Литейщики, выбирающие новую печь, будут учитывать производственные цели, техническое обслуживание оборудования, стандарты безопасности и срок службы продукции, среди других факторов, но, в конечном итоге, выбор будет сводиться к определению печи, которая может соответствовать цели высокой производительности, выдерживая суровые условия окружающей среды литейного производства. Кожуховая печь с тяжелым стальным корпусом и печь со стальным каркасом (рис. 1) от Inductotherm разработаны в соответствии с этими руководящими принципами для достижения высокой производительности и долгих лет надежной работы. Между этими двумя печами есть некоторые сходства и ключевые различия.
Рис. 1: Печь с тяжелым стальным корпусом (слева) и печь со стальным каркасом (справа)
Обе конструкции печей обеспечивают превосходную производительность и выдающуюся долговечность, что соответствует жестким требованиям литейного производства и окружающей среды. Каждый из них сочетает в себе прочность и доступность, чтобы обеспечить максимальную жесткость и прочность печи для длительного срока службы футеровки и удобства обслуживания. Но есть отличия.
Каждая печь обеспечивает эффективный шунтирующий охват более 50% окружности змеевика, который перенаправляет электромагнитное поле в расплав (рис. 2). Шунты тщательно спроектированы для обеспечения надежной поддержки катушки, удерживаемой на месте несколькими шунтирующими болтами. Вертикальные стяжки используются для создания зажимного усилия и удержания катушки на месте.
Рис. 2: Каждая печь обеспечивает эффективное шунтирование, при этом более 50% окружности катушки перенаправляет электромагнитное поле в расплав
Обе печи имеют высокий воротник над уровнем металла, что обеспечивает дополнительное пространство для твердых шихтовых материалов и позволяет легко закрывать дополнительную крышку печи по мере расплавления шихты, значительно снижая потери тепла и обеспечивая лучшую защиту и безопасность для операторов (рис. 3). Использование высокого воротника также обеспечивает удержание расплавленного металла в активной части змеевика. Постоянное содержание ванны расплава в активной части змеевика обеспечивает максимальное перемешивание и включение отходов при приближении к концу расплава.
Рис. 3: Обе модели печи спроектированы с высоким надводным бортом, обеспечивающим дополнительное пространство для твердых шихтовых материалов
Каждая печь Inductotherm рассчитана на структурную прочность с помощью специального компьютерного программного обеспечения. Используя информацию о конкретном приложении, инженеры Inductotherm будут использовать эту информацию, чтобы предсказать, как печь будет работать, прежде чем она будет запущена в производство (рис. 4).
Рис. 4: Компьютерное проектирование помогает прогнозировать производительность печи
В обеих конструкциях используются толстостенные экструдированные медные трубы с водяным охлаждением, разработанные специально для индукционной плавки (рис. 5). Инженеры Inductotherm проектируют катушки с оптимальным расстоянием между витками, чтобы свести к минимуму сопротивление и максимизировать электрическую эффективность, гарантируя, что больше энергии уходит в расплав, что приводит к получению большего количества металла быстрее. Катушки спроектированы с промежутками между витками, чтобы повысить их эффективность по току и позволить влаге легко рассеиваться из огнеупора, что приводит к снижению утечки на землю. Это пространство также устраняет возможность потерь сопротивления, вызванных помехами от магнитных полей — распространенная проблема в печах, в которых используются близко расположенные трубы.
Рис. 5: В обеих конструкциях печей используются толстостенные прямоугольные экструдированные медные трубы с водяным охлаждением, разработанные специально для индукционной плавки (показаны в верхнем ряду). В нижнем ряду показаны альтернативные конструкции катушек
Используя преимущество запатентованной Inductotherm удлиненной конструкции катушки, в которой индукционные катушки располагаются значительно ниже нижней части огнеупора, результирующее магнитное поле повышает эффективность печи за счет гораздо более равномерного взаимодействия с загрузкой сверху вниз. Традиционные конструкции катушек создают магнитные поля, которые имеют особую кривизну в нижней части печи, и возникающее в результате перемешивание вызывает преждевременную эрозию футеровки в нижних углах огнеупора, широко известную как эрозия «слоновьей лапы» (рис. 6).
Рис. 6: Слева показана традиционная конструкция змеевика печи. Запатентованная конструкция удлиненной катушки Inductotherm показана справа
Обе конструкции печей имеют охлаждающие секции из нержавеющей стали в верхней и нижней части силовой катушки, что обеспечивает равномерный градиент температуры и продлевает срок службы футеровки печи.
Печь со стальным каркасом имеет открытую конструкцию, обеспечивающую легкий обзор и доступ к катушке индуктора, шунтам и другим компонентам печи для планового обслуживания или неожиданных остановок производства, что сокращает время простоя. Напротив, печь Heavy Steel Shell изготовлена из катаной стальной оболочки, которая создает так называемую прочность «кольца». Шунтирующие болты проходят через кожух, создавая прижимное усилие, а дополнительная кольцевая прочность кожуха из катаной стали обеспечивает максимальную опору для шунтов и создает жесткую конструкцию для поддержки змеевика и огнеупорной футеровки.
Индуктивное магнитное поле оказывает внешнее воздействие на катушку, в результате чего катушка с недостаточной опорой со временем расширяется. В дополнение к шунтам, вертикальные анкерные стержни фиксируют змеевик на месте и обеспечивают высокую прочность и гибкость, сопротивляясь расширению огнеупора, удерживая змеевик в сжатом состоянии. Используя передовые композитные материалы, наша система стабилизатора катушки надежно фиксирует каждый виток катушки на месте, устраняя дугообразование от витка к витку, а также сводя к минимуму деформацию во время операций наклона, заливки и выдавливания футеровки. Все эти факторы приводят к увеличению срока службы футеровки с каждой кампанией плавки и увеличению выхода на плавку.
Печь Heavy Steel Shell защищает змеевик и шунты, защищая их от случайного лома, искр и брызг металла. Тяжелые стальные брызговики (рис. 7) и крышки, прикрепленные болтами к внешней части корпуса, можно снять для проведения планового технического обслуживания или для открытия сервисного отверстия, достаточно большого для осмотра внутренних компонентов. Это гарантирует, что внутренние компоненты корпуса всегда защищены. Тяжелый стальной корпус не только прочнее, чем конкурирующие рамные конструкции, но и значительно тише, поскольку конструктивные характеристики корпуса будут сдерживать окружающий шум внутри корпуса.
Рис. 7: Печь Heavy Steel Shell защищает змеевик и шунты
Внимательное рассмотрение преимуществ печей Heavy Steel Shell и Steel Frame позволит вам выбрать то, что подходит для вашего литейного производства. Конструкции Inductotherm предлагают высокую эффективность, высокую производительность и повышенную долговечность, адаптированные к конкретным условиям применения и производства, и в сочетании с низкой стоимостью жизненного цикла, чтобы дать вам конкурентное преимущество на долгие годы.
Автор
Патрик О’Коннор (Patrick O’Connor) — региональный менеджер Inductotherm Corp.
Источник: www.foundrymag.com
Tags:
Печестроение