Индукционные канальные печи в чугунолитейном производстве

Схема и принцип действия. Индукционные канальные печи в чугунолитейном производстве используются в качестве миксеров, плавильных печей и заливочных устройств.

Важнейшая конструктивная часть индукционной канальной Печи — индукционная канальная единица, представляет собой трансформатор с железным сердечником (рис. 12.7). Поэтому с электротехнической точки зрения канальная печь является более совершенным агрегатом, чем тигельная — аналог воздушного трансформатора. Индуктор 1 из медной шинки, расположенный вокруг стержня магнитопровода 4, является первичной обмоткой трансформатора. Жидкий металл в подковообразном канале 3 пред­ставляет собой единственный виток вторичной обмотки транс­форматора. Поскольку этот виток коротко замкнут металлом ван­ны 2, вторичная обмотка. является одновременно и нагрузкой трансформатора, в которой выделяется теплота. Теплота, выделяю­щаяся в канале, передается в ванну печи.

Рис. 12.7. Схема индукционной канальной единицы: 1 — индуктор; 2 — металл в ванне; 3 — металл в канале; 4 — магнитопровод

В связи с тем, что элект­ромагнитная связь между первичной и вторичной обмотками осу­ществляется с помощью магнитопровода, величина магнитного потока рассеяния невелика и cos ср« 0,9. В результате этого потреб­ность в конденсаторах для индукционных чугуноплавильных ка­нальных печей во много раз меньше, чем для тигельных печей.

Современные индукционные канальные единицы имеют спе­циально разработанную форму канала, которая обеспечивает ин­тенсивную одностороннюю циркуляцию в нем металла. Это обес­печивает отсутствие опасного для футеровки перегрева металла в канале даже при мощности канальной единицы 3000 кВт.

Кроме того, отработана технология замены индукционной ка­нальной единицы без полного слива металла из печи. Это позво­ляет использовать канальные печи не только в качестве миксеров

Рис. 12.8. Индукционный канальный миксер шахтного типа: 1 — гидроцилиндры; 2 — сифонный желоб; 3 — съемная крышка; 4 — окно; 5 — крышка окна; 6— полость канала; 7— индуктор; 8— магнитопровод; 9, 77 — отвер­стия под ось для поворота печи; 10 — передняя стойка печи; 12 — задняя стойка

и заливочных устройств, но и в качестве высокопроизводитель­ных и экономичных чугуноплавильных агрегатов.

На рис. 12.8 показан индукционный канальный миксер емкос­тью 40 т. Он предназначен для накопления металла, выплавляе­мого в плавильных печах, усреднения его химического состава и температуры (миксирования), обеспечения перегрева в случае необходимости до заданной температуры и выдачи в транспорт­ные или заливочные ковши.

Рабочее пространство печи имеет цилиндрическую форму с вер­тикальной осью. Оно закрыто съемной футерованной крышкой 3. Такие печи называют печами шахтного типа. Печь имеет две съем­ных канальных единицы мощностью по 700 кВт каждая. Слив ме­талла осуществляется через сифонный желоб 2, конструкция кото­рого исключает попадание воздуха в печь и угар металла. Для залив­ки металла в миксер имеется второй сифонный желоб, располо­женный на той же стенке печи (на схеме не показан). Шлак скачи­вают через окно 4, закрываемое крышкой 5, один раз в две недели. За это время его накапливается около 40 кг. Печь наклоняют с по­мощью гидроцилиндров 1. Для слива металла печь поворачивают вокруг оси, вставленной в отверстие 9 корпуса печи передней стой­ки 10. При сливе шлака ось вставляется в отверстия 11 корпуса печи и задней стойки 12. Каналы индукционных единиц сообщаются с ванной печи через полости 6. Каждая канальная единица имеет свой магнитопровод 8 и охлаждаемый воздухом индуктор 7.

Сравнительный анализ эффективности процессов плавки чугуна в современных печах*

№ п/п	Показатель	Тип печи
		Закрытая вагранка	Газовая вагранка	эдп трехфазная	эдппт	итп промышлен­ной частоты	ИТП средней частоты	ичк
1. Условия труда
1	Уровеньшума, дБ	80 постоянно		До 100	До 92 при расплавле­нии, 75 после	30...70 при рас­плавлении		50...70 при рас­плавлении
2	Содержание в воз­духе рабочей зоны при выпуске металла: СО графитовой пыли	12,1 1,9		:	9,1 1,7	8,5 1,5-		8,7 1,6
3	Безопасность работы	Источник взрывоопасности		Источник электроопасности		Источник электро- и взрывоопасности		Источник электро­опасности
2. Экология
4	Газообразование, м^3/т	1000	—	—	40...60	4	—	5
5	Содержание пыли в отходящих газах, кг/т	3...18			3...7	0,3		0,3

Наряду с вертикальными (шахтными) индукционными каналь­ными печами существуют горизонтальные (барабанные) печи в

3. Металлургические возможности
6	Угар, %	5...7	—	—	3...4	До 2	—	До 2
1	Возможность переплава стружки	После брике­тирования	—	—	Целесообразно брикетировать	После прокалки	—	После прокалки
8	Возможность науглероживания	Макси­мальная	Удовлетво­рительная	Низкая	Хорошая
9	Возможность десульфурации	Пригар серы	Низкая	Макси­мальная	Хорошая	Низкая
10	Переход на другой химический состав	Затруднен	Затруднен	Прост	Прост	Затруднен из-за нали­чия «болота»	Прост	Затруднен из-за наличия «болота»
11	Возможность микси- рования с учетом расхода энергии	Нет	Нет	110 кВт-ч/т	110 кВт-ч/т	60 кВт- ч/т	60 кВт-ч/т	До 50 кВт-ч/т
12	Расход энергии на 1 т жидкого металла	До 350 кВт-ч + + 150 кг кокса	120 м^3природно­го газа	550 кВт-ч	520 кВт-ч	550... 640 кВт-ч	500... 600 кВт-ч	475 кВт-ч
13	Удельные капиталь­ные затраты на 1 т жидкого металла	Макси­мальные	Мини­мальные	Средние	Средние	Выше средних	Средние	Средние

* Тип печей: ЭДП — электродуговая печь; ЭДППТ — то же, постоянного тока; ИТП — индукционная тигельная печь; ИЧК — индукционная чугуноплавильная канальная печь.

форме цилиндра с горизонтальной осью вращения, в торцовых стенках которого имеются сифонные желобы для заливки и вьь пуска металла. Для выпуска металла корпус печи поворачивается на опорных роликах так, чтобы сливной носок оказался ниже уров­ня металла в ванне печи.