Actual Problems in Machine Building 2014 No. 1

I Международная научно-практическая конференция « Актуальные проблемы в машиностроении » Инновационные технологии в машиностроении ___________________________________________________________________ 33 УДК 621.365.5 РАЗВИТИЕ ИНДУКЦИОННОЙ ТИГЕЛЬНОЙ ПЛАВКИ В ПЕЧАХ ПРОМЫШЛЕННОЙ ЧАСТОТЫ Г. Е. ЛЕВШИН, доктор техн. наук, профессор, Д. С. КУЛЬДЯЙКИН, студент, А. В. ЛЕВАГИН, студент, (АлтГТУ, г. Барнаул) Левшин Г. Е. – 656038, г. Барнаул, пр. Ленина, 46, Алтайский государственный технический университет, e-mail: ntsc@desert.secna.ru Рассмотрены достоинства и недостатки индукционной тигельной плавки вертикальным магнитным потоком в печах промышленной частоты. Предложено уменьшить недостатки применением горизонтального потока, создаваемого устройствами с U-, O-, или C-образным магнитопроводом. Ключевые слова: Индукционная тигельная плавка, промышленная частота, вертикальный и горизонтальный магнитный поток, печь. Введение В литейных цехах распространяется индукционная плавка в индукторных тигельных печах с вертикальным магнитным потоком частотой f=50 Гц. Она отличается тем, что в каждом куске электропроводной шихты и внутри расплава, имеющих электросопротивление R ш , выделяется в течение времени t тепло Q. Оно создается вихревым замкнутым в горизонтальной плоскости током I в , который индуцируется непосредственно переменным вихревым электрическим полем и э.д.с. U в . Это поле в свою очередь индуцируется вертикальным переменным магнитным потоком Ф с индукцией B e и площадью S, который создается переменным же электрическим током I и в витках w индуктора, возбужденным э.д.с. U и источника электроэнергии. Действующие значения перечисленных величин можно оценить по формулам: Q=I в 2 Rt; I в =U в /R ш ; U в =4,44Фf =4,44B e Sf, B e = I и w/μ o . При этом происходят следующие превращения энергии: электрическая от э.д.с. источника→ магнитная (по закону полного тока)→ электрическая вихревого тока (по закону электромагнитной индукции) → тепловая (по закону Джоуля-Ленца). Анализ Это обеспечивает следующие преимущества плавки: 1) получение максимально возможных высоких температур во всем объеме шихты и расплава, а не в отдельных частях; 2) наименьший угар металла из-за его нагрева изнутри наружу, что особенно важно при плавке цветных металлов и сплавов с дорогими и редкими легирующими добавками; 3) получение более