Расположение оборудования

Литейной установки

Печная установка включает в себя собственно канальную печь с механизмом наклона и ряд элементов оборудования, необходимых для обеспечения ее нормальной эксплуатации.

Печи сравнительно небольшой мощности питаются от шин низкого напряжения цеховой понижающей подстанции. При наличии нескольких печей их распределяют по фазам так, чтобы по возможности равномерно загрузить трехфазную сеть. Автотрансформатор для регулирования напряжения иногда может предусматриваться один на несколько печей, в этом случае схема коммутации должна позволять быстро включить его в цепь любой печи. Это возможно, например, при плавке латуни и цинка в литейных цехах с постоянным ритмом работы, когда понижение напряжения может потребоваться при первом пуске какой-либо печи после замены индукционной единицы или при случайном простое для поддержания металла в печи в нагретом состоянии.

Печи мощностью свыше 1000 кВт обычно питаются от сети 6 (10) кВ через индивидуальные силовые понижающие трансформаторы, оборудованные встроенными переключателями ступеней напряжения.

Компенсирующая конденсаторная батарея, как правило, входит в состав печной установки, однако у печи, имеющей небольшую мощность и относительно высокий коэффициент мощности (0,8 и выше), ее может и не быть. Элементами каждой печной установки являются токоподвод и аппаратура защиты и сигнализации, измерительная и коммутационная аппаратура.

Расположение оборудования печной установки может быть различным (рис. 2.13). Оно определяется в основном удобством транспортировки жидкого металла, в особенности, если канальная печь работает совместно с другими плавильными печами и разливочными средствами.

Рис. 2.13. Расположение оборудования канальной индукционной печи ИЛК-1,6

Отметка, на которой устанавливается печь, выбирается из условия удобства загрузки или заливки и слива металла, а также монтажа и смены индукционных единиц. Как правило, печи малой емкости устанавливаются на уровне пола цеха, наклоняющиеся печи средней и большой емкости – на приподнятой рабочей площадке, крупные барабанные печи, имеющие помосты для обслуживания, - тоже на уровне пола. Описание типов ванн индукционных канальных печей приведено в разделе 3.3.

Конденсаторная батарея размещается в непосредственной близости от печи, обычно под рабочей площадкой или в подвале, в помещении с принудительной вентиляцией, поскольку конденсаторы на частоте 50 Гц имеют воздушное охлаждение. При открывании двери конденсаторного помещения установка отключается блокировкой безопасности. Под рабочей площадкой устанавливаются также автотрансформатор и маслонапорная установка гидропривода механизма наклона.

При питании печи от отдельного силового трансформатора его ячейка должна располагаться возможно ближе к печи для уменьшения потерь в токоподводе.

Вблизи печей должен быть оборудован участок для футеровочных работ, сушки и прокаливания индукционных единиц.

В качестве примера на рис.2.13 показана плавильная установка с канальной печью емкостью 1,6 т для плавки медных сплавов. Трансформаторная ячейка 6, в которой размещается трансформатор мощностью 1000 кВ×А с коммутационной аппаратурой высокого напряжения и защитой, изображена штриховыми линиями, так как она может располагаться и в другом месте. На рабочей площадке 7 установлен щит управления 4, на лицевой панели которого находятся измерительные приборы, сигнальные лампы, кнопки включения и отключения нагрева и управления переключением ступеней напряжения. Управление наклоном печи 8 производится с пульта 9, установленного в месте, удобном для наблюдения за сливом металла. Уровень рабочей площадки обеспечивает удобство подведения ковша под сливной носик печи. Площадка 7, наклоняющаяся вместе с печью, закрывает вырез в основной рабочей площадке и позволяет печи свободно поворачиваться вокруг оси наклона. Под рабочей площадкой установлен силовой щит 1 с электроаппаратурой и гидравлический механизм наклона печи 2; здесь же смонтирован токоподвод 3, соединенный с печью гибкими кабелями. Под рабочей площадкой располагаются также конденсаторная батарея и маслонапорная установка.

3. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ

ИНДУКЦИОННОЙ КАНАЛЬНОЙ ПЕЧИ

Существуют два основных метода расчета индукционных канальных печей. Один из них основан на теории поглощения электромагнитных волн в металле. Этот метод предложен А.М.Вайнбергом и изложен в монографии «Индукционные канальные печи» [2]. Второй метод основан на теории трансформатора, работающего в режиме короткого замыкания. Одними из авторов этого метода являются С.А.Фардман и И.Ф.Колобнев [3]. Этот метод нашел широкое применение как инженерный метод расчета индукционных канальных печей [6, 7, 17].

В данной главе приводятся последовательность инженерного электрического расчета с элементами расчета по [3] индукционно-канальной печи и примеры расчета по отдельным этапам.

Схема инженерного расчета индукционной канальной печи приведена ниже.

Как правило, в качестве исходных данных для расчета принимаются [3]:

- характеристики расплавляемого металла или сплава:

· температура плавления и разливки;

· плотность в твердом и расплавленном состоянии;

· теплосодержание или энтальпия сплава при температуре разливки (зависимость энтальпии от температуры показана на рис. 3.1) или теплоемкость и скрытая теплота плавления;

· удельное сопротивление в твердом и расплавленном состоянии (зависимость удельного сопротивления от температуры показана на рис. 3.2);

Рис. 3.1. Энтальпия различных металлов	Рис. 3.2. Зависимость удельного электрического сопротивления некоторых металлов от температуры

- характеристики печи:

· назначение печи;

· емкость печи;

· производительность печи;

· длительность плавки и длительность загрузки и разливки;

- характеристики питающей сети:

· частота питающей сети;

· напряжение сети или напряжение вторичной обмотки электропечного трансформатора, питающего печь.