14. Подогрев дутья.

Наиболее эффективным способом интенсификации работы топливных печей, включая вагранки, является подогрев дутья за счет тепла отходных газов. Существует несколько типов рекуператоров: радиационные, конвективные, комбинированные и т.п.

В радиационных тепло передается излучением. Количество тепла: ,

– коэффициент лучистого теплообмена, зависящий от состава дымовых газов и от диаметра рекуператора; - площадь теплообмена; -время.

Радиационные рекуператоры(труба в трубе) могут устанавливаться в трубе вагранки в зоне максимальных температур(щелевые рекуператоры). Они хорошо работают в зоне высоких температур – более 1000 ⁰С.

Конвективные передают тепло воздуху за счет конвекции(смешивания).

Количество тепла рассчитывается в виде: , , , , . Коэффициент n и A определяются эмпирическим путем.

Конвективные трубчатые рекуператоры устанавливаются на дымовых газах с температурой <1000 ⁰C.

21 Индукционные канальные печи

К анальные печи используют в литейном произ­водстве в качестве миксеров, раздаточных и плавильных печей.

Принцип действия канальной печи состоит в том, что переменный магнитный поток Ф пронизывает замкнутый кон­тур, образованный жидким металлом, и возбуждает в этом кон­туре напряжение U₂ и ток I₂.

Контур жидкого металла окружен со всех сторон огнеупор­ным материалом, заключенным в стальной корпус. Пространство в огнеупорном материале, которое заполняется жидким метал­лом, имеет форму изогнутого канала. Рабочее пространство печи соединено с каналом двумя отверстиями, поэтому при заполнении печи жидким металлом образуется замкнутый контур. Если в печи нет металла или его недостаточно для образования замкнутого контура, то печь работать не может. В этом случае при подаче напряжения на катушку в канале, являющемся вторичным витком, создается вихревое электрическое поле и соответствующее напряжение. Однако из-за того, что в канале нет металла, его электрическое сопротив­ление велико и ток в нем не протекает. При разомкнутом вторичном контуре в катушке протекает сравнительно не­большой ток, необходимый для намагничивания магнитопровода и называемый током холостого хода.

При протекании тока по каналу вокруг него создается магнитное поле, а следовательно, и магнитный поток. Так как магнитный поток канала зависит от расстояния до катушки, то расстояние от канала до катушки выбирают минимальным. От магнитного потока канала зависят индуктивная мощность печи. Чем больше магнитный поток канала, тем больше индуктивная мощность печи.

Во время работы печи наблюдается непрерывное движение жидкого металла в канале и в месте соединения канала с ванной печи ( из-за перегрева ме­талла в канале и воздействия магнитного поля). Температура металла в канале на 50—150 °С выше темпе­ратуры металла в ванне печи. Электродинамические силы, возникающие вследствие воздействия магнитного поля, стремятся сжать и вытолкнуть металл из канала.

Замкнутые каналы в канальных печах могут выполняться вертикальными и горизонтальными. Индукционные канальные печи с вертикальным каналом по форме рабочего пространства и конструктивному исполнению канала могут быть:

- а)барабанные с U-образным исполнением каналов;

- б)вертикальные (шахтные) с U-образным исполнением каналов;

- в)вертикальные (шахтные) с прямоугольным исполнением каналов.

Индукционные канальные печи применяются для плавки медных и алюминиевых сплавов, а также для пере­грева и миксерования чугуна. Сейчас разработаны конструкции ванных индукционных канальных печей большой емкости.

П ечи данной конструкции предназначены для длительной выдерж­ки значительного количества расплава, т.е. используется как миксерные печи.

Преимущества: - высокий КПД; - низкие удельные расходы эл. энергии (~50 кВт.ч на 1 т жидкого Ме при перегреве на 100 ⁰С)