3.7 Контрольні питання

1. Принцип перетворення електричної енергії в теплову в індукційних печах?

2. Переваги індукційної плавки?

3. Недоліки індукційної плавки?

4. ККД індукційній печі?

5. Роль конденсаторної батареї індукційної печі?

6. Стійкість тигля основного і кислого футерування?

7. Вимоги до футеровки печі, набиванню тигля?

8. Які шкідливі домішки віддаляються із сталі в процесі індукційної плавки?

9. Порядок введення легуючих добавок при плавці?

10. Назвіть періоди плавлення в індукційній печі?

Лабораторна робота №4 Виплавка електросталі в печі опору Таммана

4.1 Мета роботи

Встановити залежність швидкості окислення вуглецю, марганцю, кремнію в сталеплавильній ванні від методу і інтенсивності живлення металу киснем.

Встановити зв'язок між розкислюванням металу і структурою зливка.

В результаті виконання роботи студент повинен:

Знати:

- суть, теоретичні основи і практичні прийоми ведення процесу плавки у печі Таммана;

- переваги і недоліки плавки у печі Таммана;

- принцип роботи і конструкцію печі Таммана.

Вміти:

- виконувати короткий розрахунок шихти; управляти електричними і технологічними режимами плавлення сталі; визначати основні показники плавлення;

- самостійно ухвалювати рішення в ролі майстра.

4.2 Піч Таммана та її застосування

Нагрівачем і робочим простором в печах Таммана (короткозамкнуті печі) служить графітова (вугільна) трубка або тигель, при проходженні по якому струму виділяється джоулево тепло.

Не дивлячись на те, що вугілля вже при 500 °С а графіт при 700 °С піддаються дії кисню повітря і при 2000 °С помітно випаровуються, все ж таки в печі з вугільних трубок (в повітрі) можна, наприклад, розплавити вольфрам, підтримуючи впродовж деякого часу температуру 3400 °С. Залежно від навантаження термін служби таких трубок коливається від декількох днів до декількох хвилин. Проте вони дешеві і їх заміна не представляє труднощів.

Загальний вигляд і схема печі Таммана наведена на рис. 4.1.

Потужність, що виділяється, в печах опору описується рівнянням:

W = 1,005∙I²∙R∙τ, Дж, (4.1)

де I - сила струму. А; R - опір ланцюгу, Ом; τ - час проходження струму, хв.

а

б

Рис. 4.1 – Загальний вигляд (а) і схема (б) печі Таммана.

1 – водоохолоджувані кришки; 2 – графітова нагрівальна трубка; 3 – тигель з металом; 4 – теплоізоляційна засипка; 5 – підставка; 6 – кожух; 7 – трансформатор.

Опір вугілля і графіту декілька зменшується з підвищенням температури (при 2000 °С на 20%). Для вугілля його величина лежить в діапазоні від 40 до 80 ом•мм²/м, а для графіту – від 7 до 12  ом•мм²/м. Для інтенсифікації процесу іноді застосовують криптолові печі, в яких нагрівачем служить засипка з кріптолу, що має меншу щільність, завдяки чому збільшується її електричний опір.

Піч обладнана водоохолоджуваними кришками 1 (верхня і нижня), в яких вставлені струмопідвідні (контактні) кільця з нагрівачем 2.

Між кришками печі встановлено металевий кожух 6, усередині якого поміщається теплоізоляційний шар 4 (роздроблене деревне вугілля, азбест, пеношамот, засипка з кріптолу). Зовнішня стінка кожуха повинна бути газонепроникною в такому ступені, щоб деревне вугілля не спалахувало.

Живлення установки здійснюється від силового трансформатора 7 за допомогою струмопідвідних шин і систем, що управляють (блок управління, регулятор напруги, пускач електромагнітний і ін.).

Регулювання температури в печі здійснюється плавно за допомогою тиристорного регулятора напруги, який включений в первинну обмотку силового трансформатора. Це дозволяє отримати на вихідних шинах струм в декілька тисяч ампер низької напруги (від 0,5 до 15 В) при навантаженні мережі до 150 А.

Особливістю печі Таммана з вугільним (графітовим) тиглем є відновна вуглецева атмосфера, унаслідок чого накладаються обмеження на роботу печі на повітрі з матеріалами що не допускають їх відновлення (кварц, силікати) або хімічної сполуки з вуглецем. Також не можна вимірювати температуру платиновими термопарами.