Индукционные печи

Предпосылками для изобретения индукционных печей явились открытие Фарадеем в 1831 г. явления электромагнитной индукции и работы Максвелла (1873 г.) по созданию теории электромагнитного поля.

В 1897 г. Феранти (Великобритания) запатентовал первую индукционную печь, изготовить которую не удалось. Спустя три года в 1900 г. Челлин (Швеция) расплавил сталь в индукционной печи собственной конструкции.

Печь представляла собой однофазный трансформатор, вторичной обмоткой которого служил жидкий металл в кольцевой ванне, являющейся плавильным пространством печи. Железный магнитопровод, расположенный в центре печи, был окружен первичной медной обмоткой с асбестовой изоляцией.

Переменный магнитный поток, проходя по магнитопроводу, возбуждал переменный ток в металле, находящимся в кольцевом канале, расплавляя его.

Поскольку магнитное рассеивание в такой конструкции было велик, то с целью повышения cosj источником питания печи служили мотор-генераторы, преобразующие сетевую частоту в пониженную до 5 – 15 Гц.

Первая промышленная индукционная печь с железным сердечником была установлена в Гизине (Швеция) в 1900 г. Затем такие печи стали применять и на некоторых других заводах.

В 1908 году А.И. Ладыгин опубликовал работы по теории индукционных печей.

Однако основное преимущество индукционных печей – чистота источника тепла – не смогло компенсировать ряда серьезных недостатков этих печей:

• необходимость жидкой завалки
• недостаточный нагрев шлака
• эксплуатационные трудности с футеровкой ИП

Поэтому в дальнейшем основное развитие получили дуговые сталеплавильные печи. С 1925 года в промышленности стали применять индукционные печи без сердечника.

Наибольшее распространение среди индукционных печей получили тигельные ИП. Первые промышленные ТИП были выпущены фирмой «Алекс» в 1915-1916 г.г. Печи этого типа применяют для плавки стали, различных сплавов и драгоценных металлов.

Индукционные печи первыми были использованы для разработки вакуумных плавильных процессов. Первая ВИП была сделана Роном в 1920 году.

Но в то время такие печи применялись весьма ограниченно и в основном для исследовательских целей, т.к. имели низкие технико-экономические показатели и высокое остаточное давление 300-800 Па.

Только в 50 годы ХХ века с появлением более совершенной и мощной вакуумной техники и возникновением потребности в качественном металле со стороны новых отраслей промышленности ВИП получили распространение.

Основные даты роста емкости тигельных печей: 1961г. – 6 тонн, 1968 г. – 15 тонн, 1978 – 25 тонн.

Однако потребность в качественном металле вызвала к жизни не только вакуумно-индукционные печи. В 50–е годы был разработан и промышленно внедрен процесс вакуумно-дугового переплава сталей и сплавов. В 1952-1953 г.г. в ИЭС им. Е.О. Патона был разработан процесс электрошлакового переплава. В 60-е годы эти процессы дополнились еще плазменными процессами: плазменно-дуговой плавкой и плазменно-дуговым переплавом, и электронно-лучевым переплавом.