг. 1 показана тигельная индукционная печь, тигель 2 которой, только наполовину заполненный плавящимся материалом 1, окружен двумя змеевиками 3, 4.Соответствующие конденсаторы 6, 7 подключены последовательно с каждой катушкой 3, 4, таким образом, образуя две отдельные отдельные настроенные цепи 8, 9. Они подключены к преобразователю 5 параллельной настроенной цепи. Конденсатор 10 подключен параллельно с индивидуальной настроенной цепью. схемы 8, 9 используются для коррекции коэффициента мощности. Нижний индивидуальный настроенный контур 8 окружает часть тигля 2, которая заполнена плавящимся материалом 1, а верхний индивидуальный настроенный контур 9 окружает пустую часть тигля.Выбранные емкости контуров 8, 9 равны. На уровне заполнения тигля, показанном на фиг. 1, резонансная частота нижнего индивидуального настроенного контура 8 ближе к рабочей частоте преобразователя настроенного контура 5, чем резонансная частота верхнего индивидуального настроенного контура 9. Из этого следует, что мощность, отдаваемая катушками 3, 4 концентрируется на той части тигля 2, которая заполнена плавящимся материалом 1.

В дополнение к благоприятному распределению мощности, тигельная индукционная печь в соответствии с изобретением обеспечивает более высокое потребление энергии самой печью в сравнение с известным уровнем техники, когда тигель 2 не полностью заполнен.Это положение дел показано на диаграмме на фиг. 2.

Отношение полной мощности, фактически потребляемой тигельной индукционной печью P _GES к номинальной мощности печи P _N, отложено по оси ординат, а уровень заполнения тигля в процентах отложен по оси абсцисс. . Кривая 11 показывает соотношение мощностей P _GES / P _N как функцию уровня заполнения тигля для тигельной индукционной печи, отдельные змеевики которой подключены параллельно в соответствии с предшествующим уровнем техники.Соответственно, потребление энергии падает, как только уровень заполнения тигля падает ниже 100%.

Кривая 12, напротив, показывает соответствующий коэффициент мощности в случае тигельной индукционной печи согласно изобретению. Можно видеть, что до уровня заполнения тигля значительно ниже 50% соотношение мощностей практически постоянно на P _GES / P _N 1. Только при уровне заполнения тигля менее 10% оба кривые 11, 12 снова сближаются.Таким образом, тигельная индукционная печь в соответствии с настоящим изобретением также обеспечивает увеличение мощности, потребляемой печью, когда тигель 2 не полностью заполнен, причем эта мощность передается материалу, подлежащему плавлению 1.

Фиг. 3 — тигельная индукционная печь, аналогичная печи на фиг. 1, за исключением того, что двухпозиционный переключатель был добавлен в цепь 9 последовательно с катушкой 4. Как указано выше, это позволяет при необходимости полностью отключить катушку 4 от источника питания.Как легко поймут специалисты в данной области техники, переключатель, такой как переключатель 11, также может быть включен в схему 8. В качестве альтернативы переключатель, такой как переключатель 11, может быть включен как в схему 9, так и в схему 9.

______________________________________

Ссылочные номера

______________________________________

1 Материал для плавления
2 Тигель
3 Катушка
4 Конденсатор
5 Конвертер с настройкой контура 9032 9032
9 Индивидуальная настроенная схема
10 Конденсатор
11 Выходная мощность преобразователя настроенной схемы
12 Выходная мощность преобразователя настроенной схемы

______________________________________

(PDF) Современное состояние индукционных печей: проектирование, изготовление и контроль

E.Трансформатор согласования импеданса:

Силовые ВЧ трансформаторы с лентами могут использоваться в цепи

для грубого изменения импеданса рабочей катушки. Обязанность гальванической развязки

и выполнение преобразования импеданса в набор

мощности также обеспечивается ферритовым силовым трансформатором

. Трансформатор должен быть спроектирован таким образом, чтобы иметь минимальную межобмоточную емкость

и высокую изоляцию

при высокой индуктивности рассеяния.

F. Управление фазовым сдвигом H-мостового инвертора:

Существует альтернативный метод управления мощностью, когда рабочая катушка

приводится в действие полномостовым инвертором с питанием по напряжению (мост H-

). Существует возможность управления мощностью, если

независимое переключение обеих ветвей моста возможно с помощью

регулировки фазового сдвига между двумя ветвями моста. Когда

оба плеча моста переключаются точно по фазе, на выходе предлагается одинаковое напряжение

.Это означает, что в рабочей катушке нет напряжения и тока

. Напротив, когда обе ветви моста

переключаются в противофазе, через рабочую катушку протекает максимальный ток

, и достигается максимальный нагрев.

По сравнению с приводом другой ветви моста, мощность

между 0% и 100% может быть достигнута путем изменения сдвига фазы

привода на одну половину моста между 0 градусами

и 180 градусами.

Этот метод оказывается чрезвычайно эффективным, поскольку управление мощностью

может быть достигнуто на стороне управления меньшей мощностью. Поскольку

инвертор не отстроен от резонансной частоты рабочей катушки

, инвертор

всегда отмечает хороший коэффициент мощности; следовательно, реактивный ток, протекающий через безынерционные диоды

, уменьшается.

IV. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данном исследовании обсуждается применение индукционных печей для плавки металлов

.Чистый, энергоэффективный и хорошо контролируемый процесс плавки

является преимуществом индукционной печи

по сравнению с другими процессами плавки. Поскольку индукционные печи

являются бесконтактным процессом нагрева, они никогда не загрязняют нагреваемый материал. Из-за фактического тепловыделения

внутри заготовки достигается очень высокая эффективность

. Конечно-элементное моделирование печи

также представлено в сравнении с результатами экспериментальной печи

ССЫЛКИ

[1] Лоран Дежегер, Томас Пьер, Мюриэль Карин, Филипп Ле Массон

и Микаэль Куртуа, «Проектирование и разработка индукционной печи

для определения характеристик расплавленных металлов при высоких температурах», High Temperatures4 —

9000 Высокие давления, Vol. 47 (1), pp. 23–49, 2018.

[2] JW Evans и SD Lympany, «Улучшенная математическая модель потока расплава

в индукционных печах и сравнение с экспериментальными данными»,

Metallurgical Transactions B, Том 14, выпуск 2, стр. 306–308,

июня 1983.

[3] И.В. Позняк, А.Ю. Печенков, А. Шатунов, “Индукционная печь

с холодным тиглем как инструмент для исследования высокотемпературных расплавов

”, Конф. Материалы 9-го Российско-корейского международного симпозиума по электроэнергетике

, КОРУС, стр. 372-376, 26

июня — 2 июля 2005 г.

[4] MSB Ranjana, PS Wankhade, ND Gondhalekar, “A модифицированный

каскадный многоуровневый инвертор с H-мостом для солнечных батарей », конф.

Proc., Международная конференция по экологически чистым вычислениям и коммуникациям

и электротехнике IEEE-ICGCCEE’14, стр. 1–7, Коимбатур

(Индия), 6-8 марта 2014 г.

[5] MSB Ranjana, Н.С. Редди и РКП Кумар, «Новый одинарный

-фазный усовершенствованный многоуровневый инвертор с регулируемой амплитудой напряжения

уровней», Conf. Proc., International Conference on Circuits, Power and

Computing Technologies, IEEE-ICCPCT’14, pp.950–957, Nagarcoil

(Индия), 20–21 марта 2014 г.

[6] С. Бикаш, С. Анвеша, С. Б. Махаджан, П. Сандживикумар, С. Аамер,

«Скорость бесщеточного электродвигателя постоянного тока. Управление и коэффициент мощности

Коррекция

с использованием несимметричного первичного индуктивного преобразователя », усовершенствования

в области энергосистем и управления энергопотреблением, Springer, Singapore, vol.

436, стр. 431–438, 2018.

[7] MSB Ranjana, NS Reddy и RKP Kumar, «Новые изолированные повышающие преобразователи постоянного тока в постоянный ток без

для фотоэлектрических приложений»,

Конф.Proc., International Conference on Circuits, Power and Computing

Technologies, IEEE-ICCPCT’14, pp. 970–977, Nagarcoil (India), 20-21

марта 2014 г.

[8] Pieter Dorland, Jacobus Д. ван Вик и Оскар Х. Стилау «О влиянии конструкции змеевика и электромагнитной конфигурации

на эффективность индукционной плавильной печи

» 4, ИЮЛЬ / АВГУСТ 2000

[9] М.С. Бхаскар, П. Сандживикумар, Ф. Блаабьерг, Р. Кулькарни, С.

Сешагири, А.Гаджизаде «Новые топологии преобразователей LY для высокого коэффициента усиления

— новое поколение семейства XY», конф. Proc., IET 4th IET

Intl. Конф. По чистой энергии и технологиям, IET-CEAT’16, стр. 1-8,

Куала-Лумпур (Малайзия), 14-15 ноября 2016 г.

[10] П. Сандживикумар, М.С. Бхаскар, П. Дхонд, Ф. Blaabjerg, M. Pecht,

«Конфигурации гибридных триадных преобразователей с шестью выходами без изоляции

для приложений возобновляемой энергии с повышенным уровнем мощности», Advances in Power

Systems and Energy Management, Springer, Singapore, vol.436, pp. 1–

12, 2018.

[11] К. П. Дракс, М. С. Б. Ранджана и К. М. Пандав, «Каскадный асимметричный многоуровневый инвертор

с минимальным количеством переключателей для

солнечных приложений», Conf. Proc., Power and Energy Systems: Towards

Sustainable Energy, IEEE-PESTSE’14, стр. 1–6, Бангалор, (Индия), 13-

15 марта 2014 г.

[12] S. Padmanaban, MS Бхаскар, Ф. Блаабьерг, Л. Э. Норум, С. Сешагири,

и А. Хаджизаде, «Девятифазный шестерочный инвертор для пятиуровневого выхода

, основанный на технике ШИМ с двойной несущей», Конф.Proc., IET 4th IET Intl.

конф. По чистой энергии и технологиям, IET-CEAT’16, стр. 1-7, Куала

Лумпур (Малайзия), 14-15 ноября 2016 г.

[13] Дирк ван Ризен и Кей Хамейер «Связанные электромагнитные поля»,

Структурно-динамическое и акустическое моделирование индукционной печи »

4, АПРЕЛЬ 2006 г.

[14] MSB Ranjana, PK Maroti, и BS Revathi,« Новый многоуровневый инвертор

с одной фазой и меньшим количеством фотоэлектрических преобразователей.

выключателей », конф.Proc., 2nd International Conference on Devices,

Circuits and Systems IEEE-ICDCS’14, pp. 1–6, Coimbatore (India), 6-8

Mar. 2014.

[15] AW Oluwafemi, E. Озсой, С. Падманабан, М.С. Бхаскар, В.К.

Рамачандарамурти и В. Федак, «Конфигурация схемы модифицированного преобразователя cuk

с высоким коэффициентом усиления и высоким выходом для приложений с возобновляемыми источниками энергии # x2014; Комплексное расследование

», конф. Proc., IEEEConference on Energy

Conversion, IEEE-CENCON’17, pp.117-122, Куала-Лумпур

(Малайзия), 30-31 окт. 2017.

[16] К. Муранда, Э. Озой, С. Падманабан, М. С. Бхаскар, В. Федак и В.

К. Рамачандарамурти, «Модифицированный повышающий преобразователь постоянного тока SEPIC

с высокой выходной мощностью. -gain конфигурации для возобновляемых приложений », конф.

Proc., Конференция IEEE по преобразованию энергии, IEEE-CENCON’17, стр.

317-322, Куала-Лумпур (Малайзия), 30–31 октября. 2017.

[17] С. Б. Махаджан, П. Сандживикумар, О.Охо, М. Ривера, Р. Кулкарни: «Многоуровневый повышающий преобразователь Nx без изоляции и инвертирующего многоуровневого повышающего преобразователя

для фотоэлектрических систем

постоянного тока», Conf. Proc., IEEE Intl. Конф. on Automatica

IEEE-ICA-ACCA’16, стр. 1-8, Курико (Чили), 19-21 октября 2016 г.

[18] Т. Бауэр и Г. Хеннебергер «Трехмерные вычисления и

Оптимизация акустического поля индукционной печи, вызванного

электромагнитными силами »

[19] SKПадманабан, М. С. Бхаскар, П. К. Мароти, Ф. Блаабьерг, П. Сиано,

и В. Олещук, «Конфигурация шестиуровневого инвертора для многоуровневого

фазно-симметричного преобразователя с открытой обмоткой», конф. Proc., IEEE 1st

International Conference on Power Electronics, Intelligent Control and

Energy Systems, IEEE-ICPEICES’16, pp. 1–6, Delhi (India), 4-6 июля

2016.

[ 20] М.С. Бхаскар, П. Сандживикумар, Ф. Блаабьерг, О. Оджо, С. Сешагири, и

Р.Кулькарни, «Инвертирующий неизолированный многоуровневый повышающий преобразователь Nx и 2Nx

для приложений возобновляемой энергетики», Конф. Proc., IET Intl.

конф. по чистой энергии и технологиям, IET-CEAT’16, Куала-Лумпур

(Малайзия), стр. 1 (8) — 1 (8), 14-15 ноября 2016 г.

[21] PGSimpson McGraw- Hill «Индукционный нагрев: змеевик и проектирование системы»

[22] Джон Дэвикс, Питер Симпсон «Справочник по индукционному нагреву», McGraw-

Hill

Международный журнал инженерных исследований и технологий (IJERT)

ISSN: 2278-0181http : // www.ijert.org

IJERTV7IS080025 (Эта работа находится под международной лицензией Creative Commons Attribution 4.0.)

Издатель:

www.ijert.org

Vol. 7 Выпуск 08, август-2018

Программа индукционных тигельных печей ICF ELTA

Индукционная тигельная печь ICF ELTA, программа

ICF ELTA (Электротермический анализ индукционной тигельной печи) — это предметно-ориентированная двумерная программа, разработанная для проектирования процессов индукционной плавки в индукционных тигельных печах.Эта программа обеспечивает двумерное моделирование электромагнитных и тепловых полей в цилиндрической индукционной системе с использованием как интегральных (метод сил намагничивания), так и дифференциальных численных (метод конечных разностей) методов.

ICF ELTA очень проста для понимания, реализации и использования.

Индукционная система может содержать не только индукционные катушки с выводами, но и несколько компонентов схемы питания: конденсаторы, трансформаторы. ICF ELTA может рассчитывать электрические параметры основных индукционных катушек с множеством вариантов резонансных цепей и различными схемами компенсации: параллельная; параллельно с трансформатором; серии; серия с трансформатором; последовательно-параллельный; последовательно-параллельно с трансформатором; параллельно-последовательный; параллельно-последовательно с трансформатором и т. д.; катушки короткого замыкания для верхней и нижней части тигля.

Классический тигель может состоять из одного или двух слоев огнеупора между индукционными катушками и расплавом, необходимого в печах, выдерживающих высокую температуру и теплопередачу. ICF ELTA имеет базу данных по ряду материалов для расплава и огнеупоров. Он моделирует процесс от начальной температуры, например 20 ° C или другой, с учетом теплопередачи через огнеупор. ICF ELTA может моделировать распределение температуры с учетом перемешивания расплава, например, за счет электродинамических сил.Он может моделировать процесс после частичной выгрузки расплавленного металла и загрузки новой части холодного металла.

ICF ELTA может моделировать процесс плавления в токопроводящем тигле, потому что индукционный нагрев цветного металла с низким удельным сопротивлением в классическом тигле является энергозатратным, а электрический КПД очень низок и может быть увеличен только за счет использования токопроводящего тигля из графита или чугун.

ICF ELTA производит гидравлический расчет водяного охлаждения индуктора.Программа рассчитывает требуемый расход воды, номер секции (параллельные ветви воды) и падение давления для каждой ступени и каждого номера контура.

ICF ELTA имеет встроенный отчет с шаблонами отчетов, созданными пользователями, и может экспортировать результаты в формат Word.

Что такое индукция? | Индуктотерм Корп.

Компании группы Inductotherm используют электромагнитную индукцию для плавления, нагрева и сварки в различных отраслях промышленности.Но что такое индукция? И чем он отличается от других способов обогрева?

Для типичного инженера индукция — увлекательный метод нагрева. Наблюдение за тем, как кусок металла в катушке становится вишнево-красным за считанные секунды, может быть удивительным для тех, кто не знаком с индукционным нагревом. Оборудование для индукционного нагрева требует понимания физики, электромагнетизма, силовой электроники и управления технологическими процессами, но основные концепции, лежащие в основе индукционного нагрева, просты для понимания.

Основы

Обнаружил Майкл Фарадей, индукция начинается с катушки из проводящего материала (например, меди). Когда ток течет через катушку, в катушке и вокруг нее создается магнитное поле. Способность магнитного поля выполнять работу зависит от конструкции катушки, а также от величины тока, протекающего через катушку.

Направление магнитного поля зависит от направления протекания тока, поэтому переменный ток через катушку приведет к изменению направления магнитного поля с той же скоростью, что и частота переменного тока.Переменный ток 60 Гц заставит магнитное поле менять направление 60 раз в секунду. Переменный ток 400 кГц вызовет переключение магнитного поля 400 000 раз в секунду.

Когда проводящий материал, заготовка, помещается в изменяющееся магнитное поле (например, поле, генерируемое переменным током), в заготовке индуцируется напряжение (закон Фарадея). Индуцированное напряжение приведет к потоку электронов: току! Ток, протекающий через заготовку, будет идти в направлении, противоположном току в катушке.Это означает, что мы можем контролировать частоту тока в заготовке, контролируя частоту тока в катушке.

Когда ток течет через среду, движение электронов будет сопротивляться движению. Это сопротивление проявляется как тепло (эффект джоулевого нагрева). Материалы, которые более устойчивы к потоку электронов, будут выделять больше тепла, когда через них протекает ток, но, безусловно, можно нагревать материалы с высокой проводимостью (например, медь) с помощью индуцированного тока.Это явление критично для индукционного нагрева.

Что нам нужно для индукционного нагрева?

Все это говорит нам о том, что для индукционного нагрева необходимы две основные вещи:

Изменяющееся магнитное поле
Электропроводящий материал, помещенный в магнитное поле

Чем индукционный нагрев отличается от других методов нагрева?

Есть несколько методов нагрева объекта без индукции.Некоторые из наиболее распространенных промышленных практик включают газовые печи, электрические печи и соляные бани. Все эти методы основаны на передаче тепла продукту от источника тепла (горелки, нагревательного элемента, жидкой соли) посредством конвекции и излучения. Когда поверхность продукта нагревается, тепло передается через продукт за счет теплопроводности.

Продукты с индукционным нагревом не используют конвекцию и излучение для доставки тепла к поверхности продукта. Вместо этого тепло генерируется на поверхности продукта за счет протекания тока.Затем тепло от поверхности продукта передается через продукт за счет теплопроводности. Глубина, на которую тепло генерируется непосредственно с использованием индуцированного тока, зависит от того, что называется опорной электрической глубиной .

Электрическая опорная глубина сильно зависит от частоты переменного тока, протекающего через заготовку. Ток более высокой частоты приведет к меньшей глубине электрического опорного сигнала , а ток более низкой частоты приведет к большей глубине опорного электрического сигнала .Эта глубина также зависит от электрических и магнитных свойств детали.

Электрическая опорная глубина диаграммы высоких и низких частот

Компании группы

Inductotherm используют преимущества этих физических и электрических явлений, чтобы адаптировать решения для обогрева для конкретных продуктов и приложений. Тщательный контроль мощности, частоты и геометрии катушек позволяет компаниям группы Inductotherm проектировать оборудование с высоким уровнем управления технологическим процессом и надежностью независимо от области применения.

Индукционная плавка

Для многих процессов плавление — это первый шаг в производстве полезного продукта; индукционная плавка выполняется быстро и эффективно. Изменяя геометрию индукционной катушки, индукционные плавильные печи могут удерживать заряды, размер которых варьируется от объема кофейной кружки до сотен тонн расплавленного металла. Кроме того, регулируя частоту и мощность, компании Группы Inductotherm могут обрабатывать практически все металлы и материалы, включая, помимо прочего, железо, сталь и сплавы нержавеющей стали, медь и сплавы на ее основе, алюминий и кремний.Индукционное оборудование разрабатывается индивидуально для каждого приложения, чтобы обеспечить его максимальную эффективность.

Основным преимуществом индукционной плавки является индукционное перемешивание. В индукционной печи металлическая шихта плавится или нагревается током, генерируемым электромагнитным полем. Когда металл расплавляется, это поле также заставляет ванну двигаться. Это называется индуктивным перемешиванием. Это постоянное движение естественным образом перемешивает ванну, образуя более однородную смесь, и способствует легированию.Величина перемешивания определяется размером печи, мощностью, подаваемой на металл, частотой электромагнитного поля и типом / количеством металла в печи. При необходимости количество индукционного перемешивания в любой печи можно регулировать для специальных применений.

Индукционная вакуумная плавка

Поскольку индукционный нагрев осуществляется с помощью магнитного поля, заготовка (или нагрузка) может быть физически изолирована от индукционной катушки огнеупором или другой непроводящей средой.Магнитное поле будет проходить через этот материал, чтобы вызвать напряжение в находящейся внутри нагрузке. Это означает, что груз или заготовку можно нагревать в вакууме или в тщательно контролируемой атмосфере. Это позволяет обрабатывать химически активные металлы (Ti, Al), специальные сплавы, кремний, графит и другие чувствительные проводящие материалы.

Индукционный нагрев

В отличие от некоторых методов сжигания, индукционный нагрев точно регулируется независимо от размера партии. Изменение тока, напряжения и частоты через индукционную катушку приводит к точно настроенному инженерному нагреву, идеально подходящему для точных применений, таких как упрочнение, закалка и отпуск, отжиг и другие формы термообработки.Высокий уровень точности важен для критически важных приложений, таких как автомобилестроение, аэрокосмическая промышленность, волоконная оптика, соединение боеприпасов, закалка проволоки и отпуск пружинной проволоки. Индукционный нагрев хорошо подходит для специальных применений в металлах, включая титан, драгоценные металлы и современные композиты. Точный контроль нагрева, доступный с помощью индукции, не имеет себе равных. Кроме того, при использовании тех же принципов нагрева, что и при нагревании в вакуумных тиглях, индукционный нагрев может осуществляться в атмосфере для непрерывного использования.Например, светлый отжиг трубы и трубы из нержавеющей стали.

Высокочастотная индукционная сварка

Когда индукция осуществляется с использованием высокочастотного (HF) тока, возможна даже сварка. В этом приложении очень малая опорная электрическая глубина , которая может быть достигнута с помощью высокочастотного тока. В этом случае металлическая полоса формируется непрерывно, а затем проходит через набор точно спроектированных валков, единственная цель которых — прижать кромки сформированной полосы друг к другу и создать сварной шов.Непосредственно перед тем, как сформированная полоса достигает комплекта валков, она проходит через индукционную катушку. В этом случае ток течет вниз по геометрической «форме», образованной краями полоски, а не только по внешней стороне сформированного канала. По мере прохождения тока по краям ленты они нагреваются до подходящей температуры сварки (ниже температуры плавления материала). Когда кромки прижимаются друг к другу, весь мусор, оксиды и другие загрязнения вытесняются наружу, что приводит к образованию твердотельного кузнечного шва.

Будущее

С наступлением эпохи высокотехнологичных материалов, альтернативных источников энергии и необходимости расширения возможностей развивающихся стран уникальные возможности индукции предлагают инженерам и конструкторам будущего быстрый, эффективный и точный метод нагрева.

Принцип работы индукционной печи без сердечника

— ваше руководство по электрике

В индукционной печи без сердечника стержень отсутствует. А
можно использовать тигель более удобной формы.

В этом случае расплавляемая шихта также
вторичная обмотка трансформатора. Первичная обмотка наматывается на сам тигель.
Вихрь
токи, возникающие в заряде, не только нагревают его, но и составляют
перемешивающее действие. Это основной принцип работы индукционной печи без сердечника .

Железные листы предусмотрены снаружи первичной обмотки для
создают путь с низким сопротивлением для потока, а также содержат паразитное поле, которое
в противном случае может вызвать сильный ток в опорной стальной конструкции.

Используемая частота зависит от размера без сердечника.
индукционная печь. Для печи малой мощности высокая частота порядка
Используется 3000 Гц. В то время как для печи большой мощности частоты снижаются.
до 600 Гц. Используются полые медные трубки
в котором циркулирует холодная вода для снижения содержания меди
убытки.

Рабочая мощность
коэффициент таких печей очень низкий (от 0,1 до 0,3). Следовательно,
статические конденсаторы используются для улучшения
коэффициент мощности установки.

Так как коэффициент мощности не остается постоянным во время
работы печи, емкость в цепи во время теплового цикла составляет
варьировались для поддержания коэффициента мощности примерно равного единице.

Индукционная печь без сердечника в основном используется для
выплавка стали и других черных металлов . Доступные емкости различаются
от 50 кг до примерно 20 тонн. Начальная стоимость больше по сравнению с дугой
печь.

Преимущества индукционных печей без сердечника:

Низкие эксплуатационные расходы,
автоматическое перемешивание производства компании eddy
токи,
низкая эрекция,
отсутствие грязи, шума дыма и т. д.
меньше времени плавления,
простая загрузка и заливка, точный контроль
мощность,
наиболее подходит для производства высококачественных
легированные стали.

Источник питания для индукционных печей без сердечника

Для индукционных печей без сердечника обеспечивается источник питания
от обычной системы питания, а его частота преобразуется в более высокую
значение с помощью осцилляторов. Эти генераторы могут генерировать очень высокую частоту.
в порядке мегагерц.

Питание переменного тока повышается трансформатором, а затем
исправлено с помощью моста
выпрямительная схема.Выпрямленное напряжение подается на генератор, и
высокочастотный выход подается на нагретую шихту через выход
трансформатор.

Он также известен как вихретоковый нагрев. Материал, который будет
подогрев помещен внутри змеевика. Тепло в нагреваемом материале равно
производятся вихревыми токами. Потери мощности из-за вихревых токов — вихревые
текущая потеря и проявляется в виде тепла.

Нагреваемый металл помещается в высокочастотный
токоведущая катушка.Таким образом создается переменное магнитное поле,
В металлической детали индуцируются вихревые токи, и в ней выделяется тепло.

Потери на вихревые токи,

W _e α (B ² _макс f ²) / ρ
Вт / м ³,

Где, B _max = максимальная плотность потока,

f = частота питания,

ρ = удельное сопротивление металлической детали.

Поскольку потери на вихревые токи пропорциональны произведению
квадрата частоты питания и квадрата плотности потока, поэтому на
контролируя плотность потока и частоту питания, количество тепла может быть
контролируется.

Частота может варьироваться от 50 Гц до 8 МГц в зависимости от
вид проделанной работы. Часто используется высокочастотный вихретоковый нагрев.
для ковка и отжиг . Процесс экономичен для непрерывного
обогрев.

Преимущества индукционного нагрева

Быстро и понятно.
Небольшие потери тепла из-за вихревых токов
нагревание, поскольку в теле выделяется тепло, которое непосредственно нагревается.
Простое регулирование температуры i.е., контролируя
частота питания.
Тепло может проникнуть в металл
поверхность на любую желаемую глубину.

Недостатки индукционного нагрева

Это дорогостоящий метод производства
нагревать.
Начальная стоимость вихретокового нагрева
аппарат высокий.

Индукционный нагрев используется для термической обработки металлов.
т.е. отжиг, отпуск, поверхностное упрочнение и т. д.

Спасибо, что прочитали о «принципе работы индукционной печи без сердечника».«Чтобы узнать больше, посетите Википедию.

Электрическое отопление | Все сообщения

Индукционная печь: утилизация отходящего тепла

Наилучшая доступная техника (НДТ)

Проверка возможности использования тепла в системе охлаждения печи для обогрева помещений, нагрева душевой воды и сушки сырья.

Краткое техническое описание

Значительная часть электроэнергии, подаваемой в индукционную плавильную печь, преобразуется в отходящее тепло. Около 20–30% всей энергии, поступающей в установку, рассеивается через систему охлаждения. Контур охлаждения печи не только устраняет электрические потери в индукционной катушке, но также защищает катушку от тепла, передаваемого через футеровку печи от горячего металла в тигле.Тепло в системе охлаждения печи используется в некоторых установках для обогрева помещений, нагрева воды для душа и сушки сырья.

Экологические преимущества

Повышенная энергоэффективность.

Кросс-медиа эффекты

О кросс-медиа-эффектах не сообщалось.

Эксплуатационные данные

Система рекуперации тепла с использованием охлаждающего масла индукционных печей была установлена на бельгийском литейном производстве. В литейном цехе работают две индукционные раздаточные печи, соединенные дуплексом с вагранкой. Индукторы электропечей охлаждаются термомаслом. Термомасло нагревается до 200 — 300 ⁰ ° C и теряет тепло через внешний масляно-воздушный теплообменник.Перед установкой системы рекуперации тепла в воздух было отведено 1 МВт тепла. Была установлена альтернативная система для использования отработанного тепла для отопления помещений. Нагретый воздух вводится в стержневой цех. Это позволяет рекуперировать 1/3 рассеянного тепла и заменяет исходную газовую систему отопления. Внедрение оказалось возможным при невысоких затратах, так как масляно-воздушный теплообменник установлен рядом с основным цехом. Обогрев помещений в других частях литейного цеха можно рассмотреть позже, но это потребует дополнительных трубопроводов (и, следовательно, приведет к дополнительным потерям).

Применимость

Перед применением рекуперации тепла необходимо выполнить ряд критериев:

целесообразное применение отходящего тепла должно быть разумно поблизости, и время, в которое это рекуперированное тепло может быть использовано, должно соответствовать времени, в которое работает печь. Однако обычно доступное тепло довольно низкое.Температура охлаждающей воды не должна превышать 70 ºC
связанные с этим относительно низкие температуры означают, что теплообменники должны быть намного больше, чем те, которые обычно встречаются.
, топочную воду нельзя возвращать в печи при температуре ниже примерно 30 ºC, иначе это может вызвать проблемы с конденсацией, поддержание целостности контуров охлаждения абсолютно необходимо. Охлаждающий контур предназначен для защиты змеевика — если он не справится со своей задачей, результаты могут быть плачевными.

Вышеупомянутые аспекты, в частности вопрос целостности печи, отговаривают большинство операторов печи даже рассматривать возможность использования тепла из контура охлаждения.

Экономика

Литейному производству, пытающемуся использовать тепло из контура охлаждения, необходимо полностью оценить выгоды, а затем сравнить их со стоимостью дополнительного оборудования и безопасностью печи и операторов.

Движущая сила внедрения

Повышение энергоэффективности литейного производства.