Плавильная печь для металла – устройство, принцип работы – индукционная, вакуумная, тигельная, электрическая, дуговая
Установка востребована в металлургической промышленности, научной и лабораторной деятельности. Плавильная печь – высокотемпературная система. В ее рабочем пространстве создают оптимальный температурный режим, который позволяет быстро и качественно переплавлять металл различного типа.
Содержание:
- Плавильные печи для металла – устройство, принцип работы
- Индукционная плавильная печь
- Электрическая плавильная печь
- Плавильная печь сопротивления
- Вакуумная плавильная печь
- Дуговая плавильная печь
Плавильные печи для металла – устройство, принцип работы
Действие оборудование основано на воздействии на обрабатываемый материал высокого температурного режима, который создают с помощью специальных нагревательных элементов. Также в рабочем пространстве можно создать вакуумную среду. Под ее воздействием удается добиться чистоты металлического сплава и плотности его структуры.
Плавильные печи для металла – устройство, принцип работы
Плавильные печи для металла работают:
- На твердом, газообразном, жидком топливе (уголь, газ, нефть);
- От подачи электрической энергии.
К первой категории относят тигельные, муфельные печи и вагранки. Ко второй – электрические, дуговые и индукционные установки.
Конструкция оборудования изменяется в зависимости от его модификации. Единственным неизменным компонентом является рабочая камера. В ней расположено рабочее пространство, в котором создается высокий температурный режим для плавки металлов.
Индукционная плавильная печь
Этот агрегат востребован для плавки алюминия. В его рабочем пространстве создают оптимальную температуру плавления. Но нет возможности создать максимальный температурный режим, который необходим для плавки тугоплавких металлов. Поэтому Индукционные плавильные печи не получили распространение в выполнении сложных производственных задач в металлургической промышленности. Их используют для переплавки мягких металлов.
Индукционная плавильная печь
Индукционная плавильная печь для алюминия состоит из таких конструкционных элементов:
- Корпуса, выполненного из металла, с футерованными стенками;
- Индуктора, который представляет собой катушку с большим количеством витков;
- Конденсаторов;
- Водоохлаждаемой катушки.
В качестве рабочего пространства оборудования выступает тигель. Именно поэтому установки получили название индукционные тигельные плавильные печи. Сам тигель представляет собой емкость, выполненную из жаропрочного материала. Он должен выдерживать воздействие высоких температур. В нем происходит плавка металла.
Вакуумная индукционная печь – оборудование, в рабочем пространстве которого создают не только высокий температурный режим, но и вакуумную среду. Она способствует получению качественного сплава, так как под воздействием вакуума происходит удаление шлаков и загрязнений из обрабатываемого материала.
К преимуществам такого типа оборудования относят экономичность. Оно не потребляет много электрической энергии во время работы. Также стоит учесть, что индуктор создает вихревые потоки. Они способствуют более быстрому прогреванию рабочего пространства, что приводит к увеличению скорости процесса плавления.
Электрическая плавильная печь
Установки отлично зарекомендовали себя в работе с тугоплавкими металлами. В их рабочем пространстве создают высокий температурный режим, который гораздо выше температуры плавления шихты. В результате этого удается производить металлические изделия сложной формы, поскольку металл под воздействием высокой температуры обретает оптимальную текучесть.
Электрическая плавильная печь
Электрические сталеплавильные печи классифицируют по способу нагрева на такие установки:
- Индукционные;
- Дуговые.
Первый вид оборудования по сути представляет собой трансформатор. В его рабочем пространстве создается температуры за счет работы индуктора, который обеспечивает вихревые потоки. В результате этого обрабатываемый материал прогревается достаточно быстро.
Дуговые электрические печи не менее востребованы в металлургической промышленности. Их принцип действия основан на создании нужной температуры плавления за счет образования дуги между электродами, монтированы в своде конструкции.
Стоит отметить, что индукционные печные установки имеют более сложное устройство, нежели дуговые. Их рабочим пространством является тигель. Он выполнен из огнестойкого материала. Но, несмотря на это, материал быстро прогревается, обеспечивая прогревание обрабатываемого металла. Можно с уверенностью сказать, что такие печи более экономичные при плавке небольшого количества шихты. В других случаях лучше применять дуговые установки.
Плавильная печь сопротивления
Установки классифицируют по принципу работы. Они могут быть периодического и непрерывного действия. Первый вид печей – садочный. В их рабочем пространстве положение обрабатываемого материала не изменяется на протяжении всего технологического процесса. Оборудование может работать как с перерывами, так и постоянно. От этого его мощность не изменяется.
Плавильная печь сопротивления
Печи непрерывного действия камерного типа. В их рабочем пространстве удается создать несколько зон температурного режима. Обрабатываемый материал постепенно перемещается в них.
Принцип действия:
- Изделие помещают на под или специальную емкость;
- Затем его размещают в рабочем пространстве установки;
- Так оно изначально проходит стадию предварительного нагревания;
- После нее переходит в высокотемпературную зону, где начинается процесс плавления.
Заключительным этапом идет охлаждение до определенной температуры. Изделие в установке двигается с помощью специальных механизмов.
В некоторых моделях оборудования три зоны созданы в одном рабочем пространстве. Обрабатываемые изделия во время процесса не перемещаются. Изначально создают температуру для прогревания, затем – для плавки, а после – для охлаждения.
Плавильные электрические печные установки также классифицируют по показателю температуры, создаваемой в их рабочем пространстве. Они могут быть низко-, средне- и высокотемпературными. Первый вид установок применяют для термической обработки материалов. Например, для дегазации или нитроцементации. Второй и третий – для плавления мягких и тугоплавких сплавов: цинка, алюминия и прочих металлов.
Вакуумная плавильная печь
Этот вид оборудования позволяет получать чистые металлические сплавы нужной структуры и плотности. Воздействие вакуума позволяет удалить все загрязнения из обрабатываемого материала. Также в такой среде гораздо легче создать нужный температурный режим, которые потребуется для плавления или переплавления.
Вакуумная плавильная печь
Чтобы создать вакуумную среду в рабочем пространстве оборудования, используют насосные агрегаты. Как правило, это пластинчато-роторные, турбомолекулярные и диффузионные насосы. Они выделяются среди подобного оборудования высокой производительностью и определенными эксплуатационными характеристиками.
Как правило, вакуумные плавильные печи – тигельные установки. Их рабочим пространством является тигель. Его изготавливают из огнестойкого материала. Но при этом он должен хорошо прогреваться. Принцип действия вакуумных плавильных печей основан на создании высокого температурного режима в рабочем пространства, вакуумной среды.
Наряду с тигельными установками в промышленности востребованы муфельные печи. Их рабочим пространством является муфель. Он представляет собой емкость, в которую помещают обрабатываемый материал.
По типу конструкции вакуумные печи для плавки стали бывают такими:
- Колпаковыми;
- Шахтными;
- Камерными;
- Барабанными и прочими.
Они могут быть промышленного и лабораторного значения. Первые установки имеют крупные габариты. Их устанавливают стационарно. Лабораторные печи – менее габаритные мобильные агрегаты.
Дуговая плавильная печь
Принцип действия оборудования основан на сгорании дуги, которая образуется между электродами. Они монтированы в своде конструкции. Как правило, установки оснащают тремя электродами.
Вакуумная плавильная печь
Дуговые печные агрегаты работают от подачи электричества. Их питает трехфазная сеть. Чтобы обеспечить эффективную работу оборудования, его оснащают трансформатором. А чтобы установка не перегревалась, предусмотрена специальная охладительная система.
Дуговые печи могут быть различных типов. Как правило, их конструкция состоит из таких элементов:
- Корпуса цилиндрической формы (кожуха);
- У него сферическое или плоское дно;
- Стенки рабочего пространства футерованы огнестойкими изоляционными материалами;
- Внутри расположена емкость для плавления;
- На своде монтированы электроды.
Слив обработанного материала осуществляют с помощью специального сливного отверстия. Загрузка шихты возможно через окно или съемный свод. Все зависит от массы шихты, которую нужно переплавить.