Индукционная плавка цветных металлов

Способ индукционного нагрева металлоизделий применяется с 30 годов ХХ века. Создан ряд установок для плавки и термообработки металлов, наплавки износостойких и высокопрочных материалов на поверхности деталей, сквозного нагрева заготовок под ковку и обработку давлением, операций пайки. Интенсивность индукционного нагрева металлов определяется частотой тока и напряженностью электромагнитного поля, поэтому для питания индукторов используются генераторы токов высокой частоты (ТВЧ). Генератор ТВЧ является основным элементом индукционной установки, и к его параметрам предъявляются высокие требования. Существуют машинные, ламповые, тиристорные и транзисторные генераторы ТВЧ.

ФГУП ЦКБ "Геофизика" разработаны и производятся индукционные технологические комплексы на базе высокочастотных транзисторных генераторов мощностью 15 ÷ 25 кВт с диапазоном частоты тока 8-70,0 кГц. Применение сильноточных транзисторов, управляемых цифровым способом с помощью микропроцессоров, позволило создать генераторы нового поколения, которые по сравнению с тиристорными и ламповыми генераторами имеют ряд преимуществ:

• автоматически перестраиваемая частота генератора в процессе плавки металлов или разогрева металлоизделий;
• автоматическая подстройка заданной частоты в процессе нагрева (режим запуска, достижение точки Кюри и т.д.);
• небольшие массы и габариты генератора;
• увеличен диапазон частот тока, выдаваемых на индуктор;
• повышены скорость нагрева, к.п.д. и ресурс работы установки;
• обеспечена плавность запуска и мгновенность отключения;
• существенная экономия электроэнергии при операциях плавки и термообработки;
• не требуется специальных охлаждающих жидкостей (дистиллированной воды).

Индукционные плавильные тигельные печи

Индукционный комплекс для плавки черных и цветных металлов состоит из следующих блоков и устройств:

• транзисторного генератора ГНОМ-25;
• блока согласования генератора с индуктором при различных режимах плавки ВНК;
• водоохлаждаемой индукционной печи, смонтированной в корпусе, футерованном огнеупорным теплоизоляционным материалом;
• графито-шамотного или керамического тигля;
• опрокидывающего устройства, позволяющего проводить слив расплавленного металла при наклоне корпуса печи с направлением струи в одну точку.

В графито-шамотном тигле плавка металлов осуществляется посредством комбинирования прямого и косвенного нагрева с автоматической подстройкой работы генератора при изменении магнитных характеристик материала тигля и расплавленного металла от температуры нагрева. В керамическом тигле происходит плавка металла за счет прямого нагрева, с автоматической подстройкой генератора, которая обеспечивает максимальный к.п.д. на всех фазах плавки металлов. За счет переменного электромагнитного поля расплавленный металл перемешивается в тигле, что способствует интенсивному растворению и равномерному распределению составляющих шихты по объему расплава без ликвации.

Оптимальная температура в графито-шатомтном тигле не должна превышать 1400°С во избежание интенсивного окисления и горения углерода материала тигля, что происходит при более высоких температурах. При плавке металла в керамическом тигле температура может достигать 1800&°C.

Генератор ГНОМ-25 питается от трехфазной сети 380/220 В, 50 Гц и выполнен полностью на полупроводниковых элементах., имеет высокий промышленный коэффициент полезного действия, высокую надежность. При максимально-возможной выходной мощности 25 кВт генератор потребляет не более 30 кВт.

Генератор снабжен системой ограничения тока, которая предохраняет электронные компоненты от перегрузок без выхода их из строя.

Габаритные размеры генератора ГНОМ-25 720х500х470 мм, масса 50 кг. Он может быть установлен в отдалении от плавильной печи. К печи генератор подсоединяется гибким кабелем. Система охлаждения - автономная.

Оптимальная емкость тигля для плавильной печи на базе ГНОМ-25 от 5 до 10 л. Время одной плавки металла в графито-шамотном тигле ТГГ-50 не более 40 мин, в ТГГ-100 - 80 мин. Возможно изготовление печей с меньшей емкостью тиглей, питающихся от генераторов мощностью 15 кВт.

По требованию Заказчика разрабатываются технологические инструкции, определяющие режимы плавки и разливки промышленных сплавов черных и цветных металлов. По согласованной с Заказчиком программе проводим обучение обслуживающего персонала.

Поставка комплекса осуществляется с шеф-монтажом оборудования и его запуском, технологическими инструкциями по плавке и разливке сплавов металлов.