Индукционные плавильные печи тигельного типа

На протяжении всей истории получения и обработки металла, на практике применялись разнообразные типы плавильных печей. В частности это были муфельные, шахтные, проходные и иные конструкции плавильных печей предназначенных как получения металла из металлосодержащей руды, так и для разогрева металла и получения из него металлических отливок заданного размера и состава.

При этом стоит отметить, что на сегодняшний день в литейной промышленности наиболее распространенными конструкциями плавильных печей являются индукционные печи тигельного типа. В отличие от тигельных печей электронагревательного типа индукционные печи имеют более высокие экономические показатели, за счет применения не дорогостоящих нагревательных элементов выполненных из карбида кремня или молибденовых композитов. Ведь принцип передачи тепла в индукционных печах существенно отличается от печей прямого электронагрева.

Принцип получения тепловой высокотемпературной области заключается в том, что через витую, водоохлаждаемую катушку, трубчатого типа, внутри которой располагается нагреваемое тело, подается высокочастотный ток частотой от 50 Гц до 440 000 Гц в зависимости от технологических требований по переработке металла. С учетом этого параметра в тигле получается расплав металла температурой от 600 С

0

до 1800 С

0

. При этом, на практике, изменение температурных параметров происходит в основном за счет изменения частотной характеристики тока подаваемого на индукционную катушку от токового инвертора, который на современных моделях индукционных печей собран на полупроводниковых тиристорах высокой мощности.

Вторым не менее важным элементом конструкции индукционной плавильной печи является тигель. По своим физико-химическим свойствам он должен отвечать целому ряду параметров. Так в частности помимо механической прочности при различных температурах, тигель индукционной печи должен быть «прозрачен» для электромагнитного поля, воздействующего на разогреваемый материал. Помимо этого материал печи должен сохранять высокие электроизоляционные свойства при максимальных температурах работы индукционной печи. Не менее важным параметром тигля индукционной плавильной печи есть его механическая прочность при тех же рабочих температурах жидкого расплава металла.

С учетом этого тигли индукционных плавильных печей, как правило, изготавливаются из огнеупорных материалов в основном представляющих собой смесь порошкообразного оксида кремния и иных тугоплавких добавок, таких как электрокорунда, двуокиси циркония и боридов того же кальция.

Формовка тигля индукционной печи на практике производится двумя основными способами, первым из которых есть это ручная набивка тигля с последующей его высокотемпературной сушкой и прокалкой. Вторым не менее распространенным способом изготовления индукционных тиглей является применение огнеупорных, фасонных блоков в виде колец, муфт и закладочных сегментов, которые устанавливаются в металлический шаблон и заполняются смесью кремнеземистого огнеупорного материала затворенного связующим – сульфато-целлюлозного экстракта и борной кислоты.