ЭЛЕКТРОТЕРМИЧЕСКИЕ УСТАНОВКИ Электрические печи —
Электрические печи сопротивления применяются для нагрева металлов под термическую обработку, реже для его плавления и сушки материалов. Электрическая энергия в этих печах превращается в тепловую при протекании тока через нагреватели (печи косвенного нагрева) или через нагреваемое изделие (устройства прямого нагрева).
Печи косвенного нагрева представляют собой выложенную огне- упором и тепловой изоляцией камеру, на внутренней стороне которой смонтированы нагреватели, выполненные из специальных жаропрочных высокоомных сплавов в виде проволочных зигзагов, спиралей или стержней. Электрооборудование таких печей включает в себя нагревательные элементы, понижающие и регулировочные трансформаторы, электроприводы механизмов и вентиляторов, силовую коммутационную аппаратуру. В большинстве случаев печи косвенного нагрева получают питание от сети 220/380 В, могут выполняться трехфазными и однофазными на мощности до 10 000 кВт. Температуру печи регулируют с помощью несложной аппаратуры, периодически включающей и отключающей печи.
В печах прямого нагрева изделие, например металлический стержень, устанавливается с двух сторон в зажимное устройство, через которое по стержню протекает ток и в нем выделяется теплота. В результате этого изделие нагревается до нужной температуры. Основным электрооборудованием этих установок являются понижающие трансформаторы, контактные устройства с механизмами сжатия контактов, устройства автоматического регулирования процесса нагрева. Мощность этих установок составляет до 2000 кВ-А, напряжение питания 380, 1000 В и более.
Электрические дуговые печи — печи, в которых тепловая энергия выделяется в электрической дуге, горящей между электродами и поверхностью расплавленного металла. Основными элементами дуговой сталеплавильной печи (ДСП) являются футерованный кожух и свод печи, комплект держателей с механизмом перемещения электродов, механизм наклона печи для слива металла, вторичный токопровод от печного трансформатора до электродов. Важнейшими параметрами дуговой печи являются ее номинальная емкость и мощность печного трансформатора. Номинальные объемы печей типа ДС и ДСП составляют 0,5—1,5—3—6— —12—25—100—200 т при соответствующих мощностях печных трансформаторов 0.5—1,5—2—4—8— —12,5—20—32 MBA. Силовая часть печи (рис 10.1) состоит из разъединителя /, главного выключателя 2, дросселя 3. выключателя 4, шунтирующего дроссель, переключателя 5, первичных обмоток трансформатора с треугольника па звезду, печного трансформатора и автотрансформатора 6 с переключением ступеней напряжения, электродов 7 и электропечи 8.
В процессе плавки стали регулируется напряжение печного трансформатора и электрической мощности, подводимой к электродам дуговой электропечи. Для этой цели в цепи первичного (высокого) напряжения имеется автотрансформатор, а обмотки первичного напряжения могут переключаться с «треугольника» на «звезду». Дуговые сталеплавильные печи с электромеханическим приводом перемещения электродов оборудованы регуляторами мощности на электромашинных усилителях или тиристорными регуляторами мощности.
Индукционные печи и установки, в которых электрическая энергия превращается в энергию переменного магнитного поля, а затем в тепловую в помещенных в этом поле телах, применяются для плавки черных и цветных металлов, нагрева металлов под термообработку и пластическую деформацию, поверхностную закалку и зонную плавку. По принципу действия индукционная канальная печь (рис. 10.2) представляет своеобразный трансформатор У, первичная обмотка которого 2 питается током промышленной частоты, а вторичная обмотка 3 представляет собой кольцо с жидким металлом.
Другим видом индукционной установки является тигельная печь (рис. 10.3). Огнеупорный тигель 1 помещен внутри индуктора 2 катушки, выполненной из медной, охлаждаемой водой трубки. Индуктор может питаться током промышленной или током повышенной частоты от машинного 3 или лампового генератора.
Мощность канальных печей составляет 2000 кВ-А. запитываются они напряжением 380—6000 и 10 000 В. Основным оборудованием является индуктор, конденсаторная батарея и питающий трансформатор.
Мощность тигельных печей достигает 2500 кВ-А. Основное оборудование — индуктор, конденсаторная батарея, преобразователь частоты или питающий трансформатор (при питании на промышленной частоте 50 Гц).