Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н.Ельцина

Кафедра электротехники и электротехнологических систем

РАСЧЁТ

ИНДУКЦИОННОЙ КАНАЛЬНОЙ ПЕЧИ КУРСОВАЯ РАБОТА ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА 140605 344250 006 ПЗ

Руководитель _____________ Идиятулин А.А. ___ . ___ . 2011

Студент _____________ Щелканов А.В. гр. ЭЗ-48044КУку ___ . ___ . 2011 Екатеринбург, 2011

ЗАДАНИЕ

студенту гр. ЭЗ-48044КУку Щелканову Алексею Владиславовичу

1 Тема работы Расчёт индукционной канальной печи

2 Исходные данные для проектирования

Полная ёмкость, т………………………	2,5
Выплавляемый сплав………….. ………	медь

3 Объём работы (перечень подлежащих разработке вопросов)

Пояснительная записка

1. Описание конструкции и принципа действия печи; 2. Назначение печи; 3. Достоинства и недостатки печи; 4. Электрический расчёт печи; 5. Тепловой расчёт печи; 6. Расчёт охлаждения индуктора; 7. Выбор электропечного трансформатора; 8. Выбор конденсаторов для повышения коэффициента мощности.

Графическая часть

1. Индукционная канальная печь. Общий вид.

содержание

Задание на проектирование…………………………………………………………	–
Содержание…………………………………………………………………..............	2
Перечень листов графических документов………………………………………...	3
Введение………………………………………………………………………….......	4
1 Общие положения…………………………………………………………………	5
1.1 Общие сведения………………………………………………………………..	5
1.2 Принцип действия печи……………………………………………………….
1.3 Конструктивные особенности печи…………………………………………..
1.4 Характеристики выплавляемого сплава……………………………………...
2 Электрический расчёт……………………………………………………………..
2.1 Определение ёмкости печи…………………………………………………....
2.2 Определение объёма ванны и выбор формы ванны печи…………………..
2.3 Определение мощности печи…………………………………………………
2.4 Расчёт индукционной единицы……………………………………………….
2.5 Расчёт электрических параметров печи……………………………………...
2.6 Определение мощности батареи конденсаторов…………………………….
2.7 Выбор электропечного трансформатора……………………………………..
3 Тепловой расчёт………………………………………...
4 Расчёт охлаждения индуктора…………………………………………………….
Список использованных источников……………………………………………….

Перечень листов графических документов

Лист	Наименование документа	Обозначение документа	Формат
Лист 1	Индукционная канальная печь ИЛК. Общий вид	140605 344250 006 ВО	А2

Введение

Индукционные плавильные печи относятся к электротермическому оборудованию, работающему на принципе преобразования энергии переменного электромагнитного поля, поглощаемой электропроводным нагреваемым объектом, в тепловую энергию.

Выделение тепла непосредственно в нагреваемом объекте обеспечивает более совершенное использование этого тепла и, следовательно, бóльшие скорости нагрева и плавления, т.е. высокую производительность индукционных печей, а зачастую и более высоким КПД по сравнению с установками косвенного нагрева (с передачей энергии путём теплопроводности, конвекцией, излучением).

Наличие электромагнитного перемешивания, компактность, возможность применения вакуума или защитной атмосферы способствуют широкому применению индукционных плавильных печей в промышленности для плавки чёрных (стали, чугун) и цветных металлов (медь и сплавы на её основе, алюминий и сплавы на его основе) /3/.

В настоящее время существует два типа индукционных плавильных печей: канальные и тигельные.

В данной работе рассматривается канальный тип индукционной печи: производятся электрический и тепловой расчёты индукционной канальной печи (далее по тексту – ИКП), расчёт охлаждения индуктора, выбор электропечного трансформатора для питания печи и определение мощности конденсаторной батареи для повышения коэффициента мощности.

1. Общие положения

1.1 Общие сведения /1/

1.1.1 ИКП в основном используются для плавки цветных металлов (медь и сплавы на медной основе, цинк, алюминий и их сплавы) и чугуна, а также в качестве миксеров для тех же металлов. Использование ИКП для плавки стали, ограничивается из-за недостаточной стойкости фу­теровки.

Наличие в ИКП электродинамического и теп­лового движения расплавленного металла или сплава обеспечивает однород­ность химического состава и равномерность температуры расплавленного ме­талла или сплава в ванне печи.

1.1.2 К основным достоинствам ИКП можно отне­сти:

а) минимальный угар (окисление) и испарение металла, т.к. нагрев происходит снизу. К наиболее нагретой части расплава, находящейся в каналах, нет доступа воздуха, а поверхность металла в ванне имеет сравнительно низкую температуру;

б) малый расход энергии на расплавление, перегрев и выдержку металла. Канальная печь имеет высокий электрический КПД благодаря использованию замкнутого магнитопровода;

в) высокий тепловой КПД печи, т.к. основная масса рас­плава находится в ванне, имеющей толстую теплоизолирующую футеровку;

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

1.1.3 К основным недостаткам ИКП относятся:

а) тяжелые условия работы футеровки канала – подового камня. Затруднена плавка в этих печах также низкосортной, загрязненной шихты – вследствие зарастания кана­лов;

б) необходимость постоянно (даже при длительных перерывах в работе) держать в печи сравнительно большое количество расплавленного металла. Полный слив металла ведет к резкому охлаждению футеровки каналов и к ее растрескиванию. По этой причине невозможен также быстрый переход с одной марки выплавляемого сплава на другую;

в) шлак на поверхности ванны имеет низкую температуру. Это затрудня­ет проведение нужных металлургических операции между металлом и шлаком. По этой же причине, а также ввиду малой циркуляции расплава вблизи поверх­ности затруднено расплавление стружки и легкого скрапа.