Vidutinio dažnio indukcinė šildymo krosnis kalimui

Plieno gamybai skirtos indukcinės krosnies sukūrimas buvo palaima smulkiesiems plieno gamintojams. Šias krosnis lengva montuoti, eksploatuoti ir prižiūrėti. Šios krosnys yra mažesnės šilumos, o investicijos yra nedidelės, o mažesnės galios plieno gamyklose jas teikia pirmenybė. Šiose krosnyse plienas gaminamas lydant įkrovimo medžiagą, naudojant elektromagnetinio lauko skleidžiamą šilumą.

Indukcinę krosnį iš esmės sudaro tiglis, induktoriaus ritė ir apvalkalas, aušinimo sistema ir pakreipimo mechanizmas. Tiglis suformuotas iš ugniai atsparios medžiagos, kuria išklotos krosnies ritės. Šis tiglis sulaiko įkrovos medžiagą, o vėliau ir lydalą. Ugniai atsparios medžiagos pasirinkimas priklauso nuo užtaiso tipo ir iš esmės susideda iš rūgštinių, bazinių arba neutralių ugniai atsparių medžiagų.

Induktyvumo ritė yra vamzdinė varinė ritė, turinti tam tikrą apsisukimų skaičių. Per jį praeina kintamoji srovė (AC), o laidininko viduje sukuriamas magnetinis srautas. Sukurtas magnetinis srautas sukelia sūkurines sroves, kurios įgalina kaitinimą ir vėliau lydymosi procesą tiglyje.

Korpusas yra išorinė krosnies dalis. Jame yra tiglis ir induktoriaus ritės, o šiluminė talpa yra didesnė. Jis pagamintas iš stačiakampio gretasienio su mažai anglies dioksido kiekiu plieno plokšte ir kampuose sujungtas kraštiniais laikikliais iš kampinių gabalų ir nemagnetinio metalo juostelių.

Aušinimo sistema paprastai yra vienpusio srauto sistema su vamzdinėmis varinėmis gyvatėmis, prijungtomis prie vandens šaltinio per lanksčias gumines žarnas. Aušinimo procesas yra svarbus, nes krosnies grandinė atrodo atspari, o tikroji galia sunaudojama ne tik įkrautoje medžiagoje, bet ir ritės varžoje. Dėl šio ritės praradimo ir šilumos, praleidžiamos iš įkrovos per ugniai atsparų tiglį, praradimas reikalauja, kad ritė būtų aušinama vandeniu kaip aušinimo terpe, kad būtų išvengta pernelyg didelio varinių ritinių temperatūros kilimo.

Žaliavos ir energijos šaltinis

Plieno lydymosi laužas, tiesiogiai redukuota geležis ir ketus / ketus yra indukcinės krosnies žaliavos. Šių elementų santykis ir šių žaliavų lydymo technologija skiriasi priklausomai nuo žaliavų prieinamumo ir gamyklos vietos. Konkrečios kokybės plieno gamybai reikalingos papildomos pasirinktos žaliavos. Kad lydymas indukcinėje krosnyje veiktų geriau ir efektyviau, žaliavos įkrova turi atitikti šiuos kriterijus.

Jis turi būti kuo tankesnis. Laužo sutankinimas yra svarbus siekiant užtikrinti vienodą ir greitą šildymą bei taupyti energiją.

Jis turi būti švarus. Pageidautina, kad rūdžių, alyvos, riebalų, smėlio ir tt būtų nulis.

Jis turi būti metalurgiškai švarus, ty be šlako gabalėlių, oksidų ir tt, ypač skirtas tiesiogiai redukuotai geležies, kaukolės ir geležies lydiniams.

Nėra arba yra mažiau aštrių smailių kraštų, ypač sunkių ir didelių gabaritų laužo atveju.

Jis turi būti atskirtas nuo kenksmingų sudedamųjų dalių, pvz., sprogmenų, uždarų talpyklų, garuojančių medžiagų, ir lengvai prieinamas apmokestinamų dydžių parduotuvės aukšte.

Elektra yra vienintelis energijos šaltinis plieno lydymui indukcinėje krosnyje. Indukcinė krosnis nuo pat pradžių turi veikti maksimalia galia. Yra tam tikras klaidingas supratimas, kad iš pradžių krosnis veikia žemu čiaupu, o vėliau palaipsniui didinama iki aukštesnio čiaupo. Didžiausia įvesties galia padidina lydymosi greitį ir sumažina šilumos ciklo laiką. Galios koeficientas turi būti artimas vienam.

Siekiant geresnio energijos vartojimo efektyvumo, taip pat reikia stebėti įtampos kritimą iš šaltinio. Tolesnis energijos suvartojimo rodiklis priklauso nuo krosnies dydžio ir yra mažesnis, nes krosnies talpa padidinama maždaug iki 15–17 tonų, o vėliau suvartojimo norma išlieka beveik pastovi – apie 600 kWh/t.

Svarbūs veikimo aspektai
Kadangi skystas plienas yra sužadinamas srove, priešinga srovei, tekančiai indukcinėje ritėje, jis maišomas, kad pakeltų jo paviršių centre. Mažėjant dažniui skysto plieno paviršius pakyla aukščiau, ty žemo dažnio krosnyje skysto plieno maišymas vyksta stipriau nei aukšto dažnio krosnyje. Šis maišymo efektas leidžia užtikrinti vienodą skysto plieno temperatūrą ir vienodą jo kokybę, taip pat paskatinti įkrautos medžiagos įstrigimą ir cheminę sudėtį reguliuojančių medžiagų, ypač anglies papildymo, susiliejimą. Kita vertus, per didelis maišymas gali sukelti tokias problemas kaip skysto plieno oksidacinis susidėvėjimas ir ugniai atsparių medžiagų išlydymas arba skysto plieno purslų pavojus.

Kai lydosi, šlakas nugriebiamas. Lydymosi metu susidaręs šlakas turi tendenciją prilipti prie krosnies sienelės. Tai sumažina krosnies tūrį, todėl sumažėja metalo išeiga per šilumą.

Metalo perkaitinimas atliekamas aukštesnėje temperatūroje ir palaikomas kelias minutes. Tai neleidžia šlakams kauptis ant krosnies pamušalo, o krosnis išlieka švari visu tūriu.

Šlako sudėtis skiriasi priklausomai nuo konkretaus naudojamo proceso ir gaminamo plieno rūšies. Krosnių ir kaušų šlakų sudėtis dažnai būna labai sudėtinga. Susidarantis šlakas yra sudėtingų reakcijų tarp silicio dioksido, geležies oksido iš plieno laužo, kitų lydymosi produktų oksidacijos ir reakcijų su ugniai atspariais įdėklais rezultatas. Šlaką sudaro sudėtinga skystoji geležies, mangano, magnio ir silicio oksidų fazė, silikatai ir sulfidai bei daugybė kitų junginių, tarp kurių gali būti aliuminio oksidas, kalcio oksidai ir sulfidai, retųjų žemių oksidai ir sulfidai ir kt.

Gaminant plieną, kontroliuojama galutinio produkto chemija. Siekiant priimti sprendimą dėl įkrovos mišinio, atliekama visų įvestų medžiagų cheminė analizė. Užbaigus 50 % įvesties medžiagų įkrovimą, vonios mėginys tiriamas dėl cheminės sudėties. Remiantis vonios mėginio chemine analize šiame etape atliekami tolesnio metalo priedų skaičiavimai. Jei vonios mėginyje šiame etape yra didelis anglies, sieros ir fosforo procentas, padidėja tiesioginis sumažintas geležies kiekis įkrovoje. Galutinis vonios mėginys imamas, kai baigiasi 80 % lydymosi. Remiantis šio mėginio analize, dar kartą koreguojamas mokestis. Mažesnis anglies kiekis mėginyje koreguojamas padidinus ketaus/ketaus kiekį įkrovoje. Metale esantis silicis ir manganas oksiduojami tiesiogiai redukuotos geležies geležies oksidu. Siera taip pat skiedžiama tiesiogiai redukuota geležimi. Dėl tiesioginės redukuotos geležies naudojimo indukcinėje krosnyje gaminamo plieno mikroelementai išlieka kontroliuojami.

Skystas plienas yra norima indukcinės krosnies galia. Kiekis priklauso nuo krosnies galingumo, o kokybė – nuo ​​žaliavų ir plieno sudėties. Sriegimo temperatūra priklauso nuo plieno tipo ir didelio karščio, reikalingo skystame pliene jo galutiniam naudojimui. Plieno sriegimas aukštoje temperatūroje padidina ugniai atsparią eroziją ir energijos suvartojimą.

Bereikalingas skysto plieno perkaitinimas iki aukštos temperatūros žymiai kainuoja energijos. Sumažinus išlydytos vonios perkaitimą, taupoma energija. Atsižvelgiant į plieno specifikacijas ir temperatūros nuostolius skysto plieno perkėlimo į nepertraukiamo liejimo mašiną metu, reikia nuspręsti dėl perkaitimo temperatūros. Kiekviename karštyje skysto plieno vonios temperatūra turi būti matuojama ir stebima, kad būtų galima sutaupyti optimalų energijos kiekį. Norint sumažinti energijos nuostolius dėl perkaitimo, reikia numatyti tinkamas galios valdymo sistemas su potenciometro reguliavimu.

Kiti indukcinių krosnių plieno gamybos aspektai
Priklausomai nuo sumontuoto galios tankio ir lydymosi praktikos, indukcinės krosnies šiluminis naudingumo koeficientas gali viršyti 80 %, tačiau paprastai jis svyruoja nuo 60 % iki 78 %.

Indukcinės krosnys paprastai laikomos atidarytos viso lydymosi proceso metu, kai darbuotojai užsiima šlako nugriebimu ir išlydytos vonios kokybės stebėjimu. Tačiau dėl to prarandami dideli šilumos nuostoliai, todėl šilumos nuostoliams sumažinti reikia įrengti specialius dangčius arba dangčius. Visų pirma, sumažinus dangčio laikymo atidarytą laiką lydymosi metu galima sutaupyti daug energijos.

Teorinis energijos poreikis geležies lydymui yra tik 340 kWh vienai tonai, o tikroji galia yra apie 600 kWh. Šį skirtumą lemia du veiksniai, būtent (i) būdingas lydymosi indukcinėje krosnyje principui, įskaitant elektros šynų nuostolių neefektyvumą, sūkurinių srovių nuostolius, ugniai atsparumo nuostolius ir aušinimo vandens nuostolius ir kt., ir (ii) eksploataciniai nuostoliai, kurie daugiausia atsiranda dėl nereikalingo ir per didelio skysto plieno laikymo indukcinėje krosnyje.

Indukcinės krosnies įranga turi būti išdėstyta minimaliu atstumu tarp kiekvienos įrangos, kad būtų sumažinti laidų nuostoliai. Norint žymiai sumažinti laidų nuostolius, būtina sutrumpinti atstumą tarp krosnies korpuso ir galios koeficientą gerinančio kondensatoriaus, nes tarp jų teka labai didelė srovė.

Indukcinės krosnies efektyvumas išreiškiamas visuminiu dydžiu, atėmus elektros ir šilumos perdavimo nuostolius. Elektros nuostolius sudaro transformatorius, dažnio keitiklis, kondensatorius, laidai, kabelis, ritė ir kt. Ritės nuostoliai yra esminis veiksnys, nuo kurio priklauso krosnies talpa. Šilumos nuostolius indukcinėje krosnyje sudaro nuo krosnies sienelės į ritės pusę išeinančios šilumos laidumo nuostoliai, iš lydalo paviršiaus išsiskiriančios šilumos spinduliuotės nuostoliai, sugerties nuostoliai žiediniame gaubte, šlako lydymosi nuostoliai ir kt. Krosnies gyvatukai aušinami vandeniu, dėl to taip pat šilumos nuostoliuose. Aukšto ir vidutinio dažnio krosnių šiluminis naudingumas (60 % – 78 %) yra šiek tiek didesnis nei žemo dažnio krosnių (58 % – 71 %).