Кіріспе
Индукциялық пеш – металдарды индукциялық қыздыру арқылы жылу беретін электр пеш. Индукциялық пештердің сыйымдылығы бір килограмнан жүз тоннаға дейін жетеді және олар темір, болат, мыс, алюминий және құнды металдарды балқыту үшін қолданылады. Индукциялық пештің артықшылығы – металл балқытудың көптеген басқа тәсілдерімен салыстырғанда таза, энергияны тиімді пайдалану және жақсы бақыланатын балқыту процесі. Көптеген қазіргі заманғы құю фабрикалары осы типтегі пештерді пайдаланады, ал көптеген темір құю фабрикалары құйма темірді балқыту үшін куполды пештерді индукциялық пештерге алмастыруда, себебі куполды пештер көп мөлшерде шаң мен зиянды заттар шығарады. Индукциялық пештерге электр доғалы пештердегідей доға немесе домна пештердегідей жану қажет емес. Нәтижесінде, зарядтың температурасы (пешке жылыту үшін салынатын материал, оны электр зарядымен шатастыруға болмайды) оны балқыту үшін қажетті температурадан аспайды; бұл құнды қорытпа элементтерінің жоғалуын болдырмауы мүмкін. Индукциялық пешті құю өндірісінде пайдаланудың бірнеше кемшілігі бар: зарядтау материалдары тотықтардан таза және белгілі бір құрамда болуы керек, сондай-ақ кейбір қорытпа элементтері тотығу салдарынан жоғалуы мүмкін, сондықтан оларды балқыту процесіне қайта қосу қажет.
An induction furnace is an electrical furnace in which the heat is applied by induction heating of metal. Induction furnace capacities range from less than one kilogram to one hundred tons, and are used to melt iron and steel, copper, aluminum, and precious metals. The advantage of the induction furnace is a clean, energy efficient and well controlled melting process, compared to most other means of metal melting. Most modern foundries use this type of furnace, and many iron foundries are replacing cupola furnaces with induction furnaces to melt cast iron, as the former emit much dust and other pollutants. Induction furnaces do not require an arc, as in an electric arc furnace, or combustion, as in a blast furnace. As a result, the temperature of the charge (the material entered into the furnace for heating, not to be confused with electric charge) is no higher than required to melt it; this can prevent the loss of valuable alloying elements. The one major drawback to induction furnace usage in a foundry is the lack of refining capacity: charge materials must be free of oxides and be of a known composition, and some alloying elements may be lost due to oxidation, so they must be re added to the melt.
Түрлері
Негізі жоқ типте металл сумен салқындатылған айнымалы ток соленоидты ораммен қоршалған тостағанға (тигельге) салынады. Каналдық типтегі индукциялық пеште балқытылған металлдан жасалған цикл болады, ол темір өзектен өтетін бір торулы екіншілік орамды құрайды.
Операция
Индукциялық пеш – металл зарядын ұстап тұратын, мыс сымнан жасалған орамамен қоршалған, өткізгіш емес тигельден тұрады. Сым арқылы қуатты айнымалы ток өтеді. Бұл орама металлге енетін, жылдам өзгеріп отыратын магнит өрісін жасайды. Магнит өрісі электромагниттік индукция арқылы металдың ішінде дөңгелек электр тоқтарын – айнымалы электр тоқтарын тудырады. Бұл дөңгелек тоқтар металдың электрлік кедергісі арқылы өтіп, оны Джоуль қыздыру арқылы қыздырады. Темір сияқты ферромагниттік материалдарда материал магниттік гистерезис арқылы да қыздырылуы мүмкін, яғни металдың молекулалық магниттік дипольдерінің қайта бағытталуы. Ерігеннен кейін дөңгелек тоқтар металл қорытпасын қарқынды араластырады, жақсы қорытылуын қамтамасыз етеді. Индукциялық қыздырудың артықшылығы – жылу отынды жағу немесе басқа сыртқы жылу көзін қолданудың орнына, пеш зарядының өзінде пайда болады, бұл ластану қаупі бар жағдайларда маңызды. Жұмыс жиілігі желілік жиіліктен (50 немесе 60 Гц) 400 кГц және одан да жоғарыға дейін өзгереді, бұл негізінен балқытылатын материалға, пештің сыйымдылығына (көлеміне) және қажетті балқыту жылдамдығына байланысты. Әдетте, балқыту көлемі неғұрлым кішкентай болса, пештің жиілігі соғұрлым жоғары болады, себебі бұл тері тереңдігімен байланысты – айнымалы ток өткізгіштің бетінен қанша тереңдікке енетінін көрсететін өлшем. Бірдей өткізгіштікке ие болғанда, жоғары жиіліктерде тері тереңдігі аз болады, яғни балқымаға енуі төмендеу. Төмен жиіліктер металлде араласу немесе турбуленттілік тудыруы мүмкін. Алдын ала қыздырылған бір тонналық пеште темірді балқытуға бір сағаттан аспайтын уақыт кетеді, содан кейін оны құюға дайын күйге жеткізуге болады. Электр қуаты 10 кВт-тан 42 МВт-қа дейін, ал балқыту көлемі 20 кг-нан 65 тоннаға дейін металл болуы мүмкін. Жұмыс істеп тұрған индукциялық пеш әдетте гуіл немесе сызылу дыбысын шығарады (магниттік күштердің өзгеруіне және магнитострикцияға байланысты), оның тоны операторларға пештің дұрыс жұмыс істеп тұрғанын немесе қандай қуат деңгейінде жұмыс істеп тұрғанын анықтауға көмектеседі.
Жарық өткізбейтін қаптама
Құю кезінде бір рет пайдаланылатын отқа төзімді қабырға қолданылады.