НИЖЕГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ИМ. Р. Е. АЛЕКСЕЕВА

КАФЕДРА «ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ СУДОВ»

ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТА №2

№1-1 Автоматизация управления индукционной плавильной печью

Выполнили студенты гр. 07-ЭТУ:

Горшкова Е.Н

Дунаева М.А.

Морозов А.Н.

Принял: Плехов А. С.

НИЖНИЙ НОВГОРОД

2011 г

Цель работы: целью данных работ является изучение:

1. Технологических процессов управления плавкой металлов в индукционных печах:

• способов управления потоком электроэнергии;

• структуры систем управления;

• влияние параметров установки на процесс плавки.

2. Влияние процессов передачи и преобразования электроэнергии в индукционной печи и мер по обеспечению её качества:

• влияние тока нагрузки на качество электроэнергии (на коэффициент несимметрии и коэффициент мощности)

• мер по компенсации коэффициента несимметрии и коэффициента мощности.

1. Теоретическая часть

Установки, в которых происходит превращение электрической энергии в другие виды с одновременным осуществлением технологических процессов, в результате которых происходит изменение вещества, называют электротехнологическими.

Электротехнологические установки условно делятся на следующие группы:

• электротермические – установки, основанные на тепловом действии тока;

• электрохимические – установки, основанные на электрическом действии тока;

• электрофизические:

• электромеханические установки;

• электрокинетические;

• специальные – установки, представляющие совокупность различного рода воздействий, в частности, перенос энергии за счет электромагнитного поля.

По методу нагрева электротермические установки (ЭТУ) подразделяется следующим образом:

• печи сопротивления – с выделением теплоты в твердых или жидких телах, включенных непосредственно в электрическую цепь;

• дуговые – с выделением теплоты в электрической дуге;

• индукционные – с передачей электроэнергии нагреваемому телу, помещенному в переменное электрическое поле, и превращением ее в тепловую энергию при протекании индуцированных токов;

• диэлектрические – с выделением теплоты в диэлектриках и полупроводниках, помещенных в переменное электрическое поле;

• электронно-лучевые – с выделением теплоты при бомбардировке нагреваемого тела в вакууме потоком электронов, эмитируемых катодом;

• ионные с выделением теплоты в нагреваемом теле потоком ионов;

• лазерные – с выделением теплоты в нагреваемом теле при воздействии на него лазерных лучей;

• плазменные – с выделением теплоты, основанное на нагреве газа за счет пропускания его через дуговой разряд или высокочастотное электромагнитное или электрическое поле;

• сварочные – с выделением теплоты в нагреваемых телах в целях осуществления неразъемного соединения.

Рассмотрим электротермические процессы на примере индукционной канальной печи.

К основным достоинствам индукционных канальных печей можно отнести:

1. Минимальный угар (окисление) и испарение металла, так как нагрев происходит по всему объему. К наиболее нагретой части расплава, находящейся в каналах, нет доступа воздуха, а поверхность металла в ванне имеет сравнительно низкую температуру, по сравнению с температурой плавления.

2. Малый расход энергии на расплавление, перегрев и выдержку металла. Канальная печь имеет высокий электрический КПД благодаря использованию замкнутого магнитопровода.

В то же время высок и тепловой КПД печи, так как основная масса расплава находится в ванне, имеющей толстую теплоизолирующую футеровку.

3. Однородность химического состава металла в ванне благодаря циркуляции расплава, обусловленной электродинамическими и тепловыми усилиями. Циркуляция способствует также ускорению процесса плавки.

К основным недостаткам индукционных канальных печей относятся:

1. Тяжелые условия работы футеровки канала – подового камня. Стойкость этой футеровки снижается при повышении температуры расплава.

2. Необходимость постоянно держать в печи сравнительно большое количество расплавленного металла. Полный слив металла ведет к резкому охлаждению футеровки каналов и к ее растрескиванию.

3. Шлак на поверхности ванны имеет низкую температуру. Это затрудняет проведение нужных металлургических операций между металлом и шлаком.