Περιστροφικός κλίβανος τήξης τυμπάνου για την επεξεργασία απορριμμάτων μη σιδηρούχων μετάλλων. Για τήξη διαφόρων μετάλλων Σκοπός του φούρνου τυμπάνου

Θεωρητική ουσία της διαδικασίας

Η ουσία της τήξης σε φούρνο είναι η επεξεργασία ενός μείγματος συμπυκνώματος πλούσιου θειούχου μολύβδου με στερεό καύσιμο χρησιμοποιώντας πίδακα πεπιεσμένου αέρα. Σε αυτή την περίπτωση, το μερικό ψήσιμο του PbS συμβαίνει με το σχηματισμό PbO και PbSO 4 και την αντίδραση αλληλεπίδρασης μεταξύ PbS και των προϊόντων της οξείδωσής του - PbO και PbSO 4. Το ψήσιμο και η τήξη αντίδρασης πραγματοποιούνται ταυτόχρονα. Επιπλέον, μέρος του μολύβδου μειώνεται από τον άνθρακα του καυσίμου.

Η αντίδραση πυροδότησης του PbS και η θερμική του επίδραση είναι η εξής:

2PbS + ZO 2 = 2PbO + 2SO 2 + 201.360 θερμίδες (8450 kJ), (1)

Η παραπάνω αντίδραση είναι συνοπτική, καθώς η οξείδωση του θειούχου μολύβδου λαμβάνει χώρα σε διάφορα στάδια.

2PbO + 2SO 2 + O 2 = 2PbSO 4 + 183.400 θερμίδες (7680 kJ).(2)

Σημαντικές ποσότητες θειικού μολύβδου σχηματίζονται κατά την οξείδωση του θειούχου ήδη στους 200-300°C· η διαδικασία προχωρά εξαιρετικά αργά.

Μετά τη μερική πυροδότηση, το φορτίο περιέχει τις ακόλουθες χημικές ενώσεις μολύβδου σε στερεή κατάσταση: PbS, PbO και PbSO 4 . Όταν αυτές οι ουσίες, που λαμβάνονται σε μια ορισμένη αναλογία, θερμαίνονται, συμβαίνουν οι ακόλουθες αντιδράσεις:

PbS + 2Pb0 = 33b + SO 2 - 52.540 θερμίδες (2200 kJ), (3)

PbS + PbSO 4 = 2Pb + 2SO 2 - 97.380 cal (4070 kJ). (4)

Σε μια ορισμένη θερμοκρασία και πίεση SO 2, εμφανίζεται χημική ισορροπία: οι αντιδράσεις προχωρούν με την ίδια ταχύτητα και προς τις δύο κατευθύνσεις. Καθώς η θερμοκρασία αυξάνεται, η ισορροπία διαταράσσεται και οι αντιδράσεις προχωρούν από αριστερά προς τα δεξιά προς το σχηματισμό Pb και SO2. Έτσι, η αύξηση της θερμοκρασίας είναι ευεργετική για την τήξη της αντίδρασης, καθώς αυξάνει την απόδοση του μεταλλικού μολύβδου και επιταχύνει το ψήσιμο του PbS. Αλλά τόσο για το ψήσιμο (για να αποφευχθεί η συσσώρευση) όσο και για την ίδια την τήξη της αντίδρασης, το φορτίο πρέπει να διατηρείται σε στερεή κατάσταση. Επομένως, η διαδικασία τήξης της αντίδρασης διεξάγεται σε θερμοκρασίες όχι μεγαλύτερες από 800-850°C. Σε υψηλότερες θερμοκρασίες, το PbO τήκεται, εμφανίζεται αποκόλληση από την πυκνότητα, η οποία διακόπτει την επαφή μεταξύ θειούχου μολύβδου και οξειδίου του μολύβδου και η τήξη του μολύβδου σταματά.

Η περίσσεια του οξειδίου του μολύβδου μειώνεται κατά C και CO σύμφωνα με τις αντιδράσεις:

PbO + C = Pb + CO; (5)

PbO + CO = Pb + CO 2. (6)

Για να πραγματοποιηθούν αυτές οι αντιδράσεις, μια ορισμένη ποσότητα ανθρακούχου καυσίμου εισάγεται στο φορτίο του κλιβάνου. Συνήθως πρόκειται για οπτάνθρακα σε ποσότητα 4-10% του βάρους του φορτίου. Όσο πιο έντονη είναι η διαδικασία και όσο περισσότερο θειούχο θείο στο φορτίο, τόσο λιγότερο καύσιμο απαιτείται για την τήξη σε φούρνο.

Το βέλτιστο μέγεθος οπτάνθρακα είναι από 5 έως 15 χιλ. Τα μεγαλύτερα σωματίδια οπτάνθρακα συμβάλλουν στον διαχωρισμό του φορτίου και τα μικρότερα παρασύρονται από τη σκόνη.

Ο κλίβανος με κοντό τύμπανο είναι ένα χαλύβδινο καρφωτό περίβλημα επενδεδυμένο με τούβλο υψηλής αλουμίνας της σύνθεσης,%: 65-70 A1 2 O 3; 20-25 SiO 2; 3TiO2; 5Fe 2 O 3; 0,5 CaO. Μεταξύ του περιβλήματος του κλιβάνου και της πυρίμαχης επένδυσης υπάρχει ένα συμπαγές στρώμα από πλαστικό πηλό πάχους 50 mm σε περίπτωση που η επένδυση διαστέλλεται όταν θερμαίνεται.

Η τήξη πραγματοποιείται κατά διαστήματα, κάθε λειτουργία διαρκεί περίπου 4 ώρες. Έχοντας φορτώσει αρκετούς τόνους φορτίου, ο κλίβανος με κοντό τύμπανο περιστρέφεται με ταχύτητα 0,5-1,0 rpm και θερμαίνεται έντονα με καμένη σκόνη άνθρακα στη θερμοκρασία έντονης αντίδρασης (1100 °C). Ο φούρνος μπορεί να περιστρέφεται σε δύο αντίθετες κατευθύνσεις. Η περιστροφή εξασφαλίζει καλή επαφή μεταξύ των θειούχων μολύβδου και των οξειδίων του μολύβδου, η οποία είναι απαραίτητη για την επιτυχή τήξη της αντίδρασης. Τα καυσαέρια διέρχονται από τον λέβητα απορριμμάτων θερμότητας και φιλτράρονται σε φίλτρα σακούλας.

Μέχρι το τέλος της τήξης, τα προϊόντα του (μόλυβδος, σπείς, ματ, σκωρία) διαχωρίζονται καλά κατά πυκνότητα σε φούρνο με βαθύ λουτρό και απελευθερώνονται χωριστά.

Ο ψευδάργυρος είναι ένα βαρύ, εύτηκτο μέταλλο. Tmel = 420 °C, p = 7,13 kg/dm3. Το χαμηλό σημείο βρασμού του ψευδαργύρου (*βρασμός = 907 °C) περιορίζει την επιτρεπόμενη θερμοκρασία του μετάλλου κατά την τήξη όλων των κραμάτων στα οποία περιλαμβάνεται. Η ενθαλπία του ψευδαργύρου στους 500 °C (περίπου 300 kJ/kg) είναι τρεις φορές χαμηλότερη από την ενθαλπία του τηγμένου αλουμινίου. Η ηλεκτρική αντίσταση του τήγματος ψευδαργύρου είναι 0,35-10~6 Ohm.

Σε χαμηλές θερμοκρασίες στον αέρα, ο ψευδάργυρος οξειδώνεται, σχηματίζοντας ένα πυκνό προστατευτικό φιλμ Zn03* 3Zn(OH)2. Ωστόσο, σε κλιβάνους τήξης, ο ψευδάργυρος οξειδώνεται από τις ακόλουθες αντιδράσεις:
2Zn + 02 = 2ZnO, Zn + H20 = ZnO + H2, Zn + C02 = ZnO + CO.

Για προστασία από την οξείδωση, η τήξη μπορεί να πραγματοποιηθεί σε προστατευτική ή ουδέτερη ατμόσφαιρα, για παράδειγμα σε περιβάλλον αζώτου. Ωστόσο, στην πράξη, στις περισσότερες περιπτώσεις αρκεί να αποτραπεί η υπερθέρμανση του μετάλλου πάνω από μια θερμοκρασία 480 °C, στην οποία αρχίζει η έντονη οξείδωση και ο κορεσμός του ψευδαργύρου με αέρια. Σε αυτή τη θερμοκρασία, ο ψευδάργυρος και τα κράματά του δεν έχουν αξιοσημείωτη επίδραση στην πυρίμαχη επένδυση του κλιβάνου και στο χωνευτήριο από χυτοσίδηρο ή χάλυβα. Η αύξηση της θερμοκρασίας οδηγεί στη διάλυση του σιδήρου του χωνευτηρίου στον τετηγμένο ψευδάργυρο.

Φούρνοι για τήξη κραμάτων ψευδαργύρου

Δεδομένου του χαμηλού σημείου τήξης και βρασμού του ψευδαργύρου, τα κράματα ψευδάργυρου συνήθως τήκονται σε κλιβάνους χωνευτηρίου, θερμαίνονται με καύση καυσίμου ή χρησιμοποιώντας ηλεκτρική αντίσταση και επαγωγή. Τα κράματα ψευδαργύρου δεν πρέπει να τήκονται σε φούρνους τόξου, καθώς η αναπόφευκτη τοπική υπερθέρμανση του μετάλλου κοντά στην καύση του τόξου οδηγεί σε έντονη εξάτμιση και οξείδωση του ψευδαργύρου. Οι επαγωγικοί κλίβανοι καναλιών χρησιμοποιούνται για την τήξη κραμάτων ψευδαργύρου. Στο KamAZ, το κράμα TsAM10-5 για χύτευση με έγχυση τήχθηκε σε τρεις φούρνους επαγωγικών καναλιών χωρητικότητας 2 τόνων ο καθένας με ουδέτερη επένδυση. Ωστόσο, η υπερθέρμανση του μετάλλου στο κανάλι οδηγεί σε αστάθεια του ηλεκτρικού τρόπου τήξης (το λεγόμενο παλμό ψευδαργύρου) και αναγκάζει την ισχύ που μεταφέρεται στον κλίβανο να περιοριστεί.

Τεχνολογία τήξης

Το κύριο μέρος της χρέωσης συνήθως αποτελείται από κράματα χυτηρίου ψευδαργύρου σε χοίρους, επιστροφή και θραύσματα κραμάτων ψευδαργύρου. Ένα μείγμα χλωριούχων ασβεστίου, καλίου και νατρίου, χλωριούχου αμμωνίου ή κρυόλιθου χρησιμοποιείται ως ροές επικάλυψης. Για την ανάμειξη, χρησιμοποιείται πρωτογενές αλουμίνιο σε χοίρους, καθοδικός χαλκός και μεταλλικό μαγνήσιο. Όλα τα συστατικά του φορτίου πρέπει να καθαρίζονται από λάδια, υγρασία και άλλες ακαθαρσίες. Η τήξη πραγματοποιείται χωρίς να επιτρέπεται στο λουτρό να υπερθερμανθεί πάνω από τους 480 °C. Με βάση τα αποτελέσματα της ρητή ανάλυσης, προσαρμόζεται η χημική σύνθεση.
Χρησιμοποιείται ατσάλινο κουδούνι για την εισαγωγή μαγνησίου. Μόλις ληφθεί η επιθυμητή χημική σύνθεση, το μέταλλο υπερθερμαίνεται στους 440...450°C και χύνεται σε μια κουτάλα που έχει θερμανθεί στην ίδια θερμοκρασία. Σε μια κουτάλα κάτω από μια κουκούλα εξάτμισης, το τήγμα εξευγενίζεται χρησιμοποιώντας ταμπλέτες του σύνθετου απαερωτή «Degaser», που περιέχουν 87% εξαχλωροαιθάνιο, 12,7% NaCl, 0,3% ultramarine. Η διύλιση μπορεί επίσης να πραγματοποιηθεί με καθίζηση, καθαρισμό με αδρανή αέρια και διήθηση.

2.1. Σκοπός κλιβάνων καναλιών επαγωγής

Οι επαγωγικοί κλίβανοι καναλιών χρησιμοποιούνται κυρίως για την τήξη μη σιδηρούχων μετάλλων (χαλκό και κράματα με βάση τον χαλκό - ορείχαλκος, μπρούτζος, νικέλιο ασήμι, χαλκονικέλιο, kunial, ψευδάργυρος, αλουμίνιο και τα κράματά τους) και χυτοσίδηρο, καθώς και ως αναμικτήρες για τα ίδια μέταλλα . Η χρήση κλιβάνων επαγωγής καναλιού για την τήξη χάλυβα είναι περιορισμένη λόγω της ανεπαρκούς αντοχής της επένδυσης.

Η παρουσία ηλεκτροδυναμικής και θερμικής κίνησης του τηγμένου μετάλλου ή του κράματος σε φούρνους επαγωγικών καναλιών εξασφαλίζει την ομοιογένεια της χημικής σύνθεσης και την ομοιομορφία της θερμοκρασίας του τηγμένου μετάλλου ή του κράματος στο λουτρό του κλιβάνου.

Οι κλίβανοι με κανάλια επαγωγής συνιστώνται για χρήση σε περιπτώσεις όπου υπάρχουν υψηλές απαιτήσεις στο λιωμένο μέταλλο και στα χυτά που λαμβάνονται από αυτό, ιδίως όσον αφορά τον ελάχιστο κορεσμό αερίων και τα μη μεταλλικά εγκλείσματα.

Οι αναμικτήρες επαγωγικών καναλιών έχουν σχεδιαστεί για υπερθέρμανση υγρού μετάλλου, ισοπέδωση της σύνθεσης, δημιουργία συνθηκών σταθερής θερμοκρασίας για χύτευση και, σε ορισμένες περιπτώσεις, για δοσομέτρηση και ρύθμιση της ταχύτητας χύτευσης στους κρυσταλλοποιητές μηχανών χύτευσης ή σε καλούπια.

Το φορτίο για τους κλιβάνους επαγωγικών καναλιών πρέπει να προετοιμάζεται σύμφωνα με την καθορισμένη σύνθεση της ποιότητας του μετάλλου ή του κράματος που τήκεται, να είναι στεγνό και να αποτελείται κυρίως από καθαρό πρωτογενές μέταλλο.

Η χρήση κλιβάνων καναλιού δεν συνιστάται όταν χρησιμοποιείτε μολυσμένο δευτερεύον φορτίο, χρησιμοποιώντας ροκανίδια, ειδικά κατά την τήξη κραμάτων αλουμινίου, καθώς και κατά την τήξη όλων των ειδών βασικών κραμάτων και κραμάτων με βάση τον χαλκό που περιέχουν μόλυβδο και κασσίτερο, καθώς αυτό μειώνει σημαντικά τη διάρκεια ζωής της επένδυσης, και η λειτουργία των φούρνων καναλιών γίνεται δύσκολη.

Δίνεται η ακόλουθη ταξινόμηση των κλιβάνων και των αναμικτικών καναλιών επαγωγής.

Ο κλίβανος ILK - τύποι άξονα και τυμπάνων - προορίζεται για την τήξη χαλκού και κραμάτων με βάση τον χαλκό.

Ο μίξερ ILKM έχει σχεδιαστεί για συγκράτηση, υπερθέρμανση και χύτευση χαλκού και κραμάτων με βάση τον χαλκό.

Ο κλίβανος IAK έχει σχεδιαστεί για την τήξη αλουμινίου και των κραμάτων του.

Το μίξερ IAKR έχει σχεδιαστεί για να υπερθερμαίνεται, να διατηρεί σταθερή θερμοκρασία υγρού αλουμινίου και να το ρίχνει απευθείας σε καλούπια χύτευσης.

Ο κλίβανος ICC έχει σχεδιαστεί για την τήξη καθοδικού ψευδαργύρου.

Ο αναμικτήρας ICHKM - τύποι άξονα και τυμπάνου - έχει σχεδιαστεί για συγκράτηση, υπερθέρμανση και έκχυση υγρού χυτοσιδήρου· μπορεί να λειτουργήσει σε συνδυασμό με τρούλους ή επαγωγικούς κλίβανους χωνευτηρίου ή καμίνους τόξου (διεργασία διπλής όψης)2.

Ο αναμικτήρας διανομής ICHKR έχει σχεδιαστεί για υπερθέρμανση, διατήρηση σταθερής θερμοκρασίας υγρού χυτοσιδήρου και έκχυσή του απευθείας σε καλούπια χύτευσης· λειτουργεί σε συνδυασμό με μηχανές χύτευσης και μεταφορείς χύτευσης.

Οι φούρνοι καναλιού μπορούν να λειτουργούν ανεξάρτητα με περιοδική χύτευση τετηγμένου μετάλλου ή κράματος ή ως μέρος μονάδων διανομής τήξης. Για παράδειγμα, η μονάδα ILKA-6 αποτελείται από έναν φούρνο ILK-6 (ωφέλιμη χωρητικότητα 6 τόνοι, κατανάλωση ισχύος 1264 kW, τάση 475 V), έναν αγωγό υπερχείλισης και έναν αναδευτήρα ILKM-6 (ωφέλιμη χωρητικότητα 6 τόνοι, κατανάλωση ισχύος 500 kW , τάση 350 V) . Αυτή η μονάδα έχει σχεδιαστεί για την τήξη και την ημισυνεχή χύτευση του χαλκού και των κραμάτων του σε στρογγυλά και επίπεδα πλινθώματα. Η μονάδα ILKA-16M2 αποτελείται από δύο φούρνους ILK-16M2 (ωφέλιμη χωρητικότητα 16 τόνοι, κατανάλωση ισχύος 1656 kW, τάση 475 V), ένα σύστημα θερμαινόμενων αγωγών υπερχείλισης και έναν αναδευτήρα ILKM-16M2 (ωφέλιμη χωρητικότητα 16 τόνοι, κατανάλωση ισχύος 500 kW , τάση 350 V ), σχεδιασμένο για συνεχή τήξη και χύτευση χαλκού υψηλής ποιότητας χωρίς οξυγόνο σε συρμάτινη ράβδο.

ΠΡΟΣ ΤΗΝ κύρια πλεονεκτήματαΟι φούρνοι αγωγών επαγωγής μπορούν να ταξινομηθούν ως

1. Ελάχιστη σπατάλη (οξείδωση) και εξάτμιση του μετάλλου, αφού η θέρμανση γίνεται από κάτω. Δεν υπάρχει πρόσβαση αέρα στο πιο θερμαινόμενο μέρος του τήγματος, που βρίσκεται στα κανάλια, και η επιφάνεια του μετάλλου στο λουτρό έχει σχετικά χαμηλή θερμοκρασία.

2. Χαμηλή κατανάλωση ενέργειας για τήξη, υπερθέρμανση και συγκράτηση μετάλλου. Ο κλίβανος καναλιού έχει υψηλή ηλεκτρική απόδοση λόγω της χρήσης κλειστού μαγνητικού κυκλώματος.

Ταυτόχρονα, η θερμική απόδοση του κλιβάνου είναι επίσης υψηλή, καθώς ο κύριος όγκος του τήγματος βρίσκεται σε λουτρό που έχει παχιά θερμομονωτική επένδυση.

2 Η χρήση διεργασιών διπλής όψης για τήξη σε δύο διαφορετικές μονάδες τήξης συνιστάται όταν χρησιμοποιούνται πλήρως τα πλεονεκτήματα κάθε κλιβάνου, όπως ενέργεια, θερμότητα, λειτουργική, οικονομική κ.λπ. Για παράδειγμα, κατά την τήξη σε φούρνο θόλου, η απόδοση κατά την τήξη φτάνει το 60%, και κατά την υπερθέρμανση είναι μόνο 5%. Σε έναν επαγωγικό κλίβανο, η απόδοση κατά την τήξη είναι χαμηλή, όχι περισσότερο από 30%, και κατά την υπερθέρμανση είναι υψηλή - περίπου 60%, επομένως, η σύνδεση ενός θόλου με έναν επαγωγικό κλίβανο παρέχει σαφές πλεονέκτημα στη χρήση θερμικής ενέργειας. Επιπλέον, οι επαγωγικοί κλίβανοι μπορούν να παράγουν μέταλλο με πιο ακριβή χημική σύσταση και πιο σταθερή θερμοκρασία απ' ό,τι σε κλίβανους τρούλου και ηλεκτρικού τόξου.

3. Ομοιομορφία της χημικής σύστασης του μετάλλου στο λουτρό λόγω της κυκλοφορίας του τήγματος που προκαλείται από ηλεκτροδυναμικές και θερμικές δυνάμεις. Η κυκλοφορία βοηθά επίσης στην επιτάχυνση της διαδικασίας τήξης.

ΠΡΟΣ ΤΗΝ κύρια μειονεκτήματαΟι φούρνοι επαγωγής αγωγών περιλαμβάνουν:

1. Δύσκολες συνθήκες εργασίας επένδυσης καναλιού - κάτω πέτρα. Η ανθεκτικότητα αυτής της επένδυσης μειώνεται με την αύξηση της θερμοκρασίας τήγματος, όταν τήκονται κράματα που περιέχουν χημικά ενεργά συστατικά (για παράδειγμα, μπρούτζος που περιέχει κασσίτερο και μόλυβδο). Είναι επίσης δύσκολο να λιώσει χαμηλής ποιότητας, μολυσμένο φορτίο σε αυτούς τους κλιβάνους λόγω της υπερανάπτυξης των καναλιών.

2. Η ανάγκη να διατηρείται συνεχώς (ακόμα και σε μεγάλα διαλείμματα στην εργασία) μια σχετικά μεγάλη ποσότητα λιωμένου μετάλλου στον κλίβανο. Η πλήρης αποστράγγιση του μετάλλου οδηγεί σε απότομη ψύξη της επένδυσης του καναλιού και σε ρωγμή του. Για το λόγο αυτό, είναι επίσης αδύνατη μια γρήγορη μετάβαση από τη μια κατηγορία λιωμένου κράματος σε μια άλλη. Σε αυτή την περίπτωση, είναι απαραίτητο να πραγματοποιηθεί μια σειρά τήξεων μετάπτωσης έρματος. Με τη σταδιακή φόρτωση μιας νέας φόρτισης, η σύνθεση του κράματος αλλάζει από την αρχική στην απαιτούμενη.

3. Η σκωρία στην επιφάνεια του λουτρού έχει χαμηλή θερμοκρασία. Αυτό καθιστά δύσκολη την πραγματοποίηση των απαραίτητων μεταλλουργικών εργασιών μεταξύ μετάλλου και σκωρίας. Για τον ίδιο λόγο, και επίσης λόγω της χαμηλής κυκλοφορίας του τήγματος κοντά στην επιφάνεια, η τήξη των τσιπς και του ελαφρού σκραπ είναι δύσκολη.

2.2. Αρχή λειτουργίας επαγωγικού κλιβάνου αγωγών

Η αρχή λειτουργίας ενός κλιβάνου καναλιού επαγωγής είναι παρόμοια με την αρχή λειτουργίας ενός μετασχηματιστή ισχύος που λειτουργεί σε λειτουργία βραχυκυκλώματος. Ωστόσο, οι ηλεκτρικές παράμετροι ενός ηλεκτρικού κλιβάνου καναλιού και ενός συμβατικού μετασχηματιστή είναι αισθητά διαφορετικές. Αυτό οφείλεται στη διαφορά στα σχέδια τους. Δομικά, ο κλίβανος αποτελείται (Εικ. 2.1) από ένα επενδεδυμένο λουτρό 2, στο οποίο τοποθετείται σχεδόν ολόκληρη η μάζα του λιωμένου μετάλλου 3, και μια μονάδα επαγωγής που βρίσκεται κάτω από το λουτρό.

Το λουτρό επικοινωνεί με το κανάλι τήξης 5, επίσης γεμάτο με τήγμα. Το τήγμα στο κανάλι και στην παρακείμενη περιοχή του λουτρού σχηματίζει έναν κλειστό αγώγιμο δακτύλιο.

Το σύστημα πηνίου-μαγνητικού κυκλώματος ονομάζεται μετασχηματιστής κλιβάνου.

Ρύζι. 2.1. Κατασκευή φούρνου επαγωγικού καναλιού τύπου άξονα

Η μονάδα επαγωγής συνδυάζει έναν μετασχηματιστή κλιβάνου και μια πέτρα εστίας με ένα κανάλι.

Ο επαγωγέας είναι η κύρια περιέλιξη του μετασχηματιστή και το ρόλο της δευτερεύουσας περιέλιξης παίζει το λιωμένο μέταλλο που γεμίζει το κανάλι και βρίσκεται στο κάτω μέρος του λουτρού.

Το ρεύμα που ρέει στο δευτερεύον κύκλωμα προκαλεί θέρμανση του τήγματος, ενώ σχεδόν όλη η ενέργεια απελευθερώνεται σε ένα κανάλι με μικρή διατομή (90–95% της ηλεκτρικής ενέργειας που παρέχεται στον κλίβανο απορροφάται στο κανάλι). Το μέταλλο θερμαίνεται λόγω μεταφοράς θερμότητας και μάζας μεταξύ του καναλιού και του λουτρού.

Η κίνηση του μετάλλου οφείλεται

κυρίως από ηλεκτροδυναμικές δυνάμεις που προκύπτουν στο κανάλι, και σε μικρότερο βαθμό από τη μεταφορά που σχετίζεται με την υπερθέρμανση του μετάλλου στο κανάλι σε σχέση με το λουτρό. Η υπερθέρμανση περιορίζεται σε μια ορισμένη επιτρεπόμενη τιμή που περιορίζει την επιτρεπόμενη ισχύ στο κανάλι.

Η αρχή λειτουργίας ενός κλιβάνου καναλιού απαιτεί ένα συνεχώς κλειστό δευτερεύον κύκλωμα. Επομένως, επιτρέπεται μόνο μερική αποστράγγιση του λιωμένου μετάλλου και πρόσθετη φόρτωση της αντίστοιχης ποσότητας νέας γόμωσης. Όλοι οι φούρνοι καναλιού λειτουργούν με υπολειπόμενη χωρητικότητα, η οποία είναι συνήθως 20 - 50% της πλήρους χωρητικότητας του κλιβάνου και εξασφαλίζει συνεχή πλήρωση του καναλιού με υγρό μέταλλο. Δεν επιτρέπεται η κατάψυξη του μετάλλου στο κανάλι· κατά τη διακοπή λειτουργίας μεταξύ των τήξεων, το μέταλλο στο κανάλι πρέπει να διατηρείται σε λιωμένη κατάσταση.

Ένας επαγωγικός κλίβανος καναλιών έχει τις ακόλουθες διαφορές από τους μετασχηματιστές ισχύος:

1) η δευτερεύουσα περιέλιξη συνδυάζεται με το φορτίο και έχει μόνο μία στροφή N 2 με σχετικά μικρό ύψος σε σύγκριση με το ύψος της κύριας περιέλιξης με τον αριθμό των στροφών N 1 (Εικ. 2.2).

2) η δευτερεύουσα στροφή - το κανάλι - βρίσκεται σε σχετικά μεγάλη απόσταση από τον επαγωγέα, καθώς χωρίζεται από αυτό όχι μόνο με ηλεκτρική, αλλά και με θερμική μόνωση (ένα διάκενο αέρα και επένδυση). Από αυτή την άποψη, οι μαγνητικές ροές διαρροής του επαγωγέα και του καναλιού υπερβαίνουν σημαντικά τις ροές διαρροής των πρωτευόντων και δευτερευόντων περιελίξεων ενός συμβατικού μετασχηματιστή ισχύος της ίδιας ισχύος, επομένως οι τιμές αντίδρασης διαρροής ενός κλιβάνου καναλιού επαγωγής είναι υψηλότερες από αυτές ενός μετασχηματιστή. Αυτό, με τη σειρά του, οδηγεί στο γεγονός ότι η ενεργειακή απόδοση ενός κλιβάνου με κανάλι επαγωγής - ηλεκτρική απόδοση και συντελεστής ισχύος - είναι αισθητά χαμηλότερη από αυτή ενός συμβατικού μετασχηματιστή.

R 2 ′ , X 2 ′

R 1, X 1

Ρύζι. 2.2. Σχηματικό διάγραμμα κλιβάνου επαγωγικού καναλιού

Οι βασικές εξισώσεις (εξίσωση ρεύματος και εξισώσεις ηλεκτρικής κατάστασης) για έναν κλίβανο με κανάλι επαγωγής είναι παρόμοιες με τις εξισώσεις για έναν μετασχηματιστή που λειτουργεί σε λειτουργία βραχυκυκλώματος (χωρίς τάση

U 2):

I & 1 = I & 10 + (− I & 2′ ) ;

U & 1 = (− E & 1 ) + R 1I & 1 + jX 1I & 1 ;

E 2 ′ = R 2 ′I & 2 ′ + jX 2 ′I & 2 ′ .

Το ισοδύναμο κύκλωμα και το διανυσματικό διάγραμμα ενός κλιβάνου επαγωγικού καναλιού φαίνονται στο Σχήμα. 2.3.

Ρύζι. 2.3. Ισοδύναμο κύκλωμα και διανυσματικό διάγραμμα:

U 1 - τάση στον επαγωγέα. I 1 - ρεύμα στον επαγωγέα. I 10 - ρεύμα χωρίς φορτίο στον επαγωγέα. I 2 ′ - μειωμένο ρεύμα στο κανάλι του κλιβάνου. E 1 - EMF αυτοεπαγωγής (που προκαλείται από την κύρια ροή στην περιέλιξη του επαγωγέα). E 2 ′ - EMF αμοιβαίας επαγωγής (που προκαλείται από την κύρια ροή στο κανάλι του κλιβάνου). - παράμετροι επαγωγέα. - παράμετροι καναλιού

Η έντονη κίνηση του λιωμένου μετάλλου από τα κανάλια προς το λουτρό και προς την αντίθετη κατεύθυνση είναι υψίστης σημασίας, αφού σχεδόν όλη η θερμότητα απελευθερώνεται στα κανάλια. Στην εμφάνιση της κυκλοφορίας μετάλλων, η μεταφορά παίζει έναν ορισμένο ρόλο, που σχετίζεται με την υπερθέρμανση του μετάλλου στα κανάλια, αλλά ο κύριος παράγοντας είναι

rom είναι η ηλεκτροδυναμική αλληλεπίδραση του ρεύματος στο κανάλι με τη μαγνητική ροή διαρροής που διέρχεται μεταξύ του καναλιού και του επαγωγέα (Εικ. 2.4).

Ρύζι. 2.4. Σχέδιο αλληλεπίδρασης του ρεύματος του καναλιού με το μαγνητικό πεδίο

Οι ηλεκτροδυναμικές δυνάμεις Fr κατευθύνονται από τον επαγωγέα και προς το μέταλλο στο κανάλι Κ με την αξονική διεύθυνση της πυκνότητας ρεύματος στο κανάλι δ z. Δημιουργήθηκε

Η πίεση τους είναι μηδέν στην εσωτερική επιφάνεια του καναλιού και μέγιστη στην εξωτερική του επιφάνεια. Ως αποτέλεσμα, το μέταλλο ωθείται στο λουτρό από το στόμιο του καναλιού κατά μήκος του εξωτερικού του τοιχώματος και αναρροφάται στο κανάλι κατά μήκος του εσωτερικού του τοιχώματος (Εικ. 2.5, β). Για να ενισχυθεί η κυκλοφορία, τα στόμια του καναλιού έχουν στρογγυλεμένο σχήμα, εξασφαλίζοντας ελάχιστη υδραυλική αντίσταση.

tion (Εικ. 2.5, α; 2.6).

Σε περιπτώσεις που είναι απαραίτητο να αποδυναμωθεί η κυκλοφορία (για παράδειγμα, κατά την τήξη αλουμινίου), τα στόμια γίνονται χωρίς διαστολή, με υψηλή υδραυλική αντίσταση.

Η μονοκατευθυντική κίνηση του μετάλλου μέσω του καναλιού και του λουτρού, αντί της συμμετρικής κυκλοφορίας, καθιστά δυνατή την ενίσχυση της μεταφοράς θερμότητας και μάζας, τη μείωση της υπερθέρμανσης του μετάλλου στα κανάλια και ως εκ τούτου την αύξηση της ανθεκτικότητας της πέτρας της εστίας. Για να εξασφαλιστεί μια τέτοια κίνηση μετάλλων, έχουν προταθεί διάφορες τεχνικές λύσεις: βιδώστε κανάλια με στόμια που ανοίγουν στο λουτρό

διαφορετικά ύψη, γεγονός που ενισχύει απότομα τη μεταφορά. κανάλια μεταβλητής διατομής, στα οποία δεν υπάρχει μόνο μια ακτινική (συμπιεστική) αλλά και μια αξονική συνιστώσα των δυνάμεων της ηλεκτροδυναμικής αλληλεπίδρασης του ρεύματος στο κανάλι με το δικό του μαγνητικό πεδίο. ένας πρόσθετος ηλεκτρομαγνήτης για τη δημιουργία μιας ηλεκτροδυναμικής δύναμης που μετακινεί το μέταλλο επάνω στο κεντρικό κανάλι της μονάδας διπλής επαγωγής.

Η χρήση βιδωτών καναλιών και καναλιών μεταβλητής διατομής σε μονοκάναλες μονάδες δεν έχει δικαιολογηθεί. Η χρήση ενός πρόσθετου ηλεκτρομαγνήτη συνδέεται με την επιπλοκή και την αύξηση του κόστους του κλιβάνου και ως εκ τούτου έχει βρει μόνο περιορισμένη χρήση. Η χρήση καναλιών με στόμια μεταβλητής διατομής σε μονάδες διπλής επαγωγής έδωσε θετικό αποτέλεσμα. Σε μια διπλή μονάδα με διαφορετικά σχήματα του κεντρικού και του πλευρικού στομίου, προσδιορίζεται η μονοκατευθυντική κίνηση του μετάλλου, η οποία είναι ιδιαίτερα έντονη όταν δεν υπάρχει μετατόπιση φάσης μεταξύ των μαγνητικών ροών των επαγωγέων. Τέτοιες μονάδες χρησιμοποιούνται στην πράξη και παρέχουν διπλασιασμό της διάρκειας ζωής της επένδυσης.

2.3. Σχεδιασμός κλιβάνων επαγωγικών καναλιών

Με μια μεγάλη ποικιλία τύπων επαγωγικών κλιβάνων, τα κύρια δομικά στοιχεία είναι κοινά σε όλα: επένδυση, μετασχηματιστής κλιβάνου, περίβλημα, μονάδα εξαερισμού, μηχανισμός κλίσης

(Εικ. 2.7, 2.8).

Ρύζι. 2.7. Επαγωγικός κλίβανος καναλιών για τήξη κραμάτων χαλκού με τριφασική μονάδα επαγωγής (Τύπος άξονα):

1, 2 - επένδυση? 3 – 5 – μετασχηματιστής κλιβάνου. 6 - 8 – σώμα; 9 – κάλυμμα; 10 – 11 – μονάδα εξαερισμού. 12 – 13 – μηχανισμός κλίσης

Ρύζι. 2.8. Επαγωγικός κλίβανος καναλιών (τύπου τυμπάνου):

1- περίβλημα; 2 – μηχανισμός περιστροφής. 3 – επένδυση; 4 – μονάδα επαγωγής. 5- αερόψυξη της επένδυσης του τμήματος καναλιού. 6 – παροχή ρεύματος και νερού στους επαγωγείς

Μετασχηματιστής φούρνου

Ο σχεδιασμός ενός μετασχηματιστή κλιβάνου, τα στοιχεία του οποίου είναι ένα μαγνητικό κύκλωμα, ένας επαγωγέας και ένα κανάλι, καθορίζεται από το σχεδιασμό του κλιβάνου.

Τα κύρια στοιχεία του μετασχηματιστή είναι το μαγνητικό κύκλωμα και το

Ένας κλίβανος με μία επαγωγική μονάδα έχει έναν μονοφασικό μετασχηματιστή με θωρακισμένο μαγνητικό πυρήνα. Οι μετασχηματιστές με μαγνητικούς πυρήνες πυρήνα χρησιμοποιούνται επίσης ευρέως. Η τάση στο πρωτεύον τύλιγμα (επαγωγέας) παρέχεται από έναν αυτομετασχηματιστή τροφοδοσίας με μεγάλο αριθμό βημάτων τάσης, ο οποίος σας επιτρέπει να ρυθμίζετε την ισχύ του κλιβάνου. Ο αυτομετασχηματιστής ενεργοποιείται στη γραμμική τάση του δικτύου συνεργείου, συνήθως χωρίς μπαλόνι, αφού η ισχύς των μονοφασικών κλιβάνων είναι σχετικά μικρή.

Ένας κλίβανος με μονάδα διπλής επαγωγής (Εικ. 2.9) είναι ένα φορτίο δύο φάσεων, ακριβώς όπως ένας κλίβανος με δύο ξεχωριστές μονοφασικές επαγωγικές μονάδες. Οι επαγωγείς σε ένα διφασικό σύστημα συνδέονται σε ένα τριφασικό δίκτυο σύμφωνα με ένα ανοιχτό κύκλωμα δέλτα, εάν αυτό δεν προκαλεί απαράδεκτη ασυμμετρία τάσης ή σύμφωνα με το κύκλωμα Scott, το οποίο εξασφαλίζει ομοιόμορφη φόρτιση των τριών φάσεων. Δομικά, μια διπλή μονάδα αποτελείται από δύο μετασχηματιστές τύπου ράβδου.

Ένας κλίβανος με τριφασική επαγωγική μονάδα μπορεί να έχει έναν τριφασικό μετασχηματιστή ή τρεις μονοφασικούς μετασχηματιστές. Το τελευταίο είναι προτιμότερο, παρά τη μεγάλη μάζα του μαγνητικού πυρήνα, καθώς παρέχει πιο βολική συναρμολόγηση και αποσυναρμολόγηση, η οποία πρέπει να γίνεται περιοδικά κατά την αλλαγή της επένδυσης.

Ρύζι. 2.9. Τυπικές ενοποιημένες αποσπώμενες μονάδες επαγωγής:

α – για κλιβάνους ILK (ισχύς για τήξη χαλκού είναι 300 kW, για τήξη ορείχαλκου - 350 kW, για διπλή μονάδα, 600 και 700 kW, αντίστοιχα). β – για κλιβάνους IAK (ισχύς 400 kW); γ – για κλιβάνους ICHKM (ισχύς 500 kW – μονοφασική μονάδα και 1000 kW – διφασική μονάδα).

1 – περίβλημα; 2 – επένδυση; 3 – κανάλι; 4 – μαγνητικό κύκλωμα. 5 - επαγωγέας

Οι τριφασικές επαγωγικές μονάδες ή ομάδες μονοφασικών μονάδων, ο αριθμός των οποίων είναι πολλαπλάσιο του τριών, επιτρέπουν την ομοιόμορφη φόρτωση του δικτύου τροφοδοσίας. Οι πολυφασικοί φούρνοι τροφοδοτούνται μέσω ρυθμιστικών αυτομετασχηματιστών.

Ο μαγνητικός πυρήνας του μετασχηματιστή κλιβάνου είναι κατασκευασμένος από φύλλο ηλεκτρικού χάλυβα, ο ζυγός είναι αφαιρούμενος λόγω τακτικής συναρμολόγησης και αποσυναρμολόγησης.

Το σχήμα διατομής της ράβδου σε χαμηλή ισχύ μετασχηματιστή είναι τετράγωνο ή ορθογώνιο και σε σημαντική ισχύ είναι εγκάρσιο ή βαθμιδωτό.

Ο επαγωγέας είναι ένα σπειροειδές πηνίο κατασκευασμένο από σύρμα χαλκού. Τυπικά, το πηνίο επαγωγής έχει κυκλική διατομή. Ωστόσο, σε φούρνους με ορθογώνιο περίγραμμα του καναλιού τήξης, το πηνίο επαγωγής μπορεί να ακολουθήσει το σχήμα του. Η διάμετρος του επαγωγέα, που λαμβάνεται από έναν ηλεκτρικό υπολογισμό, καθορίζει τις διαστάσεις του πυρήνα που βρίσκεται στο εσωτερικό του.

Ο μετασχηματιστής κλιβάνου λειτουργεί σε δύσκολες συνθήκες θερμοκρασίας. Θερμαίνεται όχι μόνο λόγω των ηλεκτρικών απωλειών στον χαλκό και τον χάλυβα, όπως ένας συμβατικός μετασχηματιστής, αλλά και λόγω των θερμικών απωλειών μέσω της επένδυσης του καναλιού τήξης. Επομένως, χρησιμοποιείται πάντα η εξαναγκασμένη ψύξη του μετασχηματιστή κλιβάνου.

Ο επαγωγέας του κλιβάνου καναλιού έχει εξαναγκασμένη ψύξη με αέρα ή νερό. Όταν ψύχεται με αέρα, ο επαγωγέας είναι κατασκευασμένος από ορθογώνιο χάλκινο σύρμα περιέλιξης, η μέση πυκνότητα ρεύματος είναι 2,5 - 4 A/mm2. Για την ψύξη του νερού, ένας επαγωγέας κατασκευασμένος από προφίλ χαλκού σωλήνα, κατά προτίμηση άνισο, με πάχος τοιχώματος εργασίας (με κατεύθυνση προς το κανάλι) 10 - 15 mm. η μέση πυκνότητα ρεύματος φτάνει τα 20 A/mm2. Ο επαγωγέας, κατά κανόνα, είναι κατασκευασμένος από ένα μόνο στρώμα, σε σπάνιες περιπτώσεις - ένα δύο στρώματα. Το τελευταίο είναι πολύ πιο περίπλοκο στο σχεδιασμό και έχει χαμηλότερο συντελεστή ισχύος.

Η ονομαστική τάση στον επαγωγέα δεν υπερβαίνει τα 1000 V και τις περισσότερες φορές αντιστοιχεί στην τυπική τάση δικτύου (220, 380 ή 500 V). Η τάση στροφής σε χαμηλή ισχύ της μονάδας επαγωγής είναι 7 - 10 V και σε υψηλή ισχύ αυξάνεται στα 13 - 20 V. Το σχήμα των στροφών του επαγωγέα είναι συνήθως κυκλικό, μόνο σε φούρνους τήξης αλουμινίου, τα κανάλια των οποίων αποτελούνται ευθύγραμμων τμημάτων, και ο πυρήνας είναι πάντα ορθογώνιος Η διατομή και οι στροφές του επαγωγέα γίνονται επίσης ορθογώνιες. Ο επαγωγέας είναι μονωμένος με ταινία φύλαξης, ταινία αμιάντου ή ταινία fiberglass. Μεταξύ του επαγωγέα και του πυρήνα υπάρχει ένας μονωτικός κύλινδρος πάχους 5–10 mm από βακελίτη ή υαλοβάμβακα. Ο κύλινδρος στερεώνεται στον πυρήνα χρησιμοποιώντας κινούμενες ξύλινες σφήνες.

Όταν ο κλίβανος δεν τροφοδοτείται από ειδικό ρυθμιζόμενο μετασχηματιστή ισχύος, οι βρύσες γίνονται από πολλές εξωτερικές στροφές του επαγωγέα. Εφαρμόζοντας τάση τροφοδοσίας σε διάφορες βρύσες, μπορείτε να αλλάξετε την αναλογία μετασχηματισμού του μετασχηματιστή του κλιβάνου και έτσι να ελέγξετε την ποσότητα ισχύος που απελευθερώνεται στο κανάλι.

Σώμα φούρνου

Συνήθως, το σώμα του κλιβάνου αποτελείται από ένα πλαίσιο, ένα περίβλημα λουτρού και ένα περίβλημα μονάδας επαγωγής. Το περίβλημα μπάνιου για φούρνους μικρής χωρητικότητας και για φούρνους τυμπάνων επίσης σημαντικής ισχύος, μπορεί να γίνει αρκετά ανθεκτικό και

άκαμπτο, το οποίο σας επιτρέπει να εγκαταλείψετε το πλαίσιο. Οι δομές του περιβλήματος και οι σύνδεσμοι πρέπει να είναι σχεδιασμένοι να αντέχουν τα φορτία που προκύπτουν όταν η σόμπα έχει κλίση, ώστε να παρέχεται η απαραίτητη ακαμψία στην κεκλιμένη θέση.

Το πλαίσιο είναι κατασκευασμένο από δοκούς σε σχήμα χάλυβα. Οι στροφείς του άξονα κλίσης στηρίζονται σε ρουλεμάν που είναι τοποθετημένα σε στηρίγματα που είναι τοποθετημένα στη βάση. Το περίβλημα του μπάνιου είναι κατασκευασμένο από φύλλο χάλυβα πάχους 6–15 mm και είναι εξοπλισμένο με ενισχυτικές νευρώσεις.

Το περίβλημα της μονάδας επαγωγής χρησιμεύει για τη σύνδεση της πέτρας εστίας και του μετασχηματιστή κλιβάνου σε ένα ενιαίο δομικό στοιχείο. Οι φούρνοι δύο θαλάμων δεν διαθέτουν ξεχωριστό περίβλημα για τη μονάδα επαγωγής· είναι ενσωματωμένο στο περίβλημα του λουτρού. Το περίβλημα της μονάδας επαγωγής καλύπτει τον επαγωγέα, επομένως, για τη μείωση των απωλειών δινορευμάτων, είναι κατασκευασμένο από δύο μισά με ένα μονωτικό παρέμβυσμα μεταξύ τους. Η επίστρωση είναι κατασκευασμένη με μπουλόνια εξοπλισμένα με μονωτικούς δακτυλίους και ροδέλες. Με τον ίδιο τρόπο, το περίβλημα της μονάδας επαγωγής συνδέεται με το περίβλημα του λουτρού.

Τα περιβλήματα των επαγωγικών μονάδων μπορούν να είναι χυτά ή συγκολλημένα και συχνά έχουν ενισχυτικές νευρώσεις. Είναι προτιμότερο να χρησιμοποιούνται μη μαγνητικά κράματα ως υλικά για περιβλήματα. Οι φούρνοι διπλού θαλάμου έχουν ένα κοινό περίβλημα για το μπάνιο και τη μονάδα επαγωγής.

Μονάδα εξαερισμού

Σε φούρνους μικρής χωρητικότητας που δεν διαθέτουν υδρόψυξη, η μονάδα εξαερισμού χρησιμεύει για την απομάκρυνση της θερμότητας από τον επαγωγέα και την επιφάνεια του πέτρινου ανοίγματος της εστίας, η οποία θερμαίνεται από τη θερμική αγωγιμότητα από το λιωμένο μέταλλο σε στενά απέχοντα κανάλια. Η χρήση υδρόψυκτου επαγωγέα δεν ανακουφίζει από την ανάγκη αερισμού του ανοίγματος της πέτρας εστίας για να αποφευχθεί η υπερθέρμανση της επιφάνειάς της. Αν και οι σύγχρονες αφαιρούμενες μονάδες επαγωγής δεν διαθέτουν μόνο υδρόψυκτα πηνία, αλλά και υδρόψυκτα περιβλήματα και πέτρινα ανοίγματα εστίας (α

προψυγμένο κασόνι),Η μονάδα εξαερισμού είναι υποχρεωτικό στοιχείο του εξοπλισμού του κλιβάνου αγωγών.

Οι ανεμιστήρες με κινητήρες κίνησης τοποθετούνται συχνά στο πλαίσιο του κλιβάνου. Σε αυτή την περίπτωση, ο ανεμιστήρας συνδέεται με ένα κουτί που διανέμει τον αέρα μέσω των αεριζόμενων ανοιγμάτων, έναν κοντό άκαμπτο αγωγό αέρα. Το βάρος της μονάδας εξαερισμού μπορεί να είναι σημαντικό, γεγονός που οδηγεί σε σημαντική αύξηση του φορτίου στον μηχανισμό κλίσης του κλιβάνου. Επομένως, χρησιμοποιείται μια άλλη διάταξη, στην οποία οι ανεμιστήρες τοποθετούνται δίπλα στον κλίβανο και συνδέονται με αυτόν με εύκαμπτους σωλήνες που επιτρέπουν την κλίση. Αντί για εύκαμπτους εύκαμπτους σωλήνες, μπορεί να χρησιμοποιηθεί ένας αεραγωγός, που αποτελείται από δύο άκαμπτα τμήματα, που αρθρώνονται χρησιμοποιώντας μια περιστροφική άρθρωση κατά μήκος της προέκτασης του άξονα κλίσης, η οποία επιτρέπει επίσης την κλίση του κλίβανου. Με αυτή τη διάταξη, το φορτίο στον μηχανισμό κλίσης μειώνεται, αλλά ο σχεδιασμός των αεραγωγών γίνεται πιο περίπλοκος και ο χώρος γύρω από τη σόμπα είναι ακατάστατος.

Οι φούρνοι με αφαιρούμενες επαγωγικές μονάδες είναι εξοπλισμένοι με μεμονωμένους ανεμιστήρες για την ψύξη κάθε μονάδας. Η βλάβη του ανεμιστήρα μπορεί να οδηγήσει σε βλάβη του κλιβάνου. Επομένως, η μονάδα εξαερισμού πρέπει να διαθέτει έναν εφεδρικό ανεμιστήρα, έτοιμο για άμεση ενεργοποίηση και διαχωρισμένο από τον αγωγό αέρα με αποσβεστήρα. Εξαίρεση αποτελούν οι φούρνοι με μεμονωμένους ανεμιστήρες σε επαγωγικές μονάδες. Οι μεμονωμένοι ανεμιστήρες είναι μικροί σε μέγεθος και βάρος και, σε περίπτωση βλάβης, μπορούν να αντικατασταθούν πολύ γρήγορα, επομένως δεν χρειάζεται να εγκαταστήσετε εφεδρικούς ανεμιστήρες στον κλίβανο.

Οι φούρνοι με αφαιρούμενες επαγωγικές μονάδες είναι εξοπλισμένοι με μεμονωμένους ανεμιστήρες για την ψύξη κάθε μονάδας.

Μηχανισμός κλίσης

Οι φούρνοι καναλιών μικρής χωρητικότητας (μέχρι 150-200 κιλά) είναι συνήθως εξοπλισμένοι με χειροκίνητο μηχανισμό κλίσης, με τον άξονα κλίσης να περνά κοντά στο κέντρο βάρους του κλιβάνου.

Οι μεγάλοι φούρνοι είναι εξοπλισμένοι με υδραυλικά κινούμενους μηχανισμούς ανατροπής. Ο άξονας κλίσης βρίσκεται στην κάλτσα αποστράγγισης.

Η κλίση των κλιβάνων τυμπάνου πραγματοποιείται με περιστροφή γύρω από έναν άξονα παράλληλο προς τον διαμήκη άξονα του λουτρού. Όταν ο κλίβανος βρίσκεται σε κατακόρυφη θέση, η οπή βρύσης βρίσκεται πάνω από το επίπεδο του υγρού μετάλλου· όταν ο κλίβανος ενεργοποιείται σε κυλίνδρους, εμφανίζεται κάτω από τον καθρέφτη του μπάνιου. Η θέση της οπής βρύσης σε σχέση με την κουτάλα δεν αλλάζει κατά τη διαδικασία αποστράγγισης του μετάλλου, αφού η οπή βρύσης βρίσκεται στο κέντρο του δίσκου στήριξης, στον άξονα περιστροφής.

Οποιοσδήποτε τύπος μηχανισμού ανατροπής πρέπει να επιτρέπει σε όλο το μέταλλο να στραγγίζει από τον κλίβανο.

2.4. Επένδυση φούρνων επαγωγικών καναλιών

Η επένδυση ενός κλιβάνου καναλιού είναι ένα από τα κύρια και κρίσιμα στοιχεία από τα οποία εξαρτώνται πολλοί τεχνικοί και οικονομικοί δείκτες, η παραγωγικότητα και η αξιοπιστία της λειτουργίας του. Υπάρχουν διαφορετικές απαιτήσεις για την επένδυση του λουτρού του κλιβάνου και των μονάδων επαγωγής (πέτρα εστίας). Η επένδυση μπάνιου πρέπει να έχει υψηλή αντοχή και μεγάλη διάρκεια ζωής, καθώς το κόστος των υλικών επένδυσης είναι υψηλό και ο χρόνος που απαιτείται για την αντικατάσταση και το στέγνωμα μπορεί να είναι αρκετές εβδομάδες. Επιπλέον, η επένδυση του λουτρού του κλιβάνου πρέπει να έχει καλές θερμομονωτικές ιδιότητες προκειμένου να αυξηθεί η θερμική απόδοση του κλιβάνου.

Τα υλικά που χρησιμοποιούνται για την επένδυση του λουτρού πρέπει να έχουν σταθερό όγκο κατά το ψήσιμο και να έχουν ελάχιστο συντελεστή θερμοκρασίας.

διαστολή (t.k.r.) όταν θερμαίνεται, για την εξάλειψη της πιθανότητας επικίνδυνων θερμικών και μηχανικών καταπονήσεων.

Το πυρίμαχο στρώμα της επένδυσης του μπάνιου πρέπει να αντέχει υψηλά θερμικά, χημικά και μηχανικά φορτία. Τα πυρίμαχα υλικά που χρησιμοποιούνται για το σκοπό αυτό πρέπει να έχουν υψηλή πυκνότητα, αντοχή στη φωτιά, αντοχή στη σκωρία, θερμική αντοχή και υψηλή μηχανική αντοχή.

Με εργασίες επένδυσης υψηλής ποιότητας με χρήση κατάλληλων πυρίμαχων υλικών, η αντοχή του λουτρού κλιβάνου για ζεστό χυτοσίδηρο συγκράτησης φτάνει τα δύο χρόνια και για την τήξη κραμάτων χαλκού - έως και τρία χρόνια.

Η επένδυση του τμήματος καναλιού του κλιβάνου (κάτω πέτρα) λειτουργεί υπό ακόμη πιο αυστηρές συνθήκες από την επένδυση του λουτρού, καθώς λειτουργεί υπό υψηλή υδροστατική πίεση της μεταλλικής στήλης. Η θερμοκρασία του μετάλλου στο κανάλι είναι υψηλότερη από ό,τι στο λουτρό του κλιβάνου. Η κίνηση του μετάλλου που προκαλείται από τη μαγνητική ροή οδηγεί σε ταχεία μηχανική φθορά του πυρίμαχου υλικού σε κλιβάνους για χυτοσίδηρο και κράματα χαλκού. Στα κανάλια των κλιβάνων για την τήξη αλουμινίου, τα μαγνητικά πεδία οδηγούν στη στρώση οξειδίων του αλουμινίου σε μια συγκεκριμένη ζώνη και συμβάλλουν στην υπερανάπτυξη των καναλιών.

Το πάχος της επένδυσης του κλιβάνου καναλιού (πέτρα εστίας) πρέπει να είναι όσο το δυνατόν ελάχιστο, ώστε να μην αλλοιώνεται η ενεργειακή απόδοση του κλιβάνου. Το μικρό πάχος μερικές φορές οδηγεί σε υπερβολική εξασθένηση της μηχανικής αντοχής της επένδυσης και σε υψηλές διαφορές θερμοκρασίας στο πάχος της επένδυσης μεταξύ του εξωτερικού και του εσωτερικού τοιχώματος του καναλιού, γεγονός που προκαλεί το σχηματισμό ρωγμών. Η θερμοκρασία των εσωτερικών τοιχωμάτων του καναλιού αντιστοιχεί στη θερμοκρασία του υπέρθερμου μετάλλου και τα εξωτερικά τοιχώματα ψύχονται από έναν υδρόψυκτο κύλινδρο ή ένα ρεύμα ψυχρού αέρα.

Ένας από τους κύριους λόγους για την αστοχία της επένδυσης είναι η διείσδυση λιωμένου μετάλλου από το κάτω πέτρινο κανάλι πάνω στον επαγωγέα και το περίβλημα μέσω ρωγμών στην επένδυση. Ένας πρόσθετος παράγοντας στο σχηματισμό ρωγμών είναι ο εμποτισμός των τοιχωμάτων των καναλιών με οξείδια μετάλλων ή σκωριών, που προκαλεί πρόσθετη καταπόνηση. Τα καλύτερα πυρίμαχα υλικά και η πιο σύγχρονη τεχνολογία χρησιμοποιούνται για την επένδυση του κάτω λίθου.

Τα πυρίμαχα υλικά που χρησιμοποιούνται για την επένδυση ηλεκτρικών κλιβάνων τήξης, ανάλογα με τη χημική τους φύση, χωρίζονται σε όξινα, βασικά

και ουδέτερο.

ΠΡΟΣ ΤΗΝ Τα όξινα πυρίμαχα υλικά περιλαμβάνουν υλικά γεμάτα πυρίτιο

μάζες με υψηλή περιεκτικότητα σε οξείδιο του πυριτίου (97 - 99% SiO2), dinas, καθώς και πυριτόπηλο που περιέχει οξείδιο του πυριτίου που δεν σχετίζεται με αλουμίνα (Al2 O3< 27 % ).

ΠΡΟΣ ΤΗΝ Τα βασικά υλικά περιλαμβάνουν πυρίμαχα υλικά που αποτελούνται κυρίως από οξείδια μαγνησίου ή ασβεστίου (πυρίμαχα υλικά μαγνήσιου, μαγνησίτη-χρωμίτη, περικλάσης-σπινελίου, περικλάσης και δολομίτη).

ΠΡΟΣ ΤΗΝ Τα ουδέτερα πυρίμαχα υλικά περιλαμβάνουν εκείνα τα πυρίμαχα υλικά που χαρακτηρίζονται από μια κυρίαρχη περιεκτικότητα σε αμφοτερικά οξείδια του αργιλίου, του ζιρκονίου και του οξειδίου του χρωμίου (πυρίμαχα υλικά κορούνδιο, μουλλίτη, χρωμίτη, ζιργκόν και μπακόρ).

ΣΕ Στην επένδυση των κλιβάνων επαγωγικών καναλιών, τα πυρίμαχα υλικά πρέπει πρώτα απ 'όλα να έχουν αντοχή στη φωτιά που υπερβαίνει τη θερμοκρασία του λιωμένου μετάλλου, καθώς σε θερμοκρασίες που πλησιάζουν τη θερμοκρασία πυρίμαχου τα υλικά αυτά αρχίζουν να μαλακώνουν και να χάνουν τη δομική τους αντοχή. Η ποιότητα των πυρίμαχων υλικών αξιολογείται επίσης από την ικανότητά τους να αντέχουν φορτία σε υψηλές θερμοκρασίες.

Η πυρίμαχη επένδυση καταστρέφεται συχνότερα ως αποτέλεσμα χημικής αλληλεπίδρασης με σκωρία και μέταλλο που έχουν λιώσει στον κλίβανο. Ο βαθμός καταστροφής του εξαρτάται από τη χημική σύσταση του μετάλλου που δρα στην επένδυση, τη θερμοκρασία του, καθώς και από τη χημική σύσταση της επένδυσης και το πορώδες της.

Όταν εκτίθενται σε υψηλές θερμοκρασίες, τα περισσότερα πυρίμαχα μειώνονται σε όγκο λόγω πρόσθετης πυροσυσσωμάτωσης και συμπίεσης. Μερικά πυρίμαχα υλικά (χαλαζίτης, πυρίτιο κ.λπ.) αυξάνονται σε όγκο. Οι υπερβολικές αλλαγές στον όγκο μπορεί να προκαλέσουν ρωγμές, διόγκωση, ακόμη και αστοχία της επένδυσης, επομένως τα πυρίμαχα υλικά πρέπει να έχουν σταθερό όγκο σε θερμοκρασίες λειτουργίας.

Οι αλλαγές θερμοκρασίας κατά τη θέρμανση και ιδιαίτερα κατά την ψύξη των κλιβάνων προκαλούν ρωγμές του πυρίμαχου υλικού λόγω της ανεπαρκούς θερμικής αντίστασης του, που είναι ένας από τους σημαντικότερους παράγοντες που καθορίζουν τη διάρκεια ζωής της επένδυσης των επαγωγικών κλιβάνων.

ΣΕ Στην πράξη, ο μεμονωμένος αντίκτυπος ενός μόνο από τους αναφερόμενους καταστροφικούς παράγοντες σπάνια συναντάται.

ΣΕ Επί του παρόντος, δεν υπάρχουν πυρίμαχα υλικά που να συνδυάζουν όλες τις ιδιότητες απόδοσης που είναι απαραίτητες για τη βιώσιμη λειτουργία επένδυσης σε φούρνους τήξης επαγωγής. Κάθε τύπος πυρίμαχου υλικού χαρακτηρίζεται από τις εγγενείς ιδιότητές του, βάσει των οποίων προσδιορίζεται η περιοχή της ορθολογικής χρήσης του.

Για τη σωστή επιλογή και αποτελεσματική χρήση πυρίμαχου υλικού σε συγκεκριμένους κλιβάνους, είναι απαραίτητο να γνωρίζουμε λεπτομερώς αφενός όλες τις σημαντικότερες ιδιότητες του υλικού και αφετέρου τις συνθήκες λειτουργίας της επένδυσης.

Σύμφωνα με την ταξινόμηση, όλα τα πυρίμαχα προϊόντα χωρίζονται περαιτέρω σύμφωνα με τα ακόλουθα κριτήρια:

1) ανάλογα με τον βαθμό αντοχής στη φωτιά - έως πυράντοχη (από 1580 έως 1770 ° C), εξαιρετικά πυρίμαχο (από 1770 έως 2000 ° C) και υψηλότερο πυρίμαχο (πάνω

2000°C);

2) σε σχήμα, μέγεθος - για κανονικά τούβλα "ίσια" και "σφήνα", μορφοποιημένα προϊόντα απλά, σύνθετα, ιδιαίτερα σύνθετα, μεγάλου όγκου και μονολιθικό πυρίμαχο σκυρόδεμα, τα οποία είναι επίσης πυρίμαχα μη πυρίμαχα.

3) με μέθοδο κατασκευής - για προϊόντα που λαμβάνονται με χύτευση πλαστικού (πρεσάρισμα), ημίξηρη συμπίεση, συμπίεση από κονιοποιημένες μη πλαστικές ξηρές και ημίξηρες μάζες, χύτευση με ολίσθηση

ρα και τήξη, δόνηση από πυρίμαχο σκυρόδεμα, πριόνισμα από λιωμένους ογκόλιθους και βράχους.

4) ανάλογα με τη φύση της θερμικής επεξεργασίας - μη καύση, καύση και χύτευση τήξης.

5) από τη φύση του πορώδους τους (πυκνότητα) - ιδιαίτερα πυκνό, πυροσυσσωματωμένο με

πορώδες μικρότερο από 3%, υψηλής πυκνότητας με πορώδες 3 - 10%, πυκνό με πορώδες 10 - 20%, συνηθισμένο με πορώδες 20 - 30%, ελαφρύ, θερμομονωτικό με πορώδες 45 - 85%.

2.5. Χαρακτηριστικά φούρνων καναλιού για τήξη διαφόρων μετάλλων

Φούρνοι για την τήξη του χαλκού και των κραμάτων του

Η θερμοκρασία χύτευσης χαλκού είναι 1230 o C, και έτσι ώστε η υπερθέρμανση του μετάλλου να μην οδηγεί σε σημαντική μείωση της διάρκειας ζωής της πέτρας εστίας, τη συγκεκριμένη ισχύ

Η πυκνότητα στα κανάλια δεν πρέπει να υπερβαίνει τα 50 10 6 W/m 3 .

Για τον ορείχαλκο, η θερμοκρασία χύτευσης είναι περίπου 1050 o C και η ειδική ισχύς στα κανάλια δεν υπερβαίνει (50 - 60) 10 6 W/m 3. Με μεγαλύτερη

πυκνότητα ισχύος, εμφανίζεται ο λεγόμενος παλμός ψευδαργύρου, ο οποίος συνίσταται στη διακοπή του ρεύματος στα κανάλια. Ο ψευδάργυρος, του οποίου το σημείο τήξης είναι χαμηλότερο από το σημείο τήξης του ορείχαλκου, βράζει στα κανάλια όταν λιώσει ο ορείχαλκος. Οι ατμοί του ανεβαίνουν με τη μορφή φυσαλίδων στα στόμια των καναλιών, όπου, σε επαφή με ψυχρότερο μέταλλο, συμπυκνώνονται. Η παρουσία φυσαλίδων οδηγεί σε στένωση της διατομής του καναλιού και, κατά συνέπεια, σε αύξηση της πυκνότητας ρεύματος σε αυτό και αύξηση των δυνάμεων ηλεκτροδυναμικής συμπίεσης του μετάλλου στο κανάλι από το δικό του μαγνητικό πεδίο ρεύμα. Σε συγκεκριμένη ισχύ μεγαλύτερη από την υποδεικνυόμενη, εμφανίζεται έντονος βρασμός ψευδαργύρου, η διατομή εργασίας μειώνεται σημαντικά, η ηλεκτροδυναμική πίεση υπερβαίνει την υδροστατική πίεση της μεταλλικής στήλης πάνω από το κανάλι, με αποτέλεσμα το μέταλλο να τσιμπήσει και το ρεύμα σταματά . Μετά τη διακοπή του ρεύματος, οι ηλεκτροδυναμικές δυνάμεις εξαφανίζονται, οι φυσαλίδες επιπλέουν προς τα πάνω, μετά την οποία η ροή του ρεύματος συνεχίζεται, οι διακοπές ρεύματος συμβαίνουν 2 - 3 φορές ανά δευτερόλεπτο, διαταράσσοντας την κανονική λειτουργία του κλιβάνου.

Με συγκεκριμένη ισχύ μικρότερη από την καθορισμένη, αρχίζει ο παλμός ψευδαργύρου

Αυτό συμβαίνει όταν ολόκληρο το λουτρό θερμαίνεται σε θερμοκρασία περίπου 1000 o C και χρησιμεύει ως σήμα ότι ο ορείχαλκος είναι έτοιμος για χύτευση.

Για την τήξη του χαλκού και των κραμάτων του, χρησιμοποιούνται φρεατοί φούρνοι και όταν η φόρτωση είναι μεγαλύτερη από 3 τόνους, χρησιμοποιούνται κάμινοι τυμπάνων και αναμικτήρες. Ο συντελεστής ισχύος για την τήξη χαλκού είναι περίπου 0,5. κατά την τήξη μπρούντζων και ορείχαλκων – 0,7; κατά την τήξη κραμάτων χαλκού-νικελίου - 0,8.

Φούρνοι τήξης αλουμινίου και κραμάτων του

Τα χαρακτηριστικά των κλιβάνων καναλιού για την τήξη του αλουμινίου και των κραμάτων του (Εικ. 2.10, 2.11) σχετίζονται με την εύκολη οξείδωση του αλουμινίου και άλλες ιδιότητες

ιδιότητες του μετάλλου και του οξειδίου του. Το αλουμίνιο έχει σημείο τήξης 658 o C,

χύνεται στους 730 o C περίπου. Η χαμηλή πυκνότητα υγρού αλουμινίου καθιστά ανεπιθύμητη την εντατική κυκλοφορία του τήγματος, καθώς τα μη μεταλλικά εγκλείσματα, που μεταφέρονται στο βάθος του λουτρού, επιπλέουν πολύ αργά.

Ρύζι. 2.10. Γενική άποψη του ηλεκτρικού κλιβάνου επαγωγικού καναλιού IA-0.5 για τήξη αλουμινίου και κραμάτων αλουμινίου

(χρήσιμη χωρητικότητα φούρνου 500 kg, υπολειπόμενη χωρητικότητα 250 kg, ισχύς φούρνου 125 kW):

1 – κάλυμμα με μηχανισμό ανύψωσης. 2 – άνω περίβλημα. 3 – κάτω περίβλημα. 4 – μαγνητικό κύκλωμα. 5 – εγκατάσταση ανεμιστήρα. 6 - έμβολο? 7 – ρουλεμάν; 8 – παροχή νερού. 9 – επαγωγέας; 10 – επένδυση

Το λιωμένο αλουμίνιο στον κλίβανο καλύπτεται με ένα φιλμ στερεού οξειδίου, το οποίο, λόγω της επιφανειακής τάσης του αλουμινίου, συγκρατείται στην επιφάνειά του, προστατεύοντας το μέταλλο από περαιτέρω οξείδωση. Ωστόσο, εάν το συνεχές φιλμ σπάσει, τότε τα θραύσματά του βυθίζονται και πέφτουν στον πυθμένα του λουτρού, πέφτοντας στα κανάλια. Το οξείδιο του αλουμινίου είναι χημικά ενεργό και θραύσματα φιλμ, λόγω χημικής αλληλεπίδρασης, προσκολλώνται στα τοιχώματα των καναλιών, μειώνοντας τη διατομή τους. Κατά τη λειτουργία, τα κανάλια «υπερφυτρώνουν» και πρέπει να καθαρίζονται περιοδικά.

Ρύζι. 2.11. Ανταλλακτικές επαγωγικές μονάδες για τήξη αλουμινίου

Με ορθογώνια κανάλια: α – με πρόσβαση σε κάθετα και οριζόντια κανάλια.

σι - με πρόσβαση σε κάθετα κανάλια

Αυτές οι ιδιότητες του αλουμινίου και του οξειδίου του τα αναγκάζουν να λειτουργούν με χαμηλή πυκνότητα ισχύος στα κανάλια. Σε αυτή την περίπτωση, η υπερθέρμανση του μετάλλου στα κανάλια μειώνεται και η θερμοκρασία στην επιφάνεια διατηρείται σε ένα ελάχιστο επίπεδο, γεγονός που εξασθενεί την οξείδωση, ο ρυθμός της οποίας αυξάνεται με την αύξηση της θερμοκρασίας.

Σε χαμηλή ειδική ισχύ, η κυκλοφορία του μετάλλου μειώνεται, γεγονός που βοηθά στη διατήρηση του φιλμ οξειδίου και στη μείωση του αριθμού των μη μεταλλικών εγκλεισμάτων.

Είναι αδύνατο να διασφαλιστεί η ασφάλεια της μεμβράνης οξειδίου, καθώς καταστρέφεται κατά τη φόρτωση της φόρτισης. Κατά την περίοδο τήξης, το ράγισμα του φιλμ συμβαίνει κυρίως λόγω της κυκλοφορίας του μετάλλου. Ως εκ τούτου, σε φούρνους τήξης αλουμινίου, λαμβάνονται μέτρα για την αποδυνάμωσή του, ειδικά στο πάνω μέρος του λουτρού: η ειδική ισχύς στα κανάλια μειώνεται, χρησιμοποιείται συχνά μια οριζόντια διάταξη καναλιών και όταν είναι διατεταγμένα κάθετα, Το βάθος του λουτρού αυξάνεται, η μετάβαση από κανάλι σε λουτρό γίνεται σε ορθή γωνία, γεγονός που αυξάνει την υδραυλική αντίσταση του στομίου του καναλιού. Η οριζόντια διάταξη των καναλιών έχει επίσης το πλεονέκτημα ότι δυσκολεύει τα θραύσματα φιλμ να εισέλθουν στα κανάλια, αλλά δεν την εξαλείφει εντελώς, αφού τα θραύσματα μπορούν να μεταφερθούν στα κανάλια με την κυκλοφορία του μετάλλου.

Τα κανάλια των κλιβάνων τήξης αλουμινίου αποτελούνται από ευθύγραμμα τμήματα, γεγονός που καθιστά ευκολότερο τον καθαρισμό τους.

Η υπερανάπτυξη ενός καναλιού επηρεάζει τον ηλεκτρικό τρόπο λειτουργίας όταν το μέγεθός του γίνεται περίπου ίσο με το βάθος διείσδυσης ρεύματος στο μέταλλο, το οποίο για το λιωμένο αλουμίνιο σε συχνότητα 50 Hz είναι ίση με 3,5 cm. Επομένως, για να καθαρίζονται τα κανάλια λιγότερο συχνά , λαμβάνεται ένα ακτινικό μέγεθος καναλιού 6–10 cm Για ένα οριζόντιο τμήμα, το οποίο είναι ιδιαίτερα δύσκολο να καθαριστεί, πάρτε το ακτινικό μέγεθος του καναλιού αυτού του τμήματος να είναι περίπου (1,3 - 1,5) d2. Τα κάθετα τμήματα καθαρίζονται περίπου μία φορά ανά βάρδια,

οριζόντια - μία φορά την ημέρα.

Μαζί με τη χρήση κλιβάνων άλλων δομικών τύπων, χρησιμοποιούνται κλίβανοι δύο θαλάμων. Μπορεί να είναι μονοφασικό με δύο κανάλια που συνδέουν τα λουτρά ή τριφασικό με τέσσερα κανάλια. Στους τοίχους των λουτρών γίνονται τρύπες κατά μήκος των αξόνων των καναλιών για τον καθαρισμό των καναλιών, κλειστές με πήλινες τάπες. Ο καθαρισμός πραγματοποιείται μετά την αποστράγγιση του μετάλλου.

Λόγω της μεγάλης διατομής των καναλιών, ο συντελεστής ισχύος είναι χαμηλός, είναι 0,3 - 0,4.

Κλίβανοι τήξης ψευδαργύρου

Σε κλιβάνους καναλιού, ο καθοδικός ψευδάργυρος υψηλής καθαρότητας τήκεται, ο οποίος δεν απαιτεί διύλιση. Ο λιωμένος ψευδάργυρος, με υψηλή ρευστότητα, συνδυάζεται με τα υλικά επένδυσης. Δεδομένου ότι η διαδικασία εμποτισμού της επένδυσης με ψευδάργυρο επιταχύνεται με την αύξηση της υδροστατικής πίεσης του μετάλλου, οι κλίβανοι τήξης ψευδαργύρου έχουν ένα ορθογώνιο λουτρό μικρού βάθους και μονάδες επαγωγής με οριζόντια κανάλια

(Εικ. 2.12) ..

Ρύζι. 2.12. Κλίβανος επαγωγικού καναλιού τύπου ITs-40 χωρητικότητας 40 τόνων για τήξη ψευδαργύρου:

1 - θάλαμος τήξης. 2 – θάλαμος διανομής. 3 – μονάδα επαγωγής. 4 – κυλινδρικός μεταφορέας φόρτωσης

Το λουτρό χωρίζεται σε θαλάμους τήξης και έκχυσης από ένα εσωτερικό χώρισμα, στο κάτω μέρος του οποίου υπάρχει ένα παράθυρο. Καθαρό μέταλλο ρέει μέσω του παραθύρου στον θάλαμο χύτευσης, οι ακαθαρσίες και οι ρύποι που βρίσκονται κοντά στην επιφάνεια παραμένουν στον θάλαμο τήξης. Οι κλίβανοι είναι εξοπλισμένοι με συσκευές φόρτωσης και χύτευσης και λειτουργούν σε συνεχή λειτουργία: ο καθοδικός ψευδάργυρος φορτώνεται στον θάλαμο τήξης μέσω ενός ανοίγματος στην οροφή και το επαναλειωμένο μέταλλο χύνεται σε καλούπια. Η έκχυση μπορεί να πραγματοποιηθεί αφαιρώντας το μέταλλο με μια κουτάλα, απελευθερώνοντάς το μέσω μιας βαλβίδας ή αντλώντας το έξω με μια αντλία. Οι συσκευές φόρτωσης και εκφόρτωσης έχουν σχεδιαστεί για να αποτρέπουν την είσοδο ατμών ψευδαργύρου στο συνεργείο και είναι εξοπλισμένες με ισχυρό εξαερισμό εξαγωγής.

Οι φούρνοι που χρησιμοποιούν αφαιρούμενες επαγωγικές μονάδες γίνονται αιωρούμενοι, ενώ εκείνοι με μη αφαιρούμενες μονάδες είναι ακίνητοι. Η κλίση χρησιμοποιείται για την αντικατάσταση της μονάδας επαγωγής χωρίς την αποστράγγιση του μετάλλου.

Ο συντελεστής ισχύος των κλιβάνων ψευδαργύρου είναι 0,5 - 0,6.

Κλίβανοι τήξης σιδήρου

Οι κλίβανοι καναλιού χρησιμοποιούνται για την τήξη του σιδήρου ως αναμικτήρες στη διεργασία διπλής όψης με κλίβανους θόλου, τόξου και επαγωγικού χωνευτηρίου, επιτρέποντας αυξήσεις θερμοκρασίας, κράμα και ομοιογένεια του σιδήρου πριν από τη χύτευση. Ο συντελεστής ισχύος των κλιβάνων για την τήξη χυτοσιδήρου είναι 0,6 - 0,8.

Οι κλίβανοι χωρητικότητας έως 16 τόνων είναι φρεατοί φούρνοι με μία ή δύο αφαιρούμενες μονάδες, οι κλίβανοι μεγαλύτερης χωρητικότητας είναι οι κάμινοι άξονα και τυμπάνου, με τον αριθμό των αφαιρούμενων μονάδων από μία έως τέσσερις.

Υπάρχουν ειδικοί αναδευτήρες διανομής καναλιών για τη συντήρηση μεταφορέων χυτηρίου. Η διανομή ενός δοσομετρημένου τμήματος από έναν τέτοιο αναμικτήρα πραγματοποιείται είτε με κλίση του κλίβανου, είτε με μετατόπιση μετάλλου με παροχή συμπιεσμένου αερίου σε έναν σφραγισμένο κλίβανο.

Οι μίξερ καναλιών για χυτοσίδηρο έχουν συστήματα πλήρωσης σιφονιού και μεταλλική κρέμα. Τα κανάλια πλήρωσης και εξόδου εξέρχονται στο λουτρό κοντά στον πυθμένα του, κάτω από την επιφάνεια τήξης. Χάρη σε αυτό, το μέταλλο δεν είναι μολυσμένο με σκωρία. Η έκχυση και η αποστράγγιση του μετάλλου μπορεί να συμβεί ταυτόχρονα.

2.6. Λειτουργία κλιβάνων επαγωγικών αγωγών

Η φόρτιση των κλιβάνων καναλιού αποτελείται από καθαρές πρώτες ύλες, απόβλητα παραγωγής και κράματα (ενδιάμεσα κράματα). Τα πυρίμαχα συστατικά της γόμωσης φορτώνονται πρώτα στον κλίβανο, μετά εκείνα που αποτελούν το μεγαλύτερο μέρος του κράματος και τέλος τα χαμηλής τήξης. Κατά τη διαδικασία τήξης το μείγμα

θα πρέπει να αναστατώνεται περιοδικά για να αποφευχθεί η συγκόλληση τεμαχίων και ο σχηματισμός γέφυρας πάνω από το λιωμένο μέταλλο.

Κατά την τήξη του αλουμινίου και των κραμάτων του, τα υλικά πλήρωσης πρέπει να καθαρίζονται από μη μεταλλικούς ρύπους, αφού λόγω της χαμηλής πυκνότητας του αλουμινίου αφαιρούνται από το τήγμα με μεγάλη δυσκολία. Δεδομένου ότι η λανθάνουσα θερμότητα τήξης του αλουμινίου είναι υψηλή, όταν μια μεγάλη ποσότητα φορτίου φορτώνεται στον κλίβανο, το μέταλλο μπορεί να σκληρύνει στα κανάλια. Επομένως, η χρέωση φορτώνεται σε μικρές παρτίδες. Η τάση στον επαγωγέα πρέπει να μειωθεί στην αρχή της τήξης. Καθώς συσσωρεύεται υγρό μέταλλο, η τάση αυξάνεται, διασφαλίζοντας ότι το λουτρό παραμένει ήρεμο και το φιλμ οξειδίου στην επιφάνειά του δεν σπάει.

Κατά τη διάρκεια προσωρινών στάσεων, ο κλίβανος καναλιών μεταβαίνει σε κατάσταση αδράνειας, όταν έχει απομείνει μόνο τέτοια ποσότητα μετάλλου που εξασφαλίζει την πλήρωση των καναλιών και τη διατήρηση ενός κλειστού μεταλλικού δακτυλίου σε καθένα από αυτά. Αυτό το υπόλειμμα μετάλλου διατηρείται σε υγρή κατάσταση. Η ισχύς σε αυτή τη λειτουργία είναι 10–15% της ονομαστικής ισχύος του κλιβάνου.

Όταν ο κλίβανος σταματήσει για μεγάλο χρονικό διάστημα, όλο το μέταλλο από αυτό πρέπει να αποστραγγιστεί, καθώς κατά τη στερεοποίηση και την επακόλουθη ψύξη σπάει στα κανάλια λόγω συμπίεσης, μετά την οποία η εκκίνηση του κλιβάνου καθίσταται αδύνατη. Για να ξεκινήσει ένας άδειος φούρνος, χύνεται λιωμένο μέταλλο σε αυτόν και η πέτρα του λουτρού και της εστίας πρέπει να προθερμανθούν σε θερμοκρασία κοντά στη θερμοκρασία του τήγματος, προκειμένου να αποφευχθεί η ρωγμή της επένδυσης και η στερεοποίηση του μετάλλου στα κανάλια. Η θέρμανση της επένδυσης είναι μια μακρά διαδικασία, καθώς η ταχύτητά της δεν πρέπει να υπερβαίνει τους αρκετούς βαθμούς την ώρα.

Η μετάβαση σε μια νέα σύνθεση κράματος είναι δυνατή μόνο εάν η επένδυση είναι κατάλληλη για το νέο κράμα ως προς τα χαρακτηριστικά θερμοκρασίας και τις χημικές του ιδιότητες. Το παλιό κράμα αποστραγγίζεται τελείως από τον κλίβανο και χύνεται ένα νέο. Εάν το προηγούμενο κράμα δεν περιείχε συστατικά που δεν επιτρέπονται για το νέο κράμα, τότε μπορεί να ληφθεί ένα κατάλληλο μέταλλο κατά την πρώτη τήξη. Εάν περιείχαν τέτοια εξαρτήματα, τότε είναι απαραίτητο να πραγματοποιηθούν πολλά μεταβατικά τήγματα, μετά από κάθε ένα από τα οποία μειώνεται η περιεκτικότητα σε ανεπιθύμητα συστατικά που παραμένουν στα κανάλια και στα τοιχώματα του λουτρού κατά την αποστράγγιση του μετάλλου.

Για την κανονική λειτουργία ενός αγωγού φούρνου με αφαιρούμενες επαγωγικές μονάδες, είναι απαραίτητο να έχετε ένα πλήρες σετ θερμαινόμενων μονάδων στο εφεδρικό, έτοιμο για άμεση αντικατάσταση. Η αντικατάσταση πραγματοποιείται σε θερμό φούρνο με προσωρινή διακοπή της ψύξης της μονάδας που αντικαθίσταται. Επομένως, όλες οι εργασίες αντικατάστασης πρέπει να εκτελούνται γρήγορα, ώστε η διάρκεια της διακοπής στην παροχή νερού ψύξης και αέρα να μην υπερβαίνει τα 10 - 15 λεπτά, διαφορετικά η ηλεκτρική μόνωση θα καταστραφεί.

Η κατάσταση της επένδυσης του μπάνιου κατά τη λειτουργία παρακολουθείται οπτικά. Η παρακολούθηση των απρόσιτων για επιθεώρηση καναλιών πραγματοποιείται με έμμεση μέθοδο, καταγράφοντας την ενεργό και αντιδραστική αντίσταση κάθε επαγωγέα, που προσδιορίζονται από τις ενδείξεις ενός κιλοβατόμετρου και ενός μετρητή φάσης. Η ενεργός αντίσταση είναι, σε μια πρώτη προσέγγιση, αντιστρόφως ανάλογη με

βασίζεται στην περιοχή διατομής του καναλιού και η αντιδραστική είναι ανάλογη της απόστασης από το κανάλι έως τον επαγωγέα. Επομένως, με ομοιόμορφη διαστολή (διάβρωση) του καναλιού, οι ενεργές και αντιδραστικές αντιστάσεις μειώνονται και με ομοιόμορφη υπερανάπτυξη του καναλιού, αυξάνονται. όταν το κανάλι μετατοπίζεται προς τον επαγωγέα, η αντίδραση μειώνεται και όταν μετατοπίζεται προς το περίβλημα, αυξάνεται. Με βάση τα δεδομένα μέτρησης, κατασκευάζονται διαγράμματα και γραφήματα μεταβολών της αντίστασης, επιτρέποντας σε κάποιον να κρίνει τη φθορά της επένδυσης του καναλιού. Η κατάσταση της επένδυσης του κλιβάνου καναλιού κρίνεται επίσης από τη θερμοκρασία του περιβλήματος, η οποία μετράται τακτικά σε πολλά σημεία ελέγχου. Μια τοπική αύξηση της θερμοκρασίας του περιβλήματος ή μια αύξηση της θερμοκρασίας του νερού σε οποιοδήποτε κλάδο του συστήματος ψύξης υποδηλώνει την έναρξη της καταστροφής της επένδυσης.

Η επένδυση των ηλεκτρικών κλιβάνων καναλιών επαγωγής εκτελεί ταυτόχρονα τις λειτουργίες ηλεκτρικής και θερμικής μόνωσης. Ωστόσο, όταν διαβρέχεται (ψυχρός κλίβανος) ή είναι κορεσμένο με ηλεκτρικά αγώγιμα υλικά (από τήγμα ή αέριο περιβάλλον), η ηλεκτρική αντίσταση της επένδυσης πέφτει απότομα. Αυτό δημιουργεί κίνδυνο ηλεκτροπληξίας.

Λόγω δυσλειτουργίας, ενδέχεται να προκύψει ηλεκτρική επαφή μεταξύ ενεργών εξαρτημάτων και άλλων μεταλλικών μερών του ηλεκτρικού κλιβάνου. Ως αποτέλεσμα, μονάδες συναρμολόγησης, όπως το πλαίσιο, με το οποίο έρχεται σε επαφή το προσωπικό κατά τη λειτουργία, μπορεί να ενεργοποιηθούν.

Κατά τη λειτουργία ηλεκτρικών κλιβάνων, συσκευών και ηλεκτρικού εξοπλισμού που περιλαμβάνονται σε εγκαταστάσεις (πίνακες ελέγχου, μετασχηματιστές κ.λπ.), χρησιμοποιούνται συμβατικά μέσα για την προστασία από ηλεκτροπληξία: γείωση μεταλλικών μερών (πλαίσια κλιβάνων, πλατφόρμες κ.λπ.), προστατευτικά μονωτικά μέσα ( γάντια, λαβές, βάσεις, πλατφόρμες και άλλα), κλειδαριές που εμποδίζουν το άνοιγμα των θυρών μέχρι να απενεργοποιηθεί η εγκατάσταση, κ.λπ.

Η πηγή κινδύνου έκρηξης είναι υδρόψυκτα εξαρτήματα (κρυσταλλοποιητές, επαγωγείς, περιβλήματα και άλλα στοιχεία ηλεκτρικών κλιβάνων). Σε περίπτωση δυσλειτουργιών, η στεγανότητά τους σπάει και το νερό εισέρχεται στο χώρο εργασίας του κλιβάνου. υπό την επίδραση της υψηλής θερμοκρασίας, το νερό εξατμίζεται έντονα και μπορεί να συμβεί έκρηξη σε ερμητικά κλειστό φούρνο ως αποτέλεσμα αυξημένης πίεσης. Σε ορισμένες περιπτώσεις, το νερό αποσυντίθεται και όταν εισέρχεται αέρας στο φούρνο, μπορεί να σχηματιστεί ένα εκρηκτικό μείγμα. Τέτοια ατυχήματα συμβαίνουν όταν η επένδυση σε φούρνους τήξης επαγωγής καταβροχθίζεται.

Έκρηξη μπορεί να προκληθεί από τη συσσώρευση στον κλίβανο εύκολα εύφλεκτων ουσιών (νάτριο, μαγνήσιο κ.λπ.) που σχηματίζονται κατά την τεχνολογική διαδικασία, καθώς και από υγρή φόρτιση. Η πηγή της έκρηξης μπορεί να είναι ελαττώματα στα στοιχεία του ηλεκτρικού κλιβάνου.

Κατά τη λειτουργία του κλιβάνου, είναι απαραίτητο να παρακολουθείτε συνεχώς την αδιάλειπτη παροχή νερού ψύξης και αέρα και τις θερμοκρασίες τους στην έξοδο των συστημάτων ψύξης. Όταν η πίεση του νερού ή του αέρα μειωθεί, ενεργοποιούνται τα αντίστοιχα ρελέ, διακόπτεται η παροχή ρεύματος στην ελαττωματική μονάδα επαγωγής και δίνονται φωτεινά και ηχητικά σήματα. Σε περίπτωση μείωσης της πίεσης στο δίκτυο ύδρευσης, ο κλίβανος μεταφέρεται σε εφεδρική ψύξη από μια παροχή νερού πυρκαγιάς ή μια δεξαμενή έκτακτης ανάγκης που παρέχει

Παροχή νερού με βαρύτητα σε συστήματα ψύξης κλιβάνου για 0,5 - 1 ώρα. Η διακοπή της αδιάλειπτης παροχής νερού ψύξης και αέρα οδηγεί σε κατάσταση έκτακτης ανάγκης: η περιέλιξη του επαγωγέα λιώνει.

Η διακοπή της παροχής νερού στα υδρόψυκτα χιτώνια των κρυσταλλοποιητών οδηγεί στο γεγονός ότι το μέταλλο που χύνεται από τη θήκη μεταφοράς στον κρυσταλλοποιητή στερεοποιείται στον κρυσταλλοποιητή, γεγονός που οδηγεί σε αστοχία του κρυσταλλωτή και διακοπή της τεχνολογικής διαδικασίας.

Εάν διακοπεί η παροχή ρεύματος, το μέταλλο στον κλίβανο μπορεί να παγώσει, κάτι που είναι σοβαρό ατύχημα. Επομένως, είναι επιθυμητό να παρέχεται πλεονασμός σε συστήματα τροφοδοσίας για κλιβάνους καναλιού. Η εφεδρική ισχύς πρέπει να είναι επαρκής για να διατηρείται το μέταλλο στον κλίβανο σε λιωμένη κατάσταση.

Μια παραβίαση της επένδυσης του κλιβάνου (δεν ανιχνεύεται οπτικά ή με όργανα) οδηγεί στο γεγονός ότι το μέταλλο από το λουτρό ή το τμήμα καναλιού του κλιβάνου εισέρχεται στον μετασχηματιστή του κλιβάνου, γεγονός που μπορεί να οδηγήσει σε αστοχία του μετασχηματιστή του κλιβάνου και σε εκρηκτική κατάσταση.

Η ασφάλεια κατά των εκρήξεων διασφαλίζεται μέσω αξιόπιστης παρακολούθησης της προόδου της διαδικασίας, σηματοδότησης παραβιάσεων του καθεστώτος, άμεσης αντιμετώπισης προβλημάτων και καθοδήγησης προσωπικού.

2.7. Θέση εξοπλισμού χυτηρίου

Η εγκατάσταση του κλιβάνου περιλαμβάνει τον ίδιο τον κλίβανο καναλιού με μηχανισμό ανατροπής και έναν αριθμό στοιχείων εξοπλισμού που είναι απαραίτητα για τη διασφάλιση της κανονικής λειτουργίας του.

Κλίβανοι σχετικά χαμηλής ισχύος τροφοδοτούνται από τους διαύλους χαμηλής τάσης του υποσταθμού υποσταθμού συνεργείου. Εάν υπάρχουν πολλοί φούρνοι, κατανέμονται μεταξύ των φάσεων έτσι ώστε το τριφασικό δίκτυο να φορτώνεται όσο το δυνατόν πιο ομοιόμορφα. Ένας αυτομετασχηματιστής για τη ρύθμιση της τάσης μπορεί μερικές φορές να παρέχεται μόνος του για πολλούς κλιβάνους· σε αυτήν την περίπτωση, το κύκλωμα μεταγωγής θα πρέπει να του επιτρέπει να συμπεριληφθεί γρήγορα στο κύκλωμα οποιουδήποτε κλιβάνου. Αυτό είναι δυνατό, για παράδειγμα, κατά την τήξη ορείχαλκου και ψευδαργύρου σε χυτήρια με σταθερό ρυθμό λειτουργίας, όταν μπορεί να απαιτείται μείωση τάσης κατά την εκκίνηση ενός κλιβάνου για πρώτη φορά μετά την αντικατάσταση μιας μονάδας επαγωγής ή κατά τη διάρκεια περιστασιακών διαστημάτων διακοπής λειτουργίας για τη διατήρηση του μετάλλου ο φούρνος σε θερμαινόμενη κατάσταση.

Οι κλίβανοι με ισχύ άνω των 1000 kW τροφοδοτούνται συνήθως από δίκτυο 6 (10) kV μέσω μεμονωμένων μετασχηματιστών υποβάθμισης ισχύος εξοπλισμένων με ενσωματωμένους βηματικούς διακόπτες τάσης.

Μια τράπεζα πυκνωτών αντιστάθμισης, κατά κανόνα, είναι μέρος της εγκατάστασης του κλιβάνου, αλλά ένας κλίβανος με χαμηλή ισχύ και σχετικά υψηλό συντελεστή ισχύος (0,8 ή μεγαλύτερος) μπορεί να μην το έχει. Έλε-

Τα εξαρτήματα κάθε εγκατάστασης κλιβάνου είναι εξοπλισμός τροφοδοσίας και προστασίας και συναγερμού ρεύματος, εξοπλισμός μέτρησης και μεταγωγής.

Η θέση του εξοπλισμού εγκατάστασης του κλιβάνου μπορεί να είναι διαφορετική (Εικ. 2.13). Καθορίζεται κυρίως από την ευκολία μεταφοράς υγρού μετάλλου, ειδικά εάν ο κλίβανος καναλιού λειτουργεί σε συνδυασμό με άλλους κλιβάνους τήξης και εγκαταστάσεις χύτευσης.

Ρύζι. 2.13. Θέση εξοπλισμού για επαγωγικό κλίβανο καναλιών ILK-1.6

Το σήμα στο οποίο είναι εγκατεστημένο ο κλίβανος επιλέγεται με βάση την ευκολία φόρτωσης ή έκχυσης και αποστράγγισης μετάλλου, καθώς και εγκατάστασης και αλλαγής μονάδων επαγωγής. Κατά κανόνα, οι φούρνοι μικρής χωρητικότητας εγκαθίστανται στο επίπεδο του δαπέδου του εργαστηρίου, οι κλίβανοι μεσαίας και μεγάλης χωρητικότητας - σε ανυψωμένη πλατφόρμα εργασίας, μεγάλοι φούρνοι τυμπάνων με πλατφόρμες για συντήρηση - επίσης στο επίπεδο του δαπέδου. Μια περιγραφή των τύπων λουτρών κλιβάνων επαγωγικών καναλιών δίνεται στην ενότητα 3.3.

Η συστοιχία πυκνωτών βρίσκεται σε κοντινή απόσταση από τον κλίβανο, συνήθως κάτω από την πλατφόρμα εργασίας ή στο υπόγειο, σε ένα εξαναγκασμένο αεριζόμενο δωμάτιο, καθώς οι πυκνωτές 50 Hz ψύχονται με αέρα. Όταν ανοίξει η πόρτα του δωματίου του συμπυκνωτή, η μονάδα απενεργοποιείται με κλειδαριά ασφαλείας. Κάτω από την πλατφόρμα εργασίας είναι επίσης εγκατεστημένος ένας αυτομετασχηματιστής και μια μονάδα πίεσης λαδιού για την υδραυλική κίνηση του μηχανισμού κλίσης.

Όταν τροφοδοτείται ο φούρνος από ξεχωριστό μετασχηματιστή ισχύος, η κυψέλη του πρέπει να βρίσκεται όσο το δυνατόν πιο κοντά στον κλίβανο για να μειωθούν οι απώλειες στην παροχή ρεύματος.

Κοντά στους κλιβάνους θα πρέπει να είναι εξοπλισμένος χώρος για εργασίες επένδυσης, ξήρανση και φρύξη των επαγωγικών μονάδων.

Για παράδειγμα, το Σχ. 2.13 δείχνει μια μονάδα τήξης με κλίβανο καναλιού χωρητικότητας 1,6 τόνων για την τήξη κραμάτων χαλκού. Η κυψέλη μετασχηματιστή 6, η οποία φιλοξενεί έναν μετασχηματιστή 1000 kV A με εξοπλισμό μεταγωγής υψηλής τάσης και προστασία, εμφανίζεται με διακεκομμένες γραμμές, καθώς μπορεί να βρίσκεται σε άλλη τοποθεσία. Στην πλατφόρμα εργασίας 7 υπάρχει ένας πίνακας ελέγχου 4, στον μπροστινό πίνακα του οποίου υπάρχουν όργανα μέτρησης, λυχνίες σήματος, κουμπιά για την ενεργοποίηση και απενεργοποίηση της θέρμανσης και τον έλεγχο της μεταγωγής των σταδίων τάσης. Η κλίση του κλιβάνου 8 ελέγχεται από το τηλεχειριστήριο 9, εγκατεστημένο σε ένα μέρος κατάλληλο για την παρακολούθηση της αποστράγγισης του μετάλλου. Το επίπεδο της πλατφόρμας εργασίας καθιστά βολικό να φέρετε την κουτάλα κάτω από το στόμιο αποστράγγισης του κλιβάνου. Η πλατφόρμα 7, που γέρνει μαζί με τον κλίβανο, κλείνει το άνοιγμα στην κύρια πλατφόρμα εργασίας και επιτρέπει στον κλίβανο να περιστρέφεται ελεύθερα γύρω από τον άξονα κλίσης. Κάτω από την πλατφόρμα εργασίας είναι εγκατεστημένος ένας πίνακας ισχύος 1 με ηλεκτρικό εξοπλισμό και έναν υδραυλικό μηχανισμό κλίσης για τον κλίβανο 2. Μια παροχή ρεύματος 3 είναι επίσης τοποθετημένη εδώ, συνδεδεμένη με τον κλίβανο με εύκαμπτα καλώδια. Μια συστοιχία πυκνωτών και μια μονάδα πίεσης λαδιού βρίσκονται επίσης κάτω από την πλατφόρμα εργασίας.

3. ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΙΚΟΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΕΠΑΓΩΓΙΚΟΥ ΚΑΝΑΛΙΟΥ ΦΟΥΡΝΟΥ

Υπάρχουν δύο κύριες μέθοδοι για τον υπολογισμό των κλιβάνων επαγωγής αγωγών. Ένα από αυτά βασίζεται στη θεωρία της απορρόφησης ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων στο μέταλλο. Αυτή η μέθοδος προτάθηκε από τον A.M. Weinberg και περιγράφηκε στη μονογραφία «Induction Channel Furnaces». Η δεύτερη μέθοδος βασίζεται στη θεωρία ενός μετασχηματιστή που λειτουργεί σε λειτουργία βραχυκυκλώματος. Ένας από τους συγγραφείς αυτής της μεθόδου είναι ο S.A. Fardman και ο I.F. Kolobnev. Αυτή η μέθοδος έχει βρει ευρεία εφαρμογή ως μέθοδος μηχανικής για τον υπολογισμό των κλιβάνων επαγωγικών καναλιών

Αυτό το κεφάλαιο παρέχει μια σειρά τεχνικών ηλεκτρικών υπολογισμών με στοιχεία υπολογισμού για φούρνο επαγωγικού καναλιού και παραδείγματα υπολογισμών για μεμονωμένα στάδια.

Εμφανίζεται ένα μηχανολογικό διάγραμμα υπολογισμού για έναν κλίβανο με κανάλι επαγωγής

	ΕΠΙΛΟΓΗ ΜΟΡΦΗΣ			ΠΡΩΤΟΤΥΠΟ	ΒΑΘΜΟΣ
	ΦΟΥΡΝΟΣ. ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΧΡΗΣΙΜΩΝ			ΑΝΑΦΟΡΑ	ΠΑΡΑΓΩΓΙΚΟΤΗΤΑ
	ΚΑΙ ΣΤΡΑΓΓΙΣΜΕΝΟ ΔΟΧΕΙΟ
	ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΘΕΡΜΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ				ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΙΣΧΥΣ ΚΟΥΡΝΟΥ
		ΤΥΠΟΣ ΚΑΙ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ			ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟΣ ΠΟΣΟΤΗΤΑΣ
	ΕΓΚΑΡΣΙΟΣ				ΜΟΝΑΔΕΣ ΕΠΑΓΩΓΗΣ ΚΑΙ
					ΑΡΙΘΜΟΙ ΦΑΣΕΩΝ ΦΟΥΡΝΟΥ
	ΜΕΤΑΣΧΗΜΑΤΙΣΤΗΣ
					ΕΠΙΛΟΓΗ ΗΛΕΚΤΡΙΚΟΥ ΤΥΠΟΥ ΦΟΥΡΝΟΥ
					ΜΕΤΑΣΧΗΜΑΤΙΣΤΗΣ.
		ΤΟΚΑ,		ΕΠΙΛΟΓΗ ΤΑΣΗ ΠΗΚΩΤΗ
	ΓΕΩΜΕΤΡΙΚΟΣ
	ΜΕΓΕΘΗ
	ΚΑΙ ΑΡΙΘΜΟΣ ΣΕΙΡΩΝ				ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΓΕΩΜΕΤΡΙΚΩΝ
	ΚΑΙ ΠΑΡΑΓΩΓΟΣ.
					ΔΙΑΣΤΑΣΕΙΣ ΚΑΙ ΡΕΥΜΑΤΟΣ ΑΓΩΓΟΣ
	ΓΕΩΜΕΤΡΙΚΟΣ				ΕΠΑΓΩΓΙΚΑ ΜΕΡΗ
	ΜΕΓΕΘΗ
	ΜΑΓΝΗΤΙΚΟΣ ΠΥΡΗΝΑΣ
					ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΗΛΕΚΤΡΙΚΩΝ
					ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΙ ΦΟΥΡΝΟΥ
	ΔΙΟΡΘΩΣΗ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΥ
					ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΙΣΧΥΟΣ
					ΜΠΑΤΑΡΙΑ ΠΥΚΝΩΤΗ,
				ΑΠΑΙΤΕΙΤΑΙ ΓΙΑ ΠΡΟΩΘΗΣΗ
		ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΨΥΞΗΣ			cosφ
			ΕΠΑΓΩΓΕΑΣ
	ΘΕΡΜΙΚΟΥ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΥ ΤΟΥ ΚΙΜΟΥΝΟΥ

Κατά κανόνα, ως αρχικά δεδομένα για τον υπολογισμό λαμβάνονται τα ακόλουθα:

Χαρακτηριστικά του μετάλλου ή του κράματος που τήκεται:

θερμοκρασία τήξης και χύτευσης.

πυκνότητα σε στερεή και λιωμένη κατάσταση.

θερμική περιεκτικότητα ή ενθαλπία του κράματος σε θερμοκρασία χύτευσης (η εξάρτηση της ενθαλπίας από τη θερμοκρασία φαίνεται στο Σχ. 3.1) ή θερμοχωρητικότητα και λανθάνουσα θερμότητα σύντηξης.

ειδική αντίσταση σε στερεή και λιωμένη κατάσταση (ανάλογα

Η εξάρτηση της ειδικής αντίστασης από τη θερμοκρασία φαίνεται στο Σχ. 3.2);

Νυμφεύομαι

- χαρακτηριστικά κλιβάνου:

σκοπός του κλιβάνου?

χωρητικότητα φούρνου?

απόδοση κλιβάνου?

διάρκεια τήξης και διάρκεια φόρτωσης και χύτευσης.

- χαρακτηριστικά τροφοδοσίας:

συχνότητα δικτύου?

τάση δικτύου ή τάση της δευτερεύουσας περιέλιξης του μετασχηματιστή ηλεκτρικού κλιβάνου που τροφοδοτεί τον κλίβανο.

3.1. Προσδιορισμός χωρητικότητας φούρνου

Η συνολική χωρητικότητα του κλιβάνου G αποτελείται από μια ωφέλιμη (αποστραγγισμένη) χωρητικότητα G p και μια υπολειπόμενη χωρητικότητα (χωρητικότητα βάλτου) G b

όπου k b είναι ένας συντελεστής που λαμβάνει υπόψη την υπολειπόμενη χωρητικότητα (μάζα του βάλτου). Αυτό

ο συντελεστής λαμβάνεται ίσος με 0,2 – 0,5. με μικρότερες τιμές για κλιβάνους χωρητικότητας άνω του 1 τόνου και μεγαλύτερες τιμές για κλιβάνους χωρητικότητας μικρότερης του 1 τόνου.

Χρησιμοποιήσιμη χωρητικότητα (αποστραγγιζόμενη χωρητικότητα)

G p =

όπου A p είναι η ημερήσια παραγωγικότητα του κλιβάνου σε τόνους (t/ημέρα). m p - αριθμός κολυμπήσεων ανά ημέρα.

Αριθμός κολυμπήσεων ανά ημέρα

	m p =

όπου τ 1 είναι η διάρκεια τήξης και θέρμανσης υγρού μετάλλου σε ώρες, τ 2 είναι η διάρκεια χύτευσης, φόρτωσης, καθαρισμού κ.λπ. σε ώρες.

Πρέπει να σημειωθεί ότι η αξία της παραγωγικότητας είναι πολύ σχετική. Στη βιβλιογραφία αναφοράς, οι τιμές παραγωγικότητας δίνονται κατά προσέγγιση (Πίνακας 3.1).

Η διάρκεια τήξης και θέρμανσης του υγρού μετάλλου (τ 1) εξαρτάται από τη φυσική

χημικές ιδιότητες (θερμοχωρητικότητα και λανθάνουσα θερμότητα σύντηξης) λιωμένων μετάλλων και κραμάτων. Η αυξημένη παραγωγικότητα συνδέεται με μείωση

τιμές τ 1, που οδηγεί σε αύξηση της ισχύος που παρέχεται στον κλίβανο και επηρεάζει το σχεδιασμό του κλιβάνου, δηλ. αντί για μονοφασικό φούρνο θα χρειαστεί να αναπτυχθεί

Για την κατασκευή ενός τριφασικού κλιβάνου, αντί για μία επαγωγική μονάδα θα χρειαστεί να χρησιμοποιηθούν πολλές επαγωγικές μονάδες κ.λπ.

Από την άλλη πλευρά, μια αύξηση του τ 1 μπορεί να διαταράξει την τεχνολογική διαδικασία

Κατά τη διάρκεια της διαδικασίας τήξης ενός μετάλλου ή ενός κράματος, για παράδειγμα, τα πρόσθετα κραμάτων μπορεί να εξατμιστούν πριν από τη διαδικασία χύτευσης.

Ανάλογα με τον τύπο φορτίου που φορτώνεται, την ταχύτητα χύτευσης, το μέγεθος της διατομής του χυτού πλινθώματος κ.λπ. η τιμή του τ 2 μπορεί επίσης να αλλάξει μέχρι

ελεύθερα ευρύ φάσμα.

Επομένως, κατά τη διεξαγωγή υπολογισμών, είναι απαραίτητο να αξιολογηθεί η τιμή παραγωγικότητας λαμβάνοντας υπόψη τόσο την τεχνολογία τήξης μετάλλων ή κραμάτων όσο και τα χαρακτηριστικά σχεδιασμού του κλιβάνου που αναπτύσσεται.

Εάν δίνεται η ωφέλιμη χωρητικότητα του κλιβάνου, τότε η συνολική χωρητικότητα προσδιορίζεται από την έκφραση

όπου γ mj είναι η πυκνότητα του μετάλλου σε υγρή κατάσταση, kg m 3.

Στον πίνακα Ο Πίνακας 3.2 δείχνει τις τιμές πυκνότητας ορισμένων μετάλλων και κραμάτων.

Η διατομή του λουτρού κλιβάνου S vp προσδιορίζεται μετά τον υπολογισμό του καναλιού του κλιβάνου. Το ύψος του λουτρού κλιβάνου h vp καθορίζεται από την έκφραση

		V κεφ
		S ch
	χωρητικότητα, t
	Χρήσιμος
	ισχύς, kWt
	Κατασκευαστής-
	ity (προσανατολισμός)
	καθημερινά), t/ημέρα
	Αριθμός επαγωγής
	εθνικές μονάδες
	Αριθμός φάσεων
	Συντελεστής
	ρεύμα χωρίς συν-
	συντάξεις
	Βάρος φούρνου, συνολικό
	με μέταλλο, τ

Σκοπός του κλιβάνου τυμπάνου

Ο σκοπός αυτού του περιστροφικού κλιβάνου είναι να θερμάνει το υλικό τροφοδοσίας σε μέγιστη θερμοκρασία 950 °C. Ο σχεδιασμός του εξοπλισμού βασίζεται στις συνθήκες διεργασίας που περιγράφονται παρακάτω σε έναν περιστροφικό κλίβανο.

Πρώτες ύλες Πρώτη ύλη Ρυθμός τροφοδοσίας Υγρασία πρώτης ύλης Θερμοκρασία πρώτης ύλης Ειδική θερμοχωρητικότητα πρώτων υλών Χύδην πυκνότητα πρώτων υλών	υπεροξείδιο ουρανίου (UO 4 . 2H 2 O) 300 kg/h 30 wt. % 16 °C 0,76 kJ/kg Κ 2,85 g/cm³
Προϊόν Υλικό προϊόντος Ταχύτητα τροφοδοσίας προϊόντος Περιεκτικότητα σε υγρασία προϊόντος (υγρή μάζα) Θερμοκρασία προϊόντος: στην πλευρά εκκένωσης του κλιβάνου στην πλευρά εκκένωσης του ψυγείου Ειδική θερμοχωρητικότητα του προϊόντος Μαζική πυκνότητα υλικού προϊόντος Μέγεθος σωματιδίου	οξείδιο ουρανίου (U3O8) 174,4 kg/h ≈ 0 wt.% 650 – 850 °C 60°C 0,76 kJ/kg Κ 2,0 g/cm³ 8 – 20 μm
Κατανάλωση ρεύματος φούρνου	206 kW
Ταχύτητα τυμπάνου εύρος κανονικός	1-5 σ.α.λ 2,6 σ.α.λ

Το υλικό θερμαίνεται με τους ακόλουθους τρόπους μεταφοράς θερμότητας, που παρατίθενται με αυξανόμενη σειρά σπουδαιότητας:
1. Θερμότητα ακτινοβολίας.
2. Θερμαίνεται από την άμεση επαφή με την εσωτερική επιφάνεια του τυμπάνου.

Η απαιτούμενη ποσότητα θερμότητας προσδιορίζεται λαμβάνοντας υπόψη τις ακόλουθες απαιτήσεις:
1. Θερμάνετε για να αυξήσετε τη θερμοκρασία των στερεών συστατικών.
2. Θερμάνετε για να θερμάνετε το υγρό υλικό τροφοδοσίας σε θερμοκρασία εξάτμισης.
3. Θερμάνετε για να εξατμιστεί το υγρό υλικό τροφοδοσίας.
4. Θερμάνετε για να αυξήσετε τη θερμοκρασία του ρεύματος αέρα.

Περιγραφή της διαδικασίας του κλιβάνου τυμπάνου
Το υγρό κέικ (UO 4 . 2H 2 O) τοποθετείται στον μεταφορέα φόρτωσης του κλιβάνου. Η πλευρά φόρτωσης του τυμπάνου είναι εξοπλισμένη με βιδωτές πλάκες και ένα μαξιλαράκι τροφοδοσίας, το οποίο αφαιρεί υλικό από αυτήν την πλευρά του τυμπάνου με υψηλή ταχύτητα. Αμέσως μετά την έξοδο από τις βιδωτές πλάκες, το υλικό ρέει προς τα κάτω κατά μήκος του διαμήκους άξονα του τυμπάνου υπό την επίδραση της βαρύτητας. Στο τμήμα του κλιβάνου, το ένυδρο υπεροξείδιο του ουρανίου (UO 4 . 2H 2 O) θερμαίνεται χρησιμοποιώντας τα ηλεκτρικά θερμαντικά στοιχεία του κλιβάνου. Ο ηλεκτρικός φούρνος χωρίζεται σε τρεις ζώνες ελέγχου θερμοκρασίας, παρέχοντας ευέλικτο έλεγχο θερμοκρασίας. Στις δύο πρώτες ζώνες, το υπεροξείδιο του ουρανίου (UO 4 . 2H 2 O) θερμαίνεται σταδιακά σε θερμοκρασία περίπου 680 °C. Στην τρίτη ζώνη, η θερμοκρασία αυξάνεται περίπου στους 880 °C και το υπεροξείδιο του ουρανίου (UO 4 . 2H 2 O) μετατρέπεται σε οξείδιο ουρανίου (U3O8).

Το πλήρως αντιδρασθέν κίτρινο κέικ ουρανίου (U3O8) τροφοδοτείται στο τμήμα ψύξης του τυμπάνου. Η θερμότητα απομακρύνεται από τα στερεά συστατικά, λόγω της υψηλής θερμικής αγωγιμότητας, μέσω του τοιχώματος του τυμπάνου του κλιβάνου και αφαιρείται με ψυκτικό νερό που ψεκάζεται στο εξωτερικό του τυμπάνου. Η θερμοκρασία του υλικού μειώνεται περίπου στους 60 °C και στη συνέχεια το υλικό τροφοδοτείται στον αγωγό εκκένωσης, μέσω του οποίου εισέρχεται στο σύστημα μεταφοράς μέσω της βαρύτητας. Μέσω του σωλήνα εκκένωσης, μια ισχυρή ροή αέρα τροφοδοτείται στον περιστροφικό κλίβανο, περνώντας μέσα από το τύμπανο προς τη ροή του υλικού για την απομάκρυνση των υδρατμών που σχηματίζονται κατά το στάδιο θέρμανσης της διαδικασίας. Ο υγρός αέρας αφαιρείται από τον σωλήνα φόρτωσης με εξαερισμό.

Εξαρτήματα περιστροφικού κλιβάνου

Περιστροφικό τύμπανο κλιβάνου

Τα συγκολλημένα τμήματα του τυμπάνου έχουν ραφές που βρίσκονται εναλλάξ σε γωνίες 90° και 180° μεταξύ τους και λαμβάνονται με συγκόλληση με πλήρη διείσδυση του βασικού μετάλλου. Τα ελαστικά και τα δακτυλιοειδή γρανάζια τοποθετούνται σε επεξεργασμένες επιφάνειες που χωρίζονται από το τύμπανο με αποστάτες για την αντιμετώπιση των διαφορών στην ακτινική θερμική διαστολή. Ο σχεδιασμός του τυμπάνου λαμβάνει υπόψη τυχόν θερμικά και μηχανικά φορτία και επομένως εξασφαλίζει αξιόπιστη λειτουργία. Στην πλευρά φόρτωσης του τυμπάνου υπάρχουν επενδύσεις συγκράτησης υλικού που εμποδίζουν την αντίστροφη ροή υλικού στον αγωγό και βιδωτές πλάκες για τροφοδοσία υλικού στα θερμαινόμενα τμήματα.
Τα ανοιχτά τμήματα του τυμπάνου στις πλευρές φόρτωσης και εκφόρτωσης είναι εξοπλισμένα με σήτες θερμικής προστασίας για το προσωπικό.

Επίδεσμος
Το τύμπανο έχει δύο ελαστικά χωρίς συγκολλήσεις και αρμούς από σφυρήλατο χάλυβα. Κάθε ταινία έχει ένα συμπαγές ορθογώνιο τμήμα και είναι ενισχυμένο για μεγάλη διάρκεια ζωής.

Τροχοί στήριξης
Το τύμπανο του κλιβάνου περιστρέφεται σε τέσσερις τροχούς στήριξης από σφυρήλατο χάλυβα. Οι τροχοί στήριξης είναι ενισχυμένοι για αυξημένη διάρκεια ζωής. Οι τροχοί τοποθετούνται με τάση σε άξονα υψηλής αντοχής τοποθετημένο ανάμεσα σε δύο ρουλεμάν με διάρκεια ζωής τουλάχιστον 60.000 ώρες. Η βάση του τροχού είναι εξοπλισμένη με βίδες ώθησης για οριζόντια ευθυγράμμιση και ρύθμιση τροχών.

Κύλινδροι ώθησης
Η μονάδα περιέχει δύο ωστικούς κυλίνδρους, που αποτελούνται από δύο χαλύβδινους τροχούς με σφραγισμένα σφαιρικά ρουλεμάν κυλίνδρων, οι οποίοι έχουν διάρκεια ζωής τουλάχιστον 60.000 ώρες. Οι ωστικοί κύλινδροι είναι ενισχυμένοι για να αυξήσουν τη διάρκεια ζωής τους.

Μονάδα οδήγησης

Το τύμπανο έχει σχεδιαστεί για να περιστρέφεται με συχνότητα 1-5 rpm με ισχύ 1,5 kW από ηλεκτρικό κινητήρα με ταχύτητα περιστροφής 1425 rpm, που λειτουργεί από ένα τριφασικό δίκτυο εναλλασσόμενου ρεύματος με τάση 380 V, συχνότητα 50 Hz και κατασκευασμένο σε σφραγισμένο σχέδιο με ψύξη αέρα. Ο άξονας του ηλεκτροκινητήρα συνδέεται απευθείας με τον άξονα εισόδου του κύριου κιβωτίου ταχυτήτων μέσω ενός εύκαμπτου συνδέσμου.

Το κυκλοειδές κύριο κιβώτιο ταχυτήτων έχει ακριβή λόγο μείωσης 71:1 με ένα στάδιο μείωσης. Ο άξονας του κιβωτίου ταχυτήτων χαμηλής ταχύτητας έχει σχεδιαστεί για την απαιτούμενη ροπή και τα μέγιστα φορτία.

Αποτροπή παραμόρφωσης τυμπάνου κλιβάνου

Για να αποφευχθεί η παραμόρφωση του τυμπάνου του κλιβάνου κατά τη διάρκεια αστοχιών στο σύστημα τροφοδοσίας του ηλεκτροκινητήρα, παρέχεται ένας πρόσθετος κινητήρας ντίζελ για τη συνέχιση της περιστροφής του τυμπάνου. Ο κινητήρας ντίζελ έχει μεταβλητή ταχύτητα (1500-3000 rpm) και ονομαστική ισχύ εξόδου 1,5 - 3,8 kW. Ο κινητήρας ντίζελ εκκινείται χειροκίνητα ή με ηλεκτρική μίζα συνεχούς ρεύματος και συνδέεται απευθείας με τον άξονα του ηλεκτροκινητήρα μέσω ενός συνδέσμου.

Τυμπανοκάμινο»>

Δακτυλιοειδής εξοπλισμός
Το γρανάζι είναι κατασκευασμένο από ανθρακούχο χάλυβα. Κάθε γρανάζι έχει 96 σκληρυμένα δόντια, είναι τοποθετημένο σε τύμπανο και έχει συνδέσμους για εύκολη αφαίρεση.

Εξοπλισμός κίνησης
Κατασκευασμένο από ανθρακούχο χάλυβα. Κάθε γρανάζι έχει 14 σκληρυμένα δόντια και είναι τοποθετημένο σε άξονα κιβωτίου ταχυτήτων χαμηλής ταχύτητας.

Αλυσίδα κίνησης
Για την εξασφάλιση της περιστροφής του τυμπάνου του κλιβάνου χρησιμοποιείται μια κεκλιμένη αλυσίδα.

Σύστημα κλιβάνου

Το περίβλημα του κλιβάνου περικλείει το τύμπανο και είναι κατασκευασμένο από ανθρακούχο χάλυβα. Οι τοίχοι και το δάπεδο των περιβλημάτων είναι κατασκευασμένα ως ένα πλήρες τμήμα. Η οροφή του φούρνου αποτελείται από τρία τμήματα, ένα για κάθε ζώνη θέρμανσης και μπορεί να αφαιρεθεί για συντήρηση φούρνου ή τυμπάνου.

Χαρακτηριστικά του θαλάμου/θερμαντικών στοιχείων:

Ψύκτη νερού με ακροφύσιο
Ψύκτη νερού με ακροφύσιο - μειώνει τη θερμοκρασία του προϊόντος του κλιβάνου. Το σώμα του ψυγείου είναι κατασκευασμένο από ανθρακούχο χάλυβα με εσωτερικές επιφάνειες επικαλυμμένες με εποξειδική ρητίνη (για μείωση της διάβρωσης). Το περίβλημα είναι εξοπλισμένο με δύο σωλήνες που τοποθετούνται στο επάνω μέρος με ακροφύσια ψεκασμού, περιστρεφόμενες σφραγίδες εισόδου και εξόδου, ένα άνω ακροφύσιο εξόδου ατμού, ένα κάτω ακροφύσιο αποστράγγισης, ένα πλευρικό ακροφύσιο παράκαμψης, πόρτες πρόσβασης και οπές επιθεώρησης. Το νερό τροφοδοτείται στα ακροφύσια ψεκασμού μέσω ενός αγωγού και εκκενώνεται με τη βαρύτητα μέσω της κάτω φλάντζας αποστράγγισης.

Βιδωτός τροφοδότης

Ο κλίβανος ψησίματος είναι εξοπλισμένος με έναν κοχλιωτό μεταφορέα φόρτωσης για την τροφοδοσία του κέικ υπεροξειδίου του ουρανίου στο τύμπανο· είναι μια βίδα που βρίσκεται σε μηδενική γωνία προς την οριζόντια, που υποβάλλεται σε επεξεργασία φινιρίσματος.

Θερμοστοιχεία κλιβάνου
Παρέχονται θερμοστοιχεία για την συνεχή παρακολούθηση της θερμοκρασίας στις ζώνες του φούρνου και των θερμοκρασιών του προϊόντος που εκκενώνεται.

Διακόπτες μηδενικής ταχύτητας
Ο κλίβανος τροφοδοτείται με δύο διακόπτες μηδενικής ταχύτητας, ο ένας από τους οποίους ελέγχει συνεχώς την περιστροφή του τυμπάνου, ο άλλος - την περιστροφή της βιδωτής γραμμής φόρτωσης. Τα συγκροτήματα διακόπτη συχνότητας περιστροφής είναι τοποθετημένα στα άκρα των αξόνων και είναι του τύπου γεννητριών παλμών δίσκου που δημιουργούν ένα εναλλασσόμενο μαγνητικό πεδίο που καταγράφεται από τη συσκευή μέτρησης.