Тигельная печь для плавки металлов устройство

Обновлено: 04.10.2024

Масштабы использования тигельных индукционных печей в цветной металлургии непрерывно растут. Если вначале это были печи емкостью несколько десятков и сотен килограммов, работающие на высокой и средней частотах, то теперь изготавливают тигельные печи емкостью до 25 т. Согласно принятой классификации серия печей ИАТ предназначена для плавки алюминия и его сплавов, ИЛТ — для плавки латуни и других медных сплавов, ИГТ — для плавки магния, ИМВ — для плавки меди в вакууме, ИСВ — для плавки стали и никелевых сплавов в вакууме.

На рис. 150 показана схема печи для плавки латуни емкостью 2,5 т, работающей на промышленной частоте.Печь имеет водоохлаждаемый индуктор из неравностенной профилированной медной трубки. Витки изолированы друг от друга стеклотканью с пропиткой кремнийорганическим лаком и последующим его спеканием. Тигель внутри футеруют высокоглиноземистой или кварцевой набивными массами. Футерованный индуктор может выниматься из каркаса печи, что позволяет обеспечить его быструю замену. Срок службы футеровки более 2000 плавок. Контроль за состоянием футеровки производится специальным устройством, вмонтированным в дно футеровки тигля, измеряющим ее электросопротивление. При проникновении металла в футеровку уменьшается ее электросопротивление и подается соответствующий сигнал. Для уменьшения магнитного потока рассеяния индукторы по периметру окружены пакетами шихтованных магнитопроводов. Для разлива металла печь наклоняют плунжерными гидравлическими механизмами, питающимися от автономных маслонапорных установок. Электропитание печи осуществляется через ступенчатый однофазный трансформатор.

Особенностью плавки в индукционных тигельных печах является интенсивное перемешивание металла, вызванное действием электродинамических сил. Одновременно наблюдается образование мениска на поверхности металла. Являясь положительными до определенного значения, эти эффекты при чрезмерном их проявлении способствуют повышению окисления и газопоглощения металла. Для устранения этих недостатков ограничивают удельную мощность печей и индуктор делают лишь на 70% высоты металла в тигле. На оставшиеся 30% высоты ставятся холодные водоохлаждаемые витки для создания одинаковых тепловых условий работы футеровки.

Расчеты показывают, что электродинамические эффекты уменьшаются с повышением частоты питающего индуктор переменного тока. Частота 150 Гц может быть получена с использованием статического преобразователя частоты, при этом удельная мощность печей возрастает в 1,73 раза без ухудшения условий плавки. При высоком к. п. д. указанных преобразователей (~95%) таким путем можно достичь интенсификации работы тигельных индукционных печей.

Тигельные индукционные печи емкостью 6 т успешно применяются при плавлении вторичного алюминия и алюминиевых сплавов. Это позволило значительно снизить угар металла по сравнению с отражательными печами, получать металл лучшего качества. Печи для плавления алюминия футеруют также высокоглиноземистой набивной массой или огнеупорным бетоном на жидком стекле, обеспечивающими стойкость более 7000 плавок. Ведутся работы по созданию печей емкостью 16 и 25 т.

Удельный расход электроэнергии в тигельных индукционных печах при плавлении металлов составляет: для алюминия 550—700, для латуни 350—380, для магния 400 кВт-ч/т.

Коэффициент мощности печей без компенсации 0,1—0,17.

Для повышения электрического к. п. д. тигельных печей при плавлении цветных металлов с хорошей электропроводностью целесообразно применять тигель из менее электропроводного материала. В связи с этим при плавлении меди в небольших печах используются графитовые тигли. При плавлении магния нашли применение стальные тигли с толщиной стенок 15—50 мм. В зависимости от толщины стенки и ее температуры изменяется соотношение мощностей, выделяемых в тигле и в шихте: с увеличением толщины стенки и уменьшением ее температуры уменьшается доля мощности, выделяемой в шихте. Так, при температуре стенки 900° С и толщине 15 мм в шихте выделяется около 70%, а при толщине 50 мм и при той же температуре — всего около 30% всей мощности. Между тиглем и индуктором делается тепловая изоляция из асбеста и магнезитовой засыпки.

Для получения высококачественных металлов и отливок с малым содержанием газов применяют вакуумные индукционные тигельные печи, в которых плавление, разлив и охлаждение отливки ведутся в вакууме или в атмосфере защитного газа.

На рис. 151 показана конструкция широко используемой вакуумной индукционной печи мощностью 60—100 кВт. Индуктор и тигель печи 7 находятся внутри герметичного кожуха 6, закрываемого крышкой 2. Вследствие большого потока рассеивания вокруг индуктора кожух и крышку делают из немагнитной стали или цветного металла; кроме того, крышка и отдельные части кожуха печи охлаждаются водой. При разливе металла кожух наклоняют вокруг оси 5, и металл выливается в изложницу, расположенную в патрубке 3, который закрывается крышкой 4. Для наблюдения за плавкой имеется в крышке смотровое окно. Через патрубок 1 может быть вставлена термопара. Вакуум создается вращающимся масляным вакуумным насосом. Отсос производится через патрубок 5, совмещенный с осью вращения печи. В хорошо отрегулированной печи можно получить вакуум до 10 Па. Электропитание печи осуществляется от машинного генератора переменного тока.

Для выплавки сплавов на никелевой основе в вакууме созданы вакуумные индукционные печи полунепрерывного действия емкостью 1,0 и 2,5 т (ИСВ-1.0-НИ и ИСВ-2.5-НИ), работающие на частоте 1100 Гц от машинных генераторов мощностью 1000 и 1500 кВт. Разрез печи ИСВ-2.5-НИ приведен на рис. 152. Камера печи представляет собой горизонтально расположенный вакуумный сосуд с откатывающейся торцовой крышкой, на которой смонтирован плавильный тигель с индуктором. Вакуумная система из механического и бустерного насосов позволяет получать разрежение в печи 0,1 Па. Предусмотрена возможность наклона печи и слива металла в изложницы. Запас изложниц хранится в боковой камере, представляющей собой шлюзовое устройство, через которое изложницы могут удаляться из плавильной камеры без нарушения вакуума. С этой целью устроены вакуумные технологические затворы с размером проходного отверстия 1000×3300 мм.

Для введения шихты в тигель используется шлюзовая камера 2. Загрузка осуществляется с помощью корзины с отпадающим дном. Для введения легирующих элементов используется дозатор, имеющий восемь секций емкостью по 12 л каждая. Таким образом, загрузка шихты, легирующих элементов, подача изложниц и их удаление, а также отбор проб и измерение температуры металла осуществляются без нарушения вакуума в плавильной камере и тем самым обеспечивается полунепрерывный режим работы печи с остановкой лишь для ремонта футеровки тигля.

Для улучшения cos φ имеются четыре конденсаторные батареи с устройством автоматического поддержания заданного значения cos φ.

Для плавления малого количества металла используется серия высокочастотных индукционных печей (ВЧИ) с емкостью тигля от ОД до 25 кг металла. Электропитание печей осуществляется от лампового генератора с частотой 440-103 и 66-103 Гц. Для наклона печи используется ручная лебедка. Печи такого типа часто имеют графитовый тигель с тепловой изоляцией. Они используются с успехом для плавления благородных металлов, а также в лабораторных экспериментах.

Энергетическая характеристика индукционных печей определяется тепловым и электрическим к. п. д., потерями в конденсаторной батарее и токоподводящих шинах, а также в преобразователях частоты тока или в трансформаторе при использовании промышленной частоты. Тепловой к. п. д. зависит от емкости печи, возрастая с ее увеличением, и соответствует обычно 0,7—0,9. Электрический к.п.д. сильно зависит от расплавляемого металла (его электросопротивления). Потери в конденсаторной батарее и токопроводящих шинах составляют часто 2—3 и 1—1,5% соответственно.

Индукционные тигельные плавильные печи

На сегодняшний день современное производство металлических изделий требует повышенного качества изготавливаемых материалов без существенного повышения цены продукта. Мы предлагаем Вам купить промышленные индукционные тигельные плавильные печи для плавки металла по ценам от производителя, при помощи которых можно достичь таких требований.

В отличии от пламенных и дуговых индукционные плавильные установки сохраняют точность и однородность химического состава и имеют меньшую стоимость.

Компания Проминдуктор занимается производством и продажей промышленных индукционных тигельных плавильных печей, которые подходят для плавки любых видов металла: чугуна, стали, алюминия, меди, золота, платины и их сплавов.

Наше производство и лучшие инженеры находятся в Китае, оборудование всегда есть в наличии на складе, бесплатная доставка по России, возможна доставка в страны СНГ. Позвоните нам и мы дадим профессиональные консультации в подборе.

Принцип работы индукционных печей для плавки металла

По принципу работы все индукционные плавильные установки напоминают трансформатор, в котором есть первичная и вторичная обмотка. Индуктор из медной трубы выполняет роль первичной обмотки, который имеет свое собственное водяное охлаждение. Роль вторичной обмотки выполняет металл (сталь, чугун, медь, алюминий) во время нагрева, заложенный в тигель. Под действием токов высокой частоты катушка образует электромагнитное поле в тигле, под воздействием которого происходит нагрев металла до максимальных температур за короткий период времени.

Промышленные индукционные тигельные печи нашего производства имеют возможность задать необходимую мощность нагрева для плавки металла в зависимости от его типа. Эта функция является неоспоримым преимуществом данного оборудования.

Устройство индукционной плавильной печи

Условно индукционные тигельные печи можно разделить на 2 составляющие:

Плавильная установка представляет собой опорный каркас из двух сваренных стоек с гидравлическими плунжерами и узловую составляющую индуктора. Установочный механизм выполнен из прокатных листов нержавейки. Катушка индуктора изготовлена из медной трубы, через которую также происходит охлаждение посредством холодной воды. Электричество и вода подключены к катушке при помощи гибких кабелей, которые соединены последовательно. При помощи гидравлических плунжеров обеспечивается наклон установки до 95°.

Все оборудование индукционной печи для плавки металла питается от частотного преобразователя тиристорного типа, который преобразовывает трехфазный ток в однофазный. Фронтовая панель имеет датчики защиты и оборудование, контролирующее работу преобразователя.

Регулировка частоты происходит в автоматическом режиме по заданной программе. На воронке слива установлены системы оповещения и контроля охлаждения процессов, а также уровня конденсации рабочей зоны.

Промышленные индукционные тигельные плавильные печи для плавки металла от компании ПРОМИНДУКТОР изготовлены по всем мировым стандартам и с использованием самых последних технологий.

Тигельная печь: варианты конструкции, изготовление своими руками

В домашней мастерской компактная тигельная печь помогает отливать из алюминия мелкие элементы механизмов, болванки, сувениры, аксессуары для интерьера. Агрегат устроен так, чтобы можно было плавить материал в сжатые сроки с минимальными усилиями. Устройства, применяемые в промышленных масштабах, напротив, имеют целью экономию топлива, они управляются в автоматизированном режиме.

Виды тигельных печей

В основу классификации обычно закладывается вид энергии, используемый для плавления металла. Так, газовые тигельные печи, как и электрические, нашли широкое применение в промышленном секторе, их активно используют для работы с алюминием и другими легкоплавкими материалами.

Модели, действующие на твердом топливе, распространены в относительно небольших мастерских, не имеющих узкой специализации (в частности, у домашних умельцев, так как это простейшая конфигурация). В отдельную категорию выносятся индукционные тигельные печи, использующие электромагнитное поле, их подключают к источнику переменного тока.

Индукционная тигельная печь

Причины востребованности индукционных установок:

высокая производительность,
легкость управления и обслуживания, широкие возможности для автоматизации процесса,
возможность слива массы без остатка, полного опорожнения тигля,
обеспечение быстрого плавления,
отсутствие промежуточных нагревательных элементов.

В зависимости от условий функционирования различают печи:

компрессорные (создают избыточное давление),
вакуумные,
открытые.

Индукционные тигельные печи могут быть:

периодическими,
непрерывными,
полунепрерывными.

Плавильный тигель бывает:

керамическим (оптимальный вариант, не вступает в контакт с обрабатываемыми материалами),
проводящим графитовым (долговечный, подходит для работы с драгоценным ломом),
металлическим.

Последний подразделяется на водоохлаждаемые и проводящие модификации.

Устройство тигельной печи

Индукционная плавильная печь состоит из каркаса, индуктора, камеры нагрева, механизма наклона, вакуумной системы. Агрегат не имеет сердечника, в нем цилиндрический плавильный тигель размещается непосредственно в полости индуктора. Смесь исходных материалов плавится в тигле под воздействием электромагнитной энергии. Все компоненты заключаются в кожух – этот каркас обеспечивает жесткость конструкции, предотвращает рассеивание мощности.

Внешний вид индукционной плавильной печи

Более простыми являются схемы тигельных печей, функционирующих на базе твердого топлива, к примеру, на древесном угле – их легче выполнить своими руками из подручных материалов. Корпус из металлического цилиндра укрепляется огнеупорным слоем из бетона или шамотной глины с песком. В эту шахту впоследствии помещают топливо. Сверху устанавливают тигель, например, чайник, консервную банку с толстыми стенками, любую крепкую емкость из нержавейки.

В нижнем секторе шахты присутствует отверстие, предназначенное для подачи воздуха, здесь же расположено решетчатое основание. Эти элементы позволяют поддерживать процесс горения, менять температуру. Лишний воздух выводится через заслонку. Для нагнетания обычно используют трубу пылесоса или фен.

Тигельные печи, предназначенные для единовременного плавления более 10 кг алюминия, оснащают крышкой, чтобы металл равномерно прогревался. Все элементы примитивных моделей выполняют из чугуна или стали – эти материалы не деформируются при нагревании в кустарных условиях.

Отличия самодельного и заводского агрегата

Чтобы понять разницу, нужно взять за точку отсчета цель использования оборудования. Агрегаты домашней сборки обычно нужны для периодического применения (перерывы могут быть существенными), поэтому на первый план в них выходит минимальная себестоимость, возможность выполнения простейших манипуляций, нетребовательность в обслуживании.

В том случае, если результаты плавки используются для получения заработка, целесообразнее приобрести заводскую индукционную модель – такое оборудование способствует аккуратной работе, помогает точно соблюдать замеры, сводит к нулю вероятность попадания нежелательных примесей.Такое же оборудование сложно выполнить своими руками – сборка индуктора, выбор тигля, обустройство экрана требует профильных навыков. Создать конденсаторную батарею и генератор сможет не каждый.

Тигельная печь своими руками

Нельзя упускать из внимания эргономические показатели печей. В кустарных заготовках им уделяется минимум ресурсов, как правило, такие вариации неудобны в использовании, зачастую опасны ввиду применения подручных материалов. В заводских линейках для обеспечения комфортной работы применяются проверенные технологии, в частности, это касается конфигурации и поворотного механизма тигля. Важно, что в них созданы условия для предотвращения травматизма.

Тигельная печь своими руками: пошаговая инструкция

Если предстоит периодически плавить до 3 кг лома, будет достаточно производительности агрегата, сложенного из печного кирпича.

Материалы и технология

20-25 красных кирпичей,
решетку-гриль,
изоленту,
фен и отрезок трубы, подходящий под диаметр его сопла,
консервную банку с высокими толстыми стенками,
стальную проволоку,
уголь (понадобится для розжига).

Кирпичи закладываются в основу корпуса, они служат огнеупорной защитой агрегата. Тигель в этом случае – консервная банка, с противоположных сторон верхней ее части выполняют 2 отверстия и пропускают через них стальную проволоку. Эта импровизированная ручка поможет вытащить из печи емкость со сплавом.

Для подачи воздуха домашние мастера используют фен, включенный в «холодном» режиме, к нему приматывают с помощью изоленты отрезок трубы, конструкция превращается в импровизированный воздуховод.

Схема такой тигельной печи для плавки алюминия предельно проста, ее можно выполнить и без специфических навыков. При изготовлении нельзя использовать расходные материалы, имеющие цинковое покрытие: в процессе использования могут выделяться токсичные пары.

Сборка кирпичного колодца

Первый ряд выкладывается в виде прямоугольного контура, внутреннее отверстие должно иметь такие параметры, чтобы в него поместился целый кирпич. Следующий ряд выполняется аналогично, но на одной стороне два кирпича должны образовать коридор, в который будет поступать кислород, с габаритами, соответствующими описанному выше воздуховоду.

Кирпичи в основе корпуса служат огнеупорной защитой печи

Сверху устанавливается решетка-гриль, если ее нет, можно воспользоваться металлической пластиной или крышкой с отверстиями.Решетку фиксирует третий ряд кирпичей, здесь уже не нужно оставлять проем для воздуховода.

Заготовку из фена и трубы подводят к соответствующему кирпичному ряду, включают воздуховод только после того, как насыпанный на решетку уголь будет растоплен. Интенсивность горения можно менять, переключая рычажок режимов фена. Тигель подвешивают на крайнюю кладку за проволоку, при необходимости ее можно дополнительно зафиксировать с помощью 2 кирпичей. Когда банка разогреется и слегка покраснеет, в нее можно загрузить алюминиевый лом.

Опытные мастера рекомендуют плавить металл именно в подогретом тигле, потому что сочетание холодной банки и холодного лома может привести к прогоранию емкости, в этом случае ставший жидким алюминий вытечет в огонь.

Подобная печь проста в устройстве, работа с ней не вызовет затруднений. После того, как металл расплавится, тигель аккуратно вынимают, держа за проволоку. Чтобы избежать при этом ожогов, рекомендуется использовать огнеупорные перчатки. Нужно заблаговременно убедиться в том, что все используемые компоненты не имеют в составе токсичных веществ. В процессе эксплуатации также нужно следить, чтобы в емкость не попадали брызги воды.

Индукционная печь для плавки металла

Многие люди считают, что процесс плавки металла требует огромных сооружений, практически заводов с большим количеством персонала. Но ведь есть ещё такая профессия, как ювелир и такие металлы как золото, серебро, платина и другие, используемые для изготовления ажурных и изысканных украшений, некоторые из которых по праву считаются настоящими произведениями искусства. Ювелирная мастерская – предприятие, не терпящее излишней масштабности. А процесс плавления в них просто необходим. Поэтому индукционная печь для плавки металла здесь необходима. Она и не большая, и очень эффективная, и проста в обращении.

Принцип действия

Принцип работы индукционной печи для плавки металла

Принцип работы индукционной печи является замечательным примером, как нежелательное явление используется с повышенным КПД. Так называемые вихревые индукционные токи Фуко, которые обычно мешают в любом виде электротехники, здесь направлены только на положительный результат.

Для того чтобы структура металла начала нагреваться, а затем и плавиться, его необходимо поместить под эти самые токи Фуко, а образуются они в индукционной катушке, чем по большому счёту и является печь. Проще говоря, все знают, что во время работы любой электрический прибор начинает нагреваться. Индукционная печь для плавки металла использует этот нежелательных в других случаях эффект на полную мощность.

Преимущества перед другими видами плавильных печей

Компактная индукционная печь для плавки металла

Индукционные печи – не единственное изобретение, используемое для плавления металлов. Есть ещё знаменитые мартены, домны и другие виды. Однако рассматриваемая нами печь имеет перед всеми остальными ряд неоспоримых преимуществ.

Печи, работающие на принципе индукции, могут быть довольно компактными, и их размещение не доставит никаких трудностей.
Высокая скорость плавки. Если другие печи для плавки металла требуют несколько часов только на разогрев, индукционная справляется с этим в несколько раз быстрее.
Коэффициент полезного действия лишь немного не достигает отметки в 100 %.
По чистоте расплава индукционная печь уверенно занимает первое место. В других устройствах приготовленная к расплаву заготовка непосредственно соприкасается с нагревательным элементом, что зачастую приводит к загрязнению. Токи Фуко нагревают заготовку изнутри, воздействуя на молекулярную структуру металла, и побочных элементов в неё не попадает.

Последнее преимущество просто необходимо в ювелирном деле, где частота материала повышает его ценность и уникальность.

Размещение печи

Компактная индукционная печь, в зависимости от размеров может быть напольной и настольной. Какой бы вариант вы не выбрали, есть несколько основных правил для выбора места, куда её поставить.

При всей простоте обращения с печью – это всё-таки электрический прибор, который требует соблюдения мер безопасности. И первое, что необходимо учитывать при установке – наличие правильного источника питания, соответствующего модели аппарата.
Возможность провести качественное заземление.
Обеспечение установки подводом воды.
Для настольных печей необходимо устойчивое основание.
Но самое главное, во время работы ничего не должно мешать. Если даже расплав по объёму и массе не слишком большой, его температура больше 1000 градусов и случайно выплеснуть его из формы, значит, нанести очень сильную травму или себе или тому, что находится рядом.

Про то, что вблизи работающей индукционной печи не должно быть никаких горючих и тем более взрывоопасных материалов и говорить нечего. А вот пожарный щит в шаговой доступности абсолютно необходим.

Виды индукционных печей

Тигельная индукционная печь

Широко применяются два вида индукционных печей: канальный и тигельный. Отличаются они только по методу работы с ними. Во всём остальном, включая преимущества, такие плавильные печи очень схожи. Рассмотрим каждый вариант по отдельности:

Канальная печь. Основное достоинство этого вида – непрерывный цикл. Загружать новую порцию сырья и выгружать уже расплавленный металл можно прямо во время нагрева. Единственная сложность может возникнуть при запуске. Канал, по которому жидкий металл будет выводиться из печи должен быть заполнен.
Тигельная печь. В отличие от первого варианта каждую порцию металла придётся загружать отдельно. В этом и смысл. В термостойкий тигель помещается сырьё и ставится внутрь индуктора. После того, как металл расплавится, его сливают из тигля и только потом загружают следующую порцию. Такая печь идеальна для небольших мастерских, где не требуется больших масс расплавленного сырья.

Главное преимущество обоих вариантов в быстроте производства. Однако тигельная печь выигрывает и здесь. Кроме того её вполне можно смастерить своими руками в практически домашних условиях.

Самодельная индукционная печь не таит в себе никаких сложностей, чтобы её не смог собрать обычный человек, хоть немного знакомый с электротехникой. У неё всего три основных блока:

Индуктор – медная обмотка, которую можно смастерить самостоятельно. Тигель придётся искать или в соответствующих магазинах, или доставать иными способами. А в качестве генератора могут быть использованы: сварочный инвертор, собственноручно собранная транзисторная или ламповая схема.

Индукционная печь на сварочном инверторе

Индукционная печь на транзисторах

В этом случае придётся поработать не только руками, но и головой. И побегать по магазинам в поисках нужных запчастей. Ведь понадобятся транзисторы разной ёмкости, парочка диодов, резисторы, плёночные конденсаторы, два разных по толщине медных провода и парочка колец от дросселей.

Перед сборкой необходимо учитывать, что полученная в итоге схема во время работы будет сильно нагреваться. Поэтому необходимо использовать довольно большие радиаторы.
Конденсаторы параллельно собираются в батарею.
На дроссельные кольца наматывается медная проволока диаметром 1,2 мм. В зависимости от мощности, витков должно быть от 7 до 15.
На цилиндрический предмет, подходящий по диаметру к размерам тигля, наматывают 7-8 витком медной проволоки диаметром 2 мм. Концы проволоки оставляют достаточно длинными для подключения.
По специальной схеме всё монтируется на плату.
Источником питания может быть 12-вольтовый аккумулятор.
Если есть необходимость, можно изготовить текстолитовый или графитовый корпус.
Мощность устройства регулируется путём увеличения или уменьшения витков обмотки индуктора.

Собрать такое устройство самостоятельно не просто. И браться за эту работу можно только в том случае, когда есть уверенность в правильности своих действий.

Индукционная печь на лампах

В отличие от транзисторной, ламповая печь получится намного мощнее, а значит, и обращаться и с ней и со схемой придётся осторожнее.

Изготовления обеих схем требует обладания некими знаниями, получить которые можно, но лучше, если этим займётся настоящий специалист.

Охлаждение

Этот вопрос, наверное, самый сложный из всех тех, которые ставятся перед человеком, решившим самостоятельно собрать плавильный аппарат на основе индукционного принципа. Дело в том, что ставить вентилятор непосредственно вблизи печи не рекомендуется. Металлические и электрические части охлаждающего устройства могут негативно сказаться на работе печки. Стоящий же в отдалении вентилятор может не обеспечить нужное охлаждение, что приведёт к перегреву.

Второй вариант – это провести водяное охлаждение. Однако качественно и правильно выполнить его в домашних условиях не только сложно, но и финансово не выгодно. В этом случае стоит задуматься: не экономнее ли будет приобрести промышленный вариант индукционной печи, выпущенный на заводе, с соблюдением всех необходимых технологий?

Техника безопасности при выплавке металла в индукционной печи

Сильно распространяться на эту тему не нужно, так как практически каждый знает основные положения техники безопасности. Следует остановиться лишь на тех вопросах, которые присущи исключительно этому виду оборудования.

Начнём всё-таки с личной безопасности. При работе с индукционной печью следует хорошо понимать, что температуры здесь очень сильно повышены, а это риск получения ожогов. Так же прибор электрический и требует повышенного внимания.
Если вы купили готовую печь, следует обратить внимание на радиус воздействия электромагнитного поля. В противном случае часы, телефоны, видеокамеры и другие электронные гаджеты могут начать сбоить или совсем поломаются.
Рабочую одежду следует подбирать с неметаллическими застёжками. Их наличие наоборот будет влиять на работу печи.
Особое внимание в этом отношении следует уделить ламповой печи. Все элементы с высоким напряжением должны быть упрятаны в корпус.

Конечно, в городской квартире вряд ли пригодится такая аппаратура, но радиолюбителям, которые постоянно занимаются лужением, и ювелирных дел мастерам без индукционной печки не обойтись никак. Для них эта вещь очень полезная, можно сказать незаменимая, а как она помогает в их работе, лучше спросить у них самих.

Тигельная плавильная печь: принцип работы

Тигельная печь – специализированное нагревательное устройство, предназначенное для плавки черных и цветных металлов и их сплавов. Название этой категории металлоплавильного оборудования происходит от емкости из огнеупорных материалов (тигля), в которой осуществляется плавка металлов. Конструкция тиглей определяется строением и способом нагрева печей, но, как правило, имеет коническую или цилиндрическую форму. Принцип работы и устройство тигельных печей позволяют относительно быстро получить первосортную продукцию в необходимых объемах. Потребителями этого металлоплавильного оборудования являются как металлургические предприятия, так и ювелирные компании.

Конструкция и разновидности тигельных печей

Независимо от способа размещения, производственной мощности и способа нагрева конструкция металлоплавильных печей тигельного типа состоит из следующих составных частей:

корпуса с герметичной крышкой;
огнеупорных, шамотных материалы;
нагревательных элементов (индуктора, горелки и т.д.);
плавильного тигля;
механизмов подъема, поворота и наклона печи.

Существует несколько разновидностей тигельных металлоплавильных печей, различающихся по способу нагрева: электрические и работающие посредством сжигания топлива (газа, кокса, мазута и т.д.). В первой категории плавильного оборудования в тепло преобразуется электроэнергия. Такие установки зачастую используются для плавки алюминия или небольших объемов сырья. Второй вид тигельных печей отличается большей производительностью и служит для производства крупных партий жидкого металла.

Разновидности и свойства тиглей

Плавильный тигель – узел, отвечающий за эксплуатационную надежность оборудования. От него также зависит скорость нагрева и качество готового продукта. Огнеупорными материалами для его изготовления служат графит, чугун и керамика. Первые два вида встречаются не так часто, как керамические емкости. Это обусловлено свойствами материала, который при нагреве не влияет на качество выплавляемого сырья.

Помимо конструктивных отличий и химического состава материала, классификация тиглей осуществляется по объему. Например, под условным обозначением «1» принято считать единицу объема одного кг меди, что составляет 0,142 дм³. Маркировка тигля номер «10» означает, что сосуд рассчитан на 1,42 дм³ вещества или 10 кг расплавленной медной массы. Объем емкости для нагрева может варьироваться от нескольких десятков миллилитров до десятков тонн. Первые используются для плавки драгоценных металлов (золота, платины), вторые применяются на металлургических комбинатах для выплавки цветных и черных металлов.

К материалам и качеству футеровки плавильных тиглей предъявляются следующие требования:

огнеупорные свойства, термо- и химическая стойкость к расплавленному сырью;
теплоизоляционные параметры;
механическая прочность как в условиях высокотемпературных воздействий, так и при загрузке металлического сырья и периодическом обслуживании;
минимально возможная толщина стенок, что способствует повышению КПД;
стабильный коэффициент линейного расширения.

Графитовые сосуды изготавливаются методом изостатического прессования из огнеупорных составов, которые регламентируются требованиями ГОСТ 4596-75. Чугунные тигли в настоящее время используются сравнительно редко.

Принцип работы тигельной печи

Рассмотрим работу металлоплавильных установок на примере индукционной тигельной установки. Ее принцип действия напоминает работу обычного электрического трансформатора, только в качестве вторичной обмотки выступает огнеупорная емкость с металлическим сырьем.

Тигель, наполненный сырьем, помещают в центр специального индуктора, через который пропускают переменный электроток. Образуемое магнитное поле вокруг сердечника, в нашем случае сырья, создает электрическое поле, которое приводит к возникновению вихревых токов. Энергия последних переходит в тепло, посредством которого осуществляется непосредственно плавка металла. Поскольку электрическое сопротивление расплавляемого объекта мало, а индуцированные в нем токи достаточно велики, то нагрев происходит относительно быстро.

Металлургические процессы нуждаются в мощных источниках электроэнергии. Тепло, выделяемое движением вихревых токов, напрямую зависит от частоты переменного магнитного поля. Чтобы обеспечить максимальную производительность сталелитейного оборудования, используются специализированные генераторы, умножители и преобразователи частот.

Преимущества тигельных печей

К достоинствам металлоплавильных печей тигельного типа можно отнести: невысокий уровень шума, изолированность расплавленного металла от попадания различных нежелательных примесей, однородность полученного вещества и минимальное количество угарных газов. Конструкция тигельного оборудования позволяет регулировать температурный режим, что позволяет производить плавку разных видов металлов и их сплавов.

Читайте также: