Actual Problems in Machine Building 2014 No. 1

Innovative Technologies in Machine Building I International Scientific and Practical Conference « Actual Problems in Machine Building » ________________________________________________________________ 34 чистого сплава из-за малого числа источников загрязнения и окисления; 4) устойчивый режим работы и простое и широкое регулирование мощности и температуры; 5) облегченная возможность плавки в вакууме или в специальной газовой среде; 6) относительно легкие и гигиеничные условия труда; 7) возможность полного опорожнения тигля с последующей завалкой твердой шихты; 8) возможность питания печи непосредственно от промышленной электросети без использования дорогих преобразователей частоты, охлаждаемых кондиционной водой. Однако имеются и недостатки. 1. Вертикальный магнитный поток (поле) в этих печах создается невысоким индуктором с почти горизонтальными витками и поэтому является очень неоднородным. Оно имеет близкую к тороидальной форму и разное направление векторов индукции относительно центра индуктора, а также неравномерное распределение величины индукции в его рабочей полости: 1) по высоте – у торцов она почти в 2 раза меньше, чем в средине; 2) по сечению – у витков она заметно больше, чем в центре. Это приводит к появлению значительных разнонаправленных градиентов индукции и электромагнитных сил в расплаве, его интенсивному перемешиванию в разных направлениях и повышенному расходу энергии. Оно обусловливает повышенный износ тигля и замешивание в расплав продуктов износа, воздуха, флюсов и шлака. Это увеличивает брак отливок по включениям. Однако перемешивание облегчает протекание реакций между металлом и шлаком и способствует получению однородного сплава и равномерного химического состава расплава. 2. Помимо рабочего магнитного потока индуктор создает и магнитный поток рассеяния такой же величины, не участвующий в нагреве шихты и расплава. Существенная часть рабочего потока с наибольшим значением индукции не используется, т. к. проходит по неэлектропроводным стенкам тигля и воздушному зазору между тиглем и индуктором, а не по шихте или расплаву. Все это уменьшает полезное использование потока почти до 40 %, а коэффициент мощности cos φ до 0,03 – 0,10 и повышает расход энергии. 3. Для повышения cos φ и полезного использования электроэнергии необходимы устройства по компенсации реактивной мощности (обычно конденсаторы) 4. Витки индуктора охватывают тигель, расположены максимально близко к нему почти горизонтально и соосно с вертикальной осью тигля и являются опорой для него. Они выполнены полыми из медной трубки, внутри которой под давлением до 0,2 – 0,7 МПа протекает со скоростью 1 – 1,5 м/с охлаждающая кондиционная вода (дистиллированная или с содержанием механических примесей до 80 г/ м 3 , определенной жесткостью до 7 г-экв/м 3 , температурой 35 – 40 °С и водородным показателем pH=7). Поверх трубки нанесена электроизоляция. Охлаждение такой водой повышает расходы по ее кондиционированию и созданию повышенного давления.