Плавка металла методом индукции широко применяется в разных отраслях: металлургии, машиностроении, ювелирном деле. Простую печь индукционного типа для плавки металла в домашних условиях можно собрать своими руками.
Принцип действия
Нагрев и плавка металлов в индукционных печах происходят за счет внутреннего нагрева и изменения кристаллической решетки металла при прохождении через них высокочастотных вихревых токов. В основе этого процесса лежит явление резонанса, при котором вихревые токи имеют максимальное значение.
Чтобы вызвать протекание вихревых токов через расплавляемый металл, его помещают в зону действия электромагнитного поля индуктора — катушки. Она может иметь форму спирали, восьмерки или трилистника. Форма индуктора зависит от размеров и формы нагреваемой заготовки.
Катушка индуктора подключается к источнику переменного тока. В производственных плавильных печах используют токи промышленной частоты 50 Гц, для плавки небольших объемов металлов в ювелирном деле используют высокочастотные генераторы, как более эффективные.
Виды
Вихревые токи замыкаются по контуру, ограниченному магнитным полем индуктора. Поэтому нагрев токопроводящих элементов возможен как внутри катушки, так и с внешней ее стороны.
- Поэтому индукционные печи бывают двух типов:
- канальные, в которых емкостью для плавки металлов являются каналы, расположенные вокруг индуктора, а внутри него расположен сердечник;
- тигельные, в них используется специальная емкость — тигель, выполненный из жаропрочного материала, обычно съемный.
Канальная печь слишком габаритная и рассчитана на промышленные объемы плавки металлов. Её используют при выплавке чугуна, алюминия и других цветных металлов.
Тигельная печь довольно компактна, ей пользуются ювелиры, радиолюбители, такую печь можно собрать своими руками и применять в домашних условиях.
Устройство
- Самодельная печь для плавки металлов имеет довольно простую конструкцию и состоит из трех основных блоков, помещенных в общий корпус:
- генератор переменного тока высокой частоты;
- индуктор — спиралевидная обмотка из медной проволоки или трубки, выполненная своими руками;
- тигель.
Тигель помещают в индуктор, концы обмотки подключают к источнику тока. При протекании тока по обмотке вокруг нее возникает электромагнитное поле с переменным вектором. В магнитном поле возникают вихревые токи, направленные перпендикулярно его вектору и проходящие по замкнутому контуру внутри обмотки. Они проходят через металл, положенный в тигель, при этом нагревая его до температуры плавления.
Достоинства индукционной печи:
- быстрый и равномерный нагрев металла сразу после включения установки;
- направленность нагрева — греется только металл, а не вся установка;
- высокая скорость плавления и однородность расплава;
- отсутствует испарение легирующих компонентов металла;
- установка экологически чиста и безопасна.
В качестве генератора индукционной печи для плавки металла может быть использован сварочный инвертор. Также можно собрать генератор по представленным ниже схемам своими руками.
Печь для плавки металла на сварочном инверторе
Эта конструкция отличается простотой и безопасностью, так как все инверторы оборудованы внутренними защитами от перегрузок. Вся сборка печи в этом случае сводится к изготовлению своими руками индуктора.
Выполняют его обычно в форме спирали из медной тонкостенной трубки диаметром 8-10 мм. Ее сгибают по шаблону нужного диаметра, располагая витки на расстоянии 5-8 мм.
Количество витков — от 7 до 12, в зависимости от диаметра и характеристик инвертора.
Общее сопротивление индуктора должно быть таким, чтобы не вызывать перегрузки по току в инверторе, иначе он будет отключаться внутренней защитой.
Индуктор можно закрепить в корпусе из графита или текстолита и установить внутрь тигель. Можно просто поставить индуктор на термостойкую поверхность. Корпус не должен проводить ток, иначе замыкание вихревых токов будет проходить через него, и мощность установки снизится. По этой же причине не рекомендуется располагать в зоне плавления посторонние предметы.
При работе от сварочного инвертора его корпус нужно обязательно заземлять! Розетка и проводка должны быть рассчитаны на потребляемый инвертором ток.
Индукционная печь на транзисторах: схема
Существует множество различных способов собрать индукционный нагреватель своими руками. Достаточно простая и проверенная схема печи для плавки металла представлена на рисунке:
- Чтобы собрать установку своими руками, понадобятся следующие детали и материалы:
- два полевых транзистора типа IRFZ44V;
- два диода UF4007 (можно также использовать UF4001);
- резистор 470 Ом, 1 Вт (можно взять два последовательно соединенных по 0,5 Вт);
- пленочные конденсаторы на 250 В: 3 штуки емкостью 1 мкФ; 4 штуки — 220 нФ; 1 штука — 470 нФ; 1 штука — 330 нФ;
- медный обмоточный провод в эмалевой изоляции Ø1,2 мм;
- медный обмоточный провод в эмалевой изоляции Ø2 мм;
- два кольца от дросселей, снятых с компьютерного блока питания.
Последовательность сборки своими руками:
- Полевые транзисторы устанавливают на радиаторы. Поскольку схема в процессе работы сильно греется, радиатор должны быть достаточно большими. Можно установить их и на один радиатор, но тогда нужно изолировать транзисторы от металла с помощью прокладок и шайб из резины и пластика. Распиновка полевых транзисторов приведена на рисунке.
- Необходимо изготовить два дросселя. Для их изготовления медную проволоку диаметром 1,2 мм наматывают на кольца, снятые с блока питания любого компьютера. Эти кольца состоят их порошкового ферромагнитного железа. На них необходимо намотать от 7 до 15 витков проволоки, стараясь выдерживать расстояние между витками.
- Собирают перечисленные выше конденсаторы в батарею общей емкостью 4,7 мкФ. Соединение конденсаторов — параллельное.
- Выполняют обмотку индуктора из медной проволоки диаметром 2 мм. Наматывают на подходящий по диаметру тигля цилиндрический предмет 7-8 витков обмотки, оставляют достаточно длинные концы для подключения к схеме.
- Соединяют элементы на плате в соответствии со схемой. В качестве источника питания используют аккумулятор на 12 В, 7,2 A/h. Потребляемый ток в режиме работы — около 10 А, емкости аккумулятора в этом случае хватит примерно на 40 минут.При необходимости изготовляют корпус печи из термостойкого материала, например, текстолита.Мощность устройства можно изменить, поменяв количество витков обмотки индуктора и их диаметр.
При продолжительной работе элементы нагревателя могут перегреваться! Для их охлаждения можно использовать вентилятор.
Индукционный нагреватель для плавки металла: видео
Индукционная печь на лампах
Для генерации высокочастотного тока используются 4 лучевые лампы, соединенные параллельно. В качестве индуктора используется медная трубка диаметром 10 мм. Установка оснащена подстроечным конденсатором для регулировки мощности. Выдаваемая частота — 27,12 МГц.
Для сборки схемы необходимы:
- 4 электронные лампы — тетрода, можно использовать 6L6, 6П3 или Г807;
- 4 дросселя на 100…1000 мкГн;
- 4 конденсатора на 0,01 мкФ;
- неоновая лампа-индикатор;
- подстроечный конденсатор.
Сборка устройства своими руками:
- Из медной трубки выполняют индуктор, сгибая ее в форме спирали. Диаметр витков — 8-15 см, расстояние между витками не менее 5 мм. Концы лудят для пайки к схеме. Диаметр индуктора должен быть больше диаметра помещаемого внутрь тигля на 10 мм.
- Размещают индуктор в корпусе. Его можно изготовить из термостойкого не проводящего ток материала, либо из металла, предусмотрев термо- и электроизоляцию от элементов схемы.
- Собирают каскады ламп по схеме с конденсаторами и дросселями. Каскады соединяют в параллель.
- Подключают неоновую лампу-индикатор — она будет сигнализировать о готовности схемы к работе. Лампу выводят на корпус установки.
- В схему включают подстроечный конденсатор переменной емкости, его ручку также выводят на корпус.
Охлаждение схемы
Промышленные плавильные установки оснащены системой принудительного охлаждения на воде или антифризе. Выполнение водяного охлаждения в домашних условиях потребует дополнительных затрат, сопоставимых по цене со стоимостью самой установки для плавки металла.
Выполнить воздушное охлаждение с помощью вентилятора можно при условии достаточно удаленного расположения вентилятора. В противном случае металлическая обмотка и другие элементы вентилятора будут служить дополнительным контуром для замыкания вихревых токов, что снизит эффективность работы установки.
Элементы электронной и ламповой схемы также способны активно нагреваться. Для их охлаждения предусматривают теплоотводящие радиаторы.
Меры безопасности при работе
- Основная опасность при работе с самодельной установкой — опасность получения ожогов от нагреваемых элементов установки и расплавленного металла.
- Ламповая схема включает элементы с высоким напряжением, поэтому её нужно разместить в закрытом корпусе, исключив случайное прикосновение к элементам.
- Электромагнитное поле способно воздействовать на предметы, находящиеся вне корпуса прибора. Поэтому перед работой лучше надеть одежду без металлических элементов, убрать из зоны действия сложные устройства: телефоны, цифровые камеры.
Не рекомендуется использовать установку людям с вживлёнными кардиостимуляторами!
Печь для плавки металлов в домашних условиях может использоваться также для быстрого нагрева металлических элементов, например, при их лужении или формовке.
Характеристики работы представленных установок можно подогнать под конкретную задачу, меняя параметры индуктора и выходной сигнал генераторных установок — так можно добиться их максимальной эффективности.
Источник: https://gidpopechkam.ru/pechki/indukcionnaya-pech-dlya-plavki-metalla.html
Индукционные печи: от приготовления еды до плавки металла
В одном из предыдущих материалов мы уже рассказывали об индукционной технологии. Заведения общественного питания всё чаще оснащают свои кухни индукционными плитами и духовыми шкафами. Несмотря на высокую стоимость такого оборудования, преимущества от его использования вполне очевидны.
Нашла применение эта технология и в сфере, совсем не связанной с приготовлением пищи – металлургии. Индукционные печи успешно применяются не только в промышленной плавке металла (где постепенно приходят на смену традиционным печам), но и активно используются на небольших металлургических предприятиях.
Технология
Как мы уже знаем, в индукционных установках (и плавильные печи не исключение) нагрев объекта(-ов) происходит благодаря действию электромагнитного поля. Однако плавка металла – процесс высокотехнологичный, и потому установки для него имеют свои конструкционные и технологические особенности.
Состоит индукционная печь из индуктора, каркаса, камеры (тигеля) для нагрева (плавки), вакуумной системы (опционально) и механизмов наклона печи или перемещения нагреваемых изделий в пространстве.
Плавильный тигель, обычно, имеет удобную цилиндрическую форму и выполнен из огнеупорного материала. Распложен он в полости индуктора, подключенного к источнику переменного тока.
Плавится металлическая шихта, помещенная в тигель, за счет поглощения электромагнитной энергии.
Достоинства и недостатки
Главным достоинством, безусловно, является отсутствие в процессе нагрева промежуточных стадий. Тепло сразу передается объекту. Это экономит и время, и электроэнергию.
Печь быстро плавит мелкую шихту. При этом температура в камере распределяется равномерно без местных перегревов. Тем самым обеспечивается однородность химического состава в многокомпонентных сплавах.
Одна из отличительных особенностей индукционной печи – возможность создания в установке любой атмосферы (окислительной, восстановительной, нейтральной). И это при любом давлении.
Наконец, оптимальная форма тигля и его хорошая защита от термических и механических повреждений позволяют полностью сливать расплавленный металл из установки.
Индукционные печи отличает простота и удобство в управлении, регулировке, обслуживании. А возможность автоматизации основных процессов делает эти установки весьма высокопроизводительными.
Из недостатков специалисты выделяют только два момента. Во-первых, низкую температуру шлаков, передаваемых на расплав для его технологической обработки. Дело в том, что шлак в установке разогревается от металла и, следовательно, его температура всегда ниже.
Во-вторых, у небольших (компактных) установок слабым местом является футеровка (термостойкость и защита от механических повреждений).
При высоких температурах расплава во время полного слива металла может происходить резкое колебание температуры футировки.
Виды печей
На самом деле их много, т. к. эти установки находят свое применение в самых различных областях. К примеру, в стоматологии и ювелирном производстве. Поэтому мы расскажем только о наиболее востребованных видах.
Современные индукционные печи способны плавить металл от 5 кг до нескольких десятков тонн. Говорить о промышленных вариантах смысла не имеет. Такие мощные комплексы – тема для отдельного материала. А вот о компактных установках, доступных небольшим фирмам, поговорим подробнее.
Индукционные тигельные печи до 200 кг плавки
Эти установки с транзисторным преобразователем используются для плавки от 5 до 200 кг цветных металлов и от 5 до 100 кг черных металлов. Их главное достоинство – мобильность. При необходимости они легко переставляются с места на место.
Печи комплектуются универсальным среднечастотным транзисторным высоковольтным преобразователем. Поэтому, если есть ограничения по подключаемой мощности, то её можно легко отрегулировать.
Применяются установки для нагрева массивных деталей перед кузнечной обработкой либо их глубокой закалки. Ну и, конечно, для плавки металлов. Графитовые тигли используются для плавки стекла, кремния, а также стали и чугуна, которые обладают ферромагнитными свойствами. Керамические тигли – для плавки меди, латуни, бронзы, золота и серебра. Стальные и чугунные тигли используются для плавки алюминия.
Вообще, КПД такой печи доходит до 98%. Время плавки – не более 1 часа. Сталь, выплавленная в индукционной установке (и даже компактной), на 30% крепче, выплавленной в обычной печи за счет более высокой однородности сплава.
Однако нельзя не сказать о некоторых недостатках. Из-за небольшой толщины тигля и, как уже говорилось выше, проблем с футеровкой происходит быстрая потеря тепла.
Профессионалы советуют на малых установках производить плавку как можно быстрее, а последующую плавку желательно на горячем тигле. Другим неудобством является отсутствие в комплекте поставки системы водоохлаждения.
Её, к сожалению, придется приобретать отдельно.
Тем не менее, по мнению специалистов, приобретение ИП с весом плавки до 200 кг – это один из лучших вариантов начала собственного металлургического дела или расширения уже существующего.
Вакуумные индукционные печи до 200 кг плавки
Печи с вакуумной обработкой металла применяются для образования сплавов точного химического состава. Полученная в них высококачественная сталь используется в продукции с высокой добавленной стоимостью.
Плавка в вакууме позволяет получить более чистые металлы и сплавы. Происходит это, во-первых, за счет интенсивного удаления газов и примесей, которые входят в состав исходных материалов. Во-вторых, за счет почти полного слияния присаживаемых компонентов с расплавливаемым материалом. Тогда как при воздушной плавке часть компонентов теряется.
Современные вакуумные печи имеют различные приспособления, позволяющие без нарушения вакуума производить различные технологические операции.
Например, бункер для дополнительных порций шихты, дозаторы для введения в тигель в определенном порядке присадочных материалов, устройства для измерения температуры жидкого металла термопарой и для взятия его проб, скребки для зачистки тигля после слива металла и пр.
Не стоит пугаться сложности освоения установок. На самом деле технологии в производстве индукционных печей достигли такого уровня, что ИП способны работать безостановочно 24 часа, а квалификация оператора может быть минимальной.
Резюме
Производителей индукционных плавильных печей множество. Но лидером, и в этом нет ничего удивительного, является Китай. Поднебесная уже давно занимает мировое первенство по производству металлопроката.
Не уступает, а в чем-то даже и превосходит китайское оборудование модельный ряд российских производителей.
Наше Отечество, безусловно, также сильно своими металлургическими достижениями, поэтому потенциальному покупателю выбирать есть из чего.
Цены на печи примерно одинаковы и начинаются от 250 тысяч рублей. При этом не стоит бояться отсутствия каких-либо гарантий на китайское оборудование. Не тот случай. Здесь как раз всё в порядке. На ИП есть и гарантия и даже сервис-центры по всему миру.
Владислав Пермин, специально для Equipnet.ru
Источник: https://www.equipnet.ru/articles/tech/tech_1351.html
Каталог графитовых тиглей
Графитовые тигли по выгодным ценам от предприятия-изготовителя. Прочные и долговечные тигли из графита с доставкой по всей стране. «Графит-УССО»: выгодные условия на всех этапах сотрудничества!
Современные производители предлагают широкий выбор тиглей из различных материалов. Одну группу изделий составляют металлические тигли. Их используют довольно редко, поскольку они имеют свойство сплавляться с другими металлами. Более практичные изделия выполнены из твёрдого стекла и кварца.
Они отлично подходят для работы с металлами с низкой температурой плавления, но для алюминиевых сплавов они уже непригодны. Также тигли изготавливают из окислов-силикатов, извести, огнеупорной глины и многих других материалов, но все они в плане прочности значительно уступают графитовым изделиям.
| Тигель графитовый |  Тигель 528-018 |
 Тигель 776-247 |
Сделать заказ
Тигли из графита – это огнеупорные ёмкости, которые применяют для сжигания, нагрева, плавления, разливки металлических материалов. Чаще всего их используют в металлургической и химической отраслях промышленности.
В индукционных печах с помощью тиглей осуществляют плавление и пробирование цветных и чёрных металлов. Тигли для печей прямого нагрева представляют собой удлинённую ёмкость со специальным сливным «носиком». Ещё одна сфера применения графитовых тиглей – ювелирная промышленность.
Их также помещают в индукционные печи и нагревают. Этим методом получают золотые, серебряные, бронзовые украшения любой сложности.
Графитовые тигли могут иметь разный состав: для производства одних используют чистый графит, для изготовления других – смесь графитового порошка и связующих материалов.
Первые считаются наиболее прочными и огнеупорными. Металлический расплав в таком тигле самостоятельно окружает себя восстановительной атмосферой.
Изделия из смеси материалов менее износоустойчивы и загрязняются уже после первого использования.
Особенности тиглей из графита
В целом, графитовые тигли подходят для работы с различными металлами и сплавами, включая медь, цинк, алюминий, никель, бронзу, сталь и др. Именно содержание в них графита определяет главные преимущества изделий:
- 1) такой тигель не смачивается расплавами металлов;
- 2) в процессе плавки металла происходят естественные процессы удаления кислорода и восстановления оксидов металла;
- 3) графитовые тигли обладают длительным сроком эксплуатации;
- 4) они устойчивы к предельно высоким температурам (до 2500 ˚С). Благодаря этому свойству можно значительно сократить рабочий процесс;
- 5) такие тигли можно использовать при лабораторном анализе на определение процента содержания водорода, азота и кислорода в металлах;
- 6) в отличие от керамических и стеклянных тиглей, графитовые можно использовать повторно после их зачистки и шлифовки;
- 7) тигли из графита обладают высокой механической прочностью. Причём чем выше температура, тем выше их прочность.
Разновидности тиглей
При изготовлении графитовых тиглей учитывают конструкцию индукционной печи, а также предполагаемые нагрузки на изделие. Основной документ, регламентирующий их производство – ГОСТ 4596-75. Он устанавливает допустимый процент зольных отходов в изделии, размер кристаллов и условия хранения тиглей.
Существующие виды графитовых тиглей и их характеристики представлены в таблице ниже:
| Виды тиглей | Основные характеристики и применение |
| Конические | Имеют коническую форму, в которую упирается захват. Используются при ручной заливке |
| Цилиндрические | Тигли цилиндрической формы устанавливают в индукционных и высокочастотных печах для разливки металла |
| Фасонные | Универсальная разновидность тиглей, поскольку подходит для плавки практически любых металлов и сплавов. Нередко фасонные тигли используют для производства ювелирных изделий |
| Специальные | Используют в ювелирной промышленности в процессе плавки благородных и драгоценных металлов. Нередко выполняют функцию форм-кокилей |
Ассортимент продукции «Графит-УССО»
Компания «Графит-УССО» изготовит тигли любого вида и требуемых размеров. Для производства графитовых изделий, в том числе и тиглей, мы используем различные марки графита. У нас вы можете заказать изделия из графита следующих марок:
- МПГ, МГ (мелкозернистый прочный графит);
- ГМЗ, ЗОПГ (плотный конструкционный графит с улучшенной структурой);
- ГЭ (электродный графит);
- АГ (антифрикционный металлографит).
Также в продаже графитовые тигли для аналитических лабораторий, в первую очередь для газового анализа в приборах марок Strolein, HORIBA, Метавак, Бальцерс и др.
По необходимости изготовим тигель из любой другой необходимой марки графита. Чтобы заказать изделие, свяжитесь с нами по указанным телефонам или по электронной почте GRAFITUSSO@mail.ru.
- Также вас могут заинтересовать:
- Графитовые торцевые уплотнения
- Другие графитовые изделия
Источник: http://grafit-usso.com/product/tigli/
Тигли
ЗАВОД ИНДУКЦИОННОГО ОБОРУДОВАНИЯ
По желанию Заказчика при поставке индукционных плавильных тигельных печей для плавки цветных металлов, комплектует их высококачественными керамическими или графитосодержащими тиглями MAMMUT.
ООО «Маммут-Тигель», Россия, г. Санкт-Петербург является официальным представителем фирмы “Mammut-Wetro”, Германия, производящей широкий ассортимент высококачественных плавильных тиглей и аксессуаров к ним.
Высокое качество поставляемой продукции, профессионализм менеджеров и гибкость ценовой политики позволили компании завоевать достойное место среди поставщиков оборудования для металлургического и литейного производства.
| Тигли представляют собой керамические изделия из графита и карбида кремния на глиняной или углеродной связке. Тигли MAMMUT формованы изостатическим способом и, в зависимости от области применения, обладают уникальной стойкостью к коррозии или температурным изменениям и термостойкостью. | ||
Выбор типа плавильного тигля зависит от плавильной печи, способа нагрева, загрузки металла, температуры плавления и вида металла.
| № | Плавильные тигли | Описание | Выплавляемый металл | Температура, °С |
| 1 | Mammut-ISO-Graphite | Универсальные плавильные тигли для любого типа нагрева и металла, средней стойкости. Предназначены особенно для сплавов цинка и латуни, а также для индукционных печей и в случае интенсивной обработки расплава. |
|
400 — 1200 |
| 2 | Mammut-ISO-Graphite IM | Тигли для плавления и подогрева алюминия в электропечах. Эти тигли обладают отличной стойкостью к коррозии, длительным сроком службы и рентабельностью. | сплавы цинка алюминий | 600 — 1000 |
| 3 | Mammut-ISO-SiC X | Высокопроизводительные тигли используются в электропечах и газовых печах. Обладают высокой прочностью, теплопроводностью и исключительной стойкостью к коррозии. | алюминий | 750 — 1100 |
| 4 | Mammut-ISO-SiC XO | Высокопроизводительные тигли для сплавов алюминия и меди используются в газовых и электрических печах и печах, работающих на жидком топливе. Обладают высокой стойкостью к температурным изменениям. |
|
1000 — 1400 |
| 5 | Mammut-ISO-SiC XY | Тигли отличаются исключительной стойкостью к высоким температурам и выдерживают самые большие нагрузки при изменении температур. |
|
1100 — 1500 |
Тигли формы А для индукционных печей
| № или ëмкость в kg Cu | H mm | D mm | d mm |
| А 0* | 70 | 60 | 41 |
| А 1* | 90 | 90 | 55 |
| А 5* | 150 | 125 | 85 |
| А 10 | 200 | 160 | 115 |
| А 15 | 230 | 180 | 120 |
| А 20 | 255 | 200 | 140 |
| А 25 | 260 | 220 | 150 |
| А 30 | 290 | 230 | 160 |
| А 40 | 310 | 260 | 190 |
| А 50 | 330 | 270 | 195 |
| А 60 | 345 | 285 | 200 |
| А 70 | 360 | 295 | 205 |
| А 80 | 375 | 305 | 215 |
| А 90 | 380 | 315 | 225 |
| А 100 | 400 | 325 | 230 |
| А 120 | 410 | 345 | 245 |
| А 150 | 450 | 370 | 260 |
| А 175 | 480 | 380 | 270 |
| А 200 | 500 | 400 | 285 |
| А 250 | 515 | 420 | 300 |
| А 300 | 540 | 440 | 315 |
| А 350 | 590 | 475 | 330 |
| А 400 | 600 | 500 | 340 |
| А 500 | 650 | 510 | 350 |
| А 600 | 680 | 530 | 380 |
| А 800 | 800 | 560 | 380 |
| А 1000 | 820 | 635 | 420 |
| А 1100 | 890 | 635 | 420 |
| А 1500 | 900 | 780 | 435 |
| А 1600 | 1000 | 780 | 435 |
| А 1700 | 1000 | 880 | 450 |
| А 1800 | 1100 | 880 | 450 |
| А 1900 | 1000 | 950 | 550 |
| А 2000 | 1250 | 950 | 550 |
| Примечание: * — Тигли без глазури |
Тигли формы Z для индукционных печей
| № / ëмкость в kg Cu | H mm | D mm | D1 mm |
| Z 100 / 735 | 880 | 425 | 420 |
| Z 79 / 945 | 980 | 525 | 495 |
| Z 86 / 835 | 960 | 485 | 480 |
| Z 96 / 390 | 560 | 405 | 400 |
| Z 101 / 1200 | 1150 | 530 | 525 |
| Z 111 / 330 | 530 | 387 | 383 |
| Z 182 / 2400 | 1550 | 620 | 610 |
| Z 230 / 3000 | 1550 | 680 | 670 |
Использование графитсожержащих тиглей в индукционной плавильной тигельной печи
| В индукционных тигельных печах малой емкости, как правило, для плавки цветных металлов и сплавов (медь и ее сплавы), применяют графитсодержащие тигли. В зависимости от диаметра и высоты катушки индуктора подбирается размер тигля с учетом расположения тигля в индукторе, а также необходимых зазоров (30-40 мм) для теплоизолирующей засыпки. Тигель располагается по оси индуктора, дно тигля рекомендуется располагать в районе между 1-ым и 2-ым витком катушки индуктора. Важно, чтобы тигель был установлен в печи концентрично. В этом случае обеспечивается равномерный нагрев стенок тигля, что продлевает срок его службы. Графитсодержащие огнеупорные тигли состоят из природного графита, глины и карбида кремния. Графит придает тиглю необходимую термостойкость и является в значительной мере устойчивым к химическим воздействиям. Единственным растворителем для графита является расплавленное железо. Именно поэтому графитсодержащие тигли не предназначены для плавки чугуна. Еще одним «недостатком» графита является его окисление при доступе кислорода, начиная с 600° C. Поэтому тигли покрываются глазурью, которая в значительной мере защищает графит от окисления. Глина используется как высокоогнеупорное связующее для графитсодержащих изделий. Карбид кремния используется как дополнительный проводник тепла, который к тому же существенно увеличивает механическую прочность и износостойкость тиглей. |
Общие рекомендации по эксплуатации тиглей
Стойкость тиглей зависит от типа печи, металла, который в нëм плавят, температурного режима плавки и других факторов. Существует ряд рекомендаций, одинаково применимых при любых условиях эксплуатации.
|
| Открыть каталог |
Источник: https://zio-ural.ru/katalog/tigli
Тигельная печь
ТИГЕЛЬНАЯ ПЕЧЬ – это промышленная печь, предназначенная для термического литья металлов (черных, цветных) в графитовых тиглях. Печь сконструирована таким образом, что тигель заменяется очень быстро (замена тигля за 15 минут).
Тигельная печь устроена так, что представляет собой наклонную конструкцию для плавного слива металла.
Нужны плавильные тигельные печи с удобной конструкцией? ZAVODRR – электрические тигельные печи для изготовления расплавов с однородным химическим составом.
Индукционная тигельная плавильная печь в основном применяется для переплавки шихты цветных металлов. В этом случае во внутрь индуктора помещается графитовый тигель, который легко заменить при необходимости. Тигель устанавливается на транзисторные и тиристорные индукционные печи, как стационарные, так и с наклоном на редукторе или гидравлике.
Тигельная печь для плавки металла особенно удобна для изготовления небольших объемов расплава.
Такие печи различаются по температурному диапазону, благодаря чему можно подобрать оптимальное оборудование для работы с определенным материалом. В печах используются тигли из керамики, графита и чугуна.
Тигельные установки часто применяют керамические тигли, которые не оказывают влияния на химический состав материала во время нагрева.
Печи для плавки характеризуются высокой эффективностью, компактностью размеров, а также низким энергопотреблением.
Плавильные тигельные печи способны регулировать и поддерживать температуру в заданном режиме.
Плавка в тигельных печах происходит под контролем оператора, задача которого обеспечить безопасный процесс работы. В результате термической обработки, металл обладает более высоким качеством.
Устройство и конструкция тигельной печи зависит от типа нагрева, используемого в оборудовании. Основой печи всегда является тигель с крышкой и слоем тепловой изоляции, и футеровка из огнеупорных материалов.
Как и в большинстве устройств с цикличным принципом работы, загрузка расплавляемых материалов осуществляется через верхнюю съёмную крышку, которая служит ещё и для фиксации тигля. Как правило, нагревательные элементы располагаются внутри камеры, на небольшом расстоянии от стенок футеровки и поверхности тигля, что позволяет обеспечить максимально быстрый нагрев.
Сами тигли выполняются из огнеупорного и прочного материала, поскольку они представляют собой открытую ёмкость, в которой образуется расплав, по завершении процесса они извлекаются из печи, а расплавленный металл выливается в заранее подготовленную форму.
Тигельные установки выдерживают до 30 плавок металла. Самым популярным оборудованием литейных производств являются тигельные печи. Схемы фундамента и монтажа предоставляются по запросу.
Рабочая камера таких печей — вертикальная, что позволяет облегчить процесс предварительной загрузки и извлечения материалов.
Тигельные печи существуют двух основных конструкций по наклону плавильного узла. Узел может быть на редукторе или гидравлике, это влияет на скорость плавки и плавность наклона. Любая конструкция позволяет очень быстро производить замену тигля.
Источником энергии печи выступает тиристорный преобразователь и комплект конденсаторных батарей. Он соединяется с плавильным узлом медными токопроводящими шинами. Конструкция тигельных печей должна в обязательном порядке включать систему охлаждения.
Она должна охлаждать реактор тиристорного преобразователя и медный индуктор плавильного узла, в который вставляется тигель.
Электрические тигельные печи чаще всего применяются для плавки и выдержки цветных металлов и сплавов. Электропечи тигельные обеспечивают прямой нагрев тигля без тепловых потерь.
Тепло в таких печах образуется при прохождении электрического тока через материал с высоким омическим сопротивлением.
Электрические сталеплавильные печи позволяет не только точно варьировать температуру плавления и режим её подъёма, но и даёт возможность осуществлять выдержку расплава.
В индукционной литейной тигельной печи нагрев металла происходит в электромагнитном поле за счет действия вихревых токов, возникающих благодаря принципу электромагнитной индукции.
Литейная тигельная печь состоит из тигля из огнеупорного материала, помещенного в полость подключенного к источнику тока индуктора.
Литейная печь для чугуна подходит для получения чистого сплава заданного состава со стабильными свойствами.
Литейная установка образует расплав за счёт интенсивного воздействия индукционных полей от первичной обмотки, в результате чего, металл воспринимает наведённые токи и фактически выполняет роль вторичной обмотки. За счёт чего и происходит нагрев.
Лучшие тигельные печи для чугуна являются индукционными. Такие печи во время плавки шихты хорошо перемешивают металл до однородного состава. Чугун (железо + углерод) имеет температуру плавки1200ºС, время одной плавки в тигельных печах не превысит 45 минут. При изготовлении тиглей применяются только огнеупорные материалы, способные выдерживать значительные температуры.
Алюминий является одним из самых легко плавных материалов, он принимает любые формы при воздействии температуры. Тигельные печи для алюминия могут быть газовые, электрические и индукционные. Так как температура кипения алюминия всего 660°C, а время одной плавки не превышает 30 минут. Его плотность и вес в 4 раза меньше меди, поэтому даже маленькие печи имеют высокую производительность.
Газовые тигельные печи применяются для переплавки отходов цветных металлов и сплавов и для выполнения пробирного концентрирования. В газовых тигельных лабораторных печах есть возможность быстрой смены температуры процесса плавки, что является незаменимым качеством для анализа руд со сложным химическим составом.
По принципу действия практически не отличается от рассмотренных ранее, за исключением того, что вместо нагревательных элементов используются газовые горелки. По конструкции подразделяются на печи с открытой и закрытой камерой (в зависимости от наличия или отсутствия контакта обрабатываемого материала с открытым огнём).
Схема тигельной печи сопротивления позволяет увидеть принцип работы устройства. Тигель устанавливается в рабочем пространстве с огнеупорной футеровкой. Сверху тигля располагается крышка с отверстием для выпуска термопары. Нагрев тигля осуществляется нихромовыми нагревателями, расположенными на выступах шамотной футеровки.
Этот тип тепловых установок является наиболее простым в эксплуатации, ремонте и обслуживании, поскольку базируется на принципе нагрева проводящего элемента при пропускании через него электрического тока, за счёт высокого сопротивления.
Источник: http://xn—-htbbcmbbpzdake6d4bi4f.xn--p1ai/tigelnaya-pechi-elektricheskie-tigelnye-pechi
Плавка металла в индукционной тигельной печи
В металлургии используются
электрические печи и миксеры с различной
геометрией ванн. Так для плавки черных
и цветных металлов широко используются
индукционные тигельные печи (ИТП).
Индукционная плавильная
тигельная печь (рисунок 6.24) представляет
собой цилиндрическую электромагнитную
систему с многовитковым индуктором 1.
Поскольку загрузка 2 нагревается до
температуры, превышающей температуру
плавления, обязательным элементом
конструкции печи является тигель –
сосуд, в который помещается расплавляемая
шихта.
В зависимости от электрических
свойств материала тигля различают
индукционные печи с непроводящим
(рисунок 6.24,а) и проводящим (рисунок
6.24,б) тиглем.
К первой группе относятся
печи с диэлектрическим керамическим
тиглем 3, предназначенные для плавления
металлов. В таких печах загрузка
нагревается индуктированным в ней
током, тигель же эквивалентен воздушному
зазору.
Ко второй
группе относятся печи со стальным,
графитовым или граффито – шамотным
тиглем 4, обладающим большей или меньшей
электропроводностью.
Если толщина
стенки тигля более чем вдвое превышает
глубину проникновения тока в материал
тигля, то можно считать, что индуктированный
ток сосредоточен в стенке тигля, загрузка
же подогревается только путем теплопередачи
и может не обладать электропроводностью.
При меньшей толщине стенки тигля
электромагнитное поле проникает в
загрузку и энергия выделяется как в
стенке тигля, так и в самой загрузке,
если она электропроводна. Печи
с проводящим тиглем имеют теплоизоляцию
5.
а б
Рисунок 6.24.
Устройство индукционной тигельной печи
Так как направление
индуктированного в расплаве тока
противоположно току индуктора, между
индуктором и расплавом возникают силы
отталкивания. Расплавленный металл в
ИТП как бы обжимается электромагнитным
полем.
В средней по высоте части
цилиндрического тигля силы отталкивания
имеют максимальную величину, а ближе к
верхнему и нижнему краям тигля радиальная
составляющая электромагнитных сил
уменьшается.
Под действием такой системы
сил металл в средней части тигля
перетекает от периферии к оси, затем по
оси тигля выжимается вверх к зеркалу
ванны и вниз по дну тигля, совершая так
называемую двухконтурную циркуляцию
(пунктирные линии 3 на рисунке 6.24,а).
Такая циркуляция в ИТП называется
естественной. Скорость металла при этом
пропорциональная напряженности
магнитного поля, а также зависит от
частоты тока индуктора, удельной мощности
печи, геометрических соотношений тигля
и расплава.
Индукционные
тигельные печи широко используются для
плавки черных и цветных металлов. Кроме
этого тигельные печи часто используются
в комплексе с другими плавильными
агрегатами. В этих случаях металл,
предварительно расплавленный в плавильном
агрегате, поступает затем в индукционную
электропечь для рафинирования и доведения
до заданного химического состава.
По
принципу действия тигельная печь подобна
воздушному трансформатору. Первичной
обмоткой является индуктор, вторичной
обмоткой является расплавленный металл
в тигле, помещенном внутри индуктора.
Установка также как и индукционная
единица канальной печи имеет мощный
магнитный поток, сосредоточенный между
индуктором и металлом и частично
проникающий в расплавленный металл.
Источник: https://studfile.net/preview/4312921/
Загрузка...
