Примеры индукционных печей и мер защиты

Примеры индукционных печей показаны на рис. 17.1. Индукционная тигельная печь с алюминиевым корпусом предприятия «Мосиндуктор» (рис. 17.1, а) применяется для плавки черных и цветных металлов и состоит из следующих основных частей: плавильный узел, тиристорный преобразователь частоты (ТПЧ), конденсаторная батарея, система охлаждения.

Рис. 17.1. Примеры современных компактных индукционных плавильных печей:

а — индукционная плавильная печь на 50—3000 кг; б — индукционная плавильная печь с тиристорным преобразователем на 5—200 кг.

Для исключения замыкания наведенных токов Фуко от магнитного поля индуктора и расплавления алюминиевого корпуса немагнитный алюминиевый корпус сделан из двух половин, которые электрически разделены друг от друга в задней и передней части с помощью изолирующих проставок. Прочный алюминиевый корпус хорошо держит нагрузки при плавке и наклонах печи при разливке металла. Внутри корпуса расположен индуктор из прямоугольной медной трубки с подводами для охлаждающей воды и клеммами для подключения электроэнергии. Сбоку алюминиевый корпус имеет приливы для крепления опорно-поворотного устройства, которое устанавливается на бетонное основание или стальную раму. Поворот печи осуществляется с помощью электродвигателя и редуктора. Плавильщик управляет поворотом печи с пульта дистанционного управления, установленного в удобном месте. В случае внезапного отключения электроэнергии или иного отказа электропривода и редуктора наклона печи можно слить металл, вращая рукоятку аварийного наклона печи. В верхней части корпуса имеется площадка с полостью для футеровки сливного носка. В нижней части корпуса имеется набивная подина, на которую устанавливается или набивается тигель. Контроль толщины тигля производят визуально или с помощью сигнализатора «проедания тигля». Тигли можно использовать как набивные, так и готовые.

Шкаф тиристорного преобразователя частоты (ТПЧ) выполнен из листовой стали, на передней панели находятся органы управления. Шкаф недостаточно надежно защищен от цеховой пыли, т. е. имеет недостаточную степень защиты по IP, как это было показано в гл. 8. Поэтому такой шкаф нуждается в периодической очистке. Но главная плата управления защищена лучше. Она для защиты от пыли помещена в коробку, которая закрывается на ключ. При вводе в эксплуатацию тиристорный преобразователь настраивается перед работой специалистами компании-поставщика. Плата управления сконструирована с применением современных цифровых технологий, она отвечает не только за управление, но и за защиту силовой электроники от таких факторов, как перенапряжение, замыкание индуктора, срыв инвертирования, снижение давления охлаждающей жидкости, пропадание одной фазы и т. п.

Для обеспечения безопасной эксплуатации конденсаторной водоохлаждаемой батареи надо исключить контакт охлаждаемых токопроводов с другими металлическими конструкциями, иначе может произойти перегорание этих токопроводов. Для охлаждения этих и других подобных индукционных печей используют хорошо очищенную или дистиллированную воду. Такие установки создают малый уровень шума от преобразователя и самой печи.

Индукционные тигельные печи с тиристорным преобразователем (рис. 17.1, б) предназначены для плавки от 5 до 200 кг цветных или от 5 до 100 кг черных металлов. Они мобильны, при необходимости легко переставляются с места на место. Печи также комплектуются универсальным среднечастотным транзисторным высоковольтным преобразователем марки СЧВ. Если в помещении, где планируется организовать литейное производство, имеются ограничения по подключаемой мощности, то можно подобрать именно ту мощность преобразователя, которая необходима, с соответствующей коррекцией веса плавки. Печи легко очищать от налипшего металла и шлаков. Замена тигля тоже осуществляется просто. Можно подбирать и вставлять тигли российских и китайских производителей. Шум от работы печи является высокочастотным (в диапазоне от 1 до 8 кГц), но уровень звукового давления не превышает допустимые уровни в 75—80 дБА. За счет того, что мощность транзисторного преобразователя небольшая, напряженность электрического и магнитного поля на рабочем месте также не превышает допустимых величин.