Horno De Inyeccion Handboock Traducido.docx

INTRODUCCIÓN Los hornos de inducción se han convertido gradualmente en los medios más utilizados para fundir hierro y, cada vez más, aleaciones no ferrosas también. La clave para la pronta aceptación de este tipo de horno ha sido su excelente metalurgia control junto con su operación relativamente libre de contaminación. Actualmente, los hornos de inducción están disponibles en una amplia variedad de tamaños. Las unidades sin núcleo tienen una capacidad desde algunas libras, favorecido por los productores de fundición de precisión, a 68 Mg (75 toneladas) alimentado a 21,000 kW. Las unidades tipo canal han sido construido con una capacidad de más de 180 Mg (200 toneladas) alimentado a 4000 kW por inductor. En el pasado, grandes hornos de inducción de alta potencia operaban a 60 Hz, la frecuencia de la potencia entrante. Gracias a Avances importantes en las técnicas electrónicas de conversión de frecuencia de estado sólido, ahora es posible construir un horno eficiente que opera a frecuencias medias (70 a 5000 Hz). Unidades sin núcleo de 7000 kW de potencia para metales ferrosos y 4000 kW para metales no ferrosos se han construido en frecuencias medias, e incluso las unidades de tipo canal han sido construidas recientemente ha sido equipado con fuentes de alimentación de frecuencia media de estado sólido. La ventaja de la frecuencia media es que la densidad de potencia del sistema de horno puede aumentarse sustancialmente sin aumentar su tamaño Se puede aplicar mucho más poder de fusión, mientras se mantiene la acción de agitación a un nivel deseable Niveles. Las pérdidas de calor, que son una función del tamaño del horno, se reducen y se mejora la eficiencia general del sistema. El horno también es más fácil de operar porque un único potenciómetro típicamente proporcionará un control eficiente y continuo del poder. TIPOS DE HORNOS Hay dos clasificaciones de hornos de inducción: sin núcleo y canal. Las secciones transversales de cada una se muestran en la Fig. 1 y 2.

FIG. 1 una sección transversal de un horno de inducción sin núcleo que muestra la bobina y la llave de inducción de cobre refrigerado por agua componentes estructurales. Todo el baño de metal fundido (que sirve como secundario) está rodeado por la bobina (el primario) que rodea el revestimiento de trabajo.

Fig. 2 Una sección transversal de un horno de inducción de tipo canal que muestra la bobina de inducción de cobre enfriada con agua, que está ubicado dentro de un bucle de 360 ° formado por la garganta y la porción de canal del recipiente de metal fundido. Es la porción de canal del bucle, que sirve como el secundario del circuito eléctrico en el que se encuentra la bobina de cobre el primario. En un horno sin núcleo, el crisol refractario está completamente rodeado por un serpentín de cobre refrigerado por agua, mientras que en el horno de canal La bobina rodea solo un pequeño apéndice de la unidad, llamado inductor. El término "canal" se refiere al Canalizar que el metal fundido se forma como un bucle dentro del inductor. Es este lazo de metal el que forma el secundario del circuito eléctrico, siendo la bobina de cobre circundante la principal. En un horno sin núcleo, todo el contenido de metal del el crisol es el secundario. Aunque ambos emplean principios eléctricos similares, los dos tipos de hornos son bastante diferentes en sus capacidades y operación. El horno sin núcleo se usa más ampliamente para fundir y sobrecalentar, mientras que un horno de canal es mejor adecuado para sobrecalentamiento, dúplex y sujeción

El horno de canal ha sido utilizado por fundiciones no ferrosas durante muchos años. Recientemente, sin embargo, este tipo de horno ha sido reemplazado cada vez más por el horno sin núcleo y de resistencia en aplicaciones de fusión de aluminio. Aún es Comúnmente utilizado para fundir aleaciones de cobre. Las innovaciones tecnológicas en el horno de canal han sido más lentas en el desarrollo que los avances en el horno sin núcleo. Hasta el momento, solo se han instalado unas pocas unidades prototipo con una fuente de alimentación de frecuencia media. Muchos hornos todavía confían en fuentes de alimentación de 60 Hz y utilice autotransformadores de regulación de potencia para el control. Inherente al concepto de canal es el hecho de que solo la pequeña cantidad de metal en el canal del inductor recibe energía a través de la bobina circundante. Esto requiere sobrecalentar el metal en el circuito y bombearlo fuera del canal hacia el recipiente principal, donde se mezcla con el metal frío y lo calienta por convección. La relación de transferencia de calor es limitada, como lo es la acción de agitación en el recipiente principal. Esta es la razón principal por la cual este tipo de El horno solo ha visto un servicio limitado como fusor. La potencia que se puede conectar a un buque es mucho menor que para un recipiente sin núcleo de tamaño similar. La acción de agitación suave también hace que sea difícil obtener aleaciones y adiciones de carbono disueltas y se mezcló rápidamente, particularmente importante en la producción de planchas sintéticas. Además, el horno de canal debe comenzar con un suministro de metal fundido, y un tacón de metal debe estar continuamente mantenido en el horno. El horno no debe apagarse incluso durante las vacaciones o durante otros períodos prolongados, ya que el el metal se congelará y se producirán considerables daños refractarios. El horno de canal es más económico de fabricar en tamaños grandes y usa energía eléctrica de manera más eficiente que un horno sin núcleo. Si se desea más potencia, se pueden conectar inductores adicionales al recipiente principal. Se han usado varias formas geométricas de vasijas. Estas incluyen configuraciones que se describen como Vertical (vertical cilíndrico), tambor (cilíndrico horizontal) y perfil bajo (esférico). Por lo general, todas estas unidades son hidráulicamente inclinadas para permitir el vaciado de los contenidos. El horno sin núcleo está completamente rodeado por una espiral de tubos de cobre de una sección transversal especial que presenta un canal de enfriamiento de agua en su centro. También debe proporcionar un buen acoplamiento eléctrico y resistencia para soportar sustanciales fuerzas electromagnéticas, pero con posibilidad de expansión térmica. Debido a que el campo magnético se transmite en todas las direcciones, laminaciones verticales especiales de hierro transformador, que forman el yugo magnético, están espaciados uniformemente alrededor de la circunferencia de la bobina para proporcionar resistencia adicional y para recoger el flujo difuso que de otra manera calentaría el marco del horno. Los hornos Coreless suelen estar inclinados alrededor del surtidor a través de un Ángulo de 95 a 100 ° para vaciar sus contenidos. Las unidades de frecuencia media pueden vaciarse por completo para cambios de aleación o cierres de fábrica y rápidamente comenzó de nuevo con una carga fría. No es necesario mantener un talón fundido o usar bloques iniciales prefabricados, como es el caso con las unidades de 60 Hz. AGITACIÓN ELECTROMAGNÉTICA Cuando se aplica corriente alterna a una bobina de inducción, produce un campo magnético, que a su vez genera una corriente fluye a través del material de carga, calentando y finalmente derritiéndolo. La cantidad de energía absorbida por la carga depende de La intensidad del campo magnético, la resistividad eléctrica de la carga y la frecuencia de operación. Un segundo campo magnético es creado por la corriente inducida en la carga. Porque estos dos campos siempre están en el lado opuesto direcciones, crean una fuerza mecánica que es perpendicular a las líneas de flujo y causa movimiento de metal, o agitación, cuando la carga se

licua La fuerza mecánica permanece perpendicular al campo solo en el centro de la bobina; en ambos extremos de la bobina cambia de dirección. El metal es empujado fuera de la bobina, se mueve hacia arriba y hacia abajo, y fluye espalda. La Figura 3 muestra la agitación de cuatro cuadrantes. Es esta agitación lo que permite una excelente aleación y absorción de carga y Ayuda a producir una masa fundida que sea química y térmicamente homogénea.

La figura 3 es una vista en sección transversal de un horno de inducción de tipo sin núcleo que ilustra una acción de agitación de cuatro cuadrantes. Que ayuda a producir un fundido homogéneo La agitación está directamente determinada por la cantidad de energía inducida y es inversamente proporcional a la raíz cuadrada de la Frecuencia. Por lo tanto, cuanto mayor es la potencia y menor es la frecuencia, más intensa es la agitación. Las razones para un mayor interés en la fusión por inducción para aplicaciones de aluminio son muchas, pero quizás la mayoría importante es la cuestión de la pérdida de metal. Debido a la acción de agitación electromagnética inherente en el horno sin núcleo, los materiales de carga se sumergen inmediatamente en el baño, minimizando las pérdidas por oxidación. Este efecto es particularmente pronunciado al fundir chatarra de calibre liviano. Por lo tanto, el creciente énfasis en el reciclado favorece la fusión por inducción como una alternativa rentable a otros procesos de fusión de metales. AGITACIÓN ELECTROMAGNÉTICA Cuando se aplica corriente alterna a una bobina de inducción, produce un campo magnético, que a su vez genera una corriente fluye a través del material de carga, calentando y finalmente derritiéndolo. La cantidad de energía absorbida por la carga depende de la intensidad del campo magnético, la resistividad eléctrica de la carga y la frecuencia de operación. Un segundo campo magnético es creado por la corriente inducida en la carga. Porque estos dos campos siempre están en el lado opuesto direcciones, crean una fuerza mecánica que es perpendicular a las líneas de flujo y causa movimiento de metal, o agitación, cuando la carga se

licua La fuerza mecánica permanece perpendicular al campo solo en el centro de la bobina; en ambos extremos de la bobina cambia de dirección. El metal es empujado fuera de la bobina, se mueve hacia arriba y hacia abajo, y fluye espalda. La Figura 3 muestra la agitación de cuatro cuadrantes. Es esta agitación lo que permite una excelente aleación y absorción de carga y ayuda a producir una masa fundida que sea química y térmicamente homogénea.

La figura 3 es una vista en sección transversal de un horno de inducción de tipo sin núcleo que ilustra una acción de agitación de cuatro cuadrantes. Que ayuda a producir un fundido homogéneo. La agitación está directamente determinada por la cantidad de energía inducida y es inversamente proporcional a la raíz cuadrada de la frecuencia. Por lo tanto, cuanto mayor es la potencia y menor es la frecuencia, más intensa es la agitación. Las razones para un mayor interés en la fusión por inducción para aplicaciones de aluminio son muchas, pero quizás la mayoría importante es la cuestión de la pérdida de metal. Debido a la acción de agitación electromagnética inherente en el horno sin núcleo, los materiales de carga se sumergen inmediatamente en el baño, minimizando las pérdidas por oxidación. Este efecto es particularmente pronunciado al fundir chatarra de calibre liviano. Por lo tanto, el creciente énfasis en el reciclado favorece la fusión por inducción como una alternativa rentable a otros procesos de fusión de metales. FUENTES DE ALIMENTACIÓN Para cumplir con el rango de necesidades de fusión, se debe seleccionar la fuente de alimentación adecuada. Porque la gran mayoría de los hornos existentes usan frecuencia de línea, esta disposición se discutirá primero (ver Fig. 4).

Fig. 4 Modificación de la frecuencia de línea de 60 Hz suministrada por la empresa de servicios públicos para servir como fuente de alimentación para la inducción hornos La protección del horno y el sistema de potencia, el equilibrio de fase y la corrección de potencia son necesarios para operar una instalación efectiva. La fuente de alimentación típica de 60 Hz (frecuencia de línea) consiste básicamente en: · A paramenta primaria · Transformador de horno · Resistencia de arranque y contactor de derivación (para instalaciones con cambiadores de tomas sin carga) · Sistema de equilibrio de fase · Banco de capacitores de corrección del factor de potencia · Instrumentación · Controles y supervisión Por lo general, se requiere una transformación primaria de la red de alta tensión de la utilidad local porque el voltaje aplicado a la bobina está entre 500 y 3000 V. Debido a su alta inductancia, una bobina de horno de inducción tiene un factor de potencia bajo. Para acercar el factor de potencia unidad, los condensadores se instalan y conectan en paralelo a la bobina del horno. Al encender un horno, para reducir la irrupción, se proporciona un arranque suave. Cuando se instala el transformador con cambiador de tomas bajo carga, el cambiador de tomas se desplaza a un grifo más bajo cada vez que el horno está apagado. Esto proporciona un inicio con un voltaje bajo, lo que resulta en una corriente de entrada baja. Cuando un grifo sin carga cambiador, se proporciona un banco de resistencia inicial con contactores de derivación. Debido a que el horno de inducción es un horno monofásico, pero su alimentación es comúnmente una línea trifásica, un equilibrio de fase sistema que consiste en condensadores y reactores tiene que ser provisto. En aplicaciones ferrosas, el desgaste del revestimiento

refractario disminuye la distancia de acoplamiento entre la bobina y la carga, lo que resulta en un aumento de potencia. Debido a que la entrada de energía es limitada, la tensión debe disminuirse para evitar que la potencia exceda su máximo. Esto normalmente se hace usando los pasos de un cambiador de tomas de transformador. A medida que el forro se desgasta y la potencia aumenta, el voltaje debe reducirse yendo a un nivel inferior. Además, para compensar la cantidad de metal en el horno y el estado del revestimiento refractario, se parte del banco de condensadores que está instalado en paralelo con la bobina debe cambiarse ajustando los ajustes grueso y fino en el panel eléctrico. En las fuentes de alimentación de frecuencia media modernas (ver Fig. 5), muchas de las funciones Los descritos ahora se realizan automáticamente o han sido eliminados por completo.

Fig. 5 Una fuente de alimentación de frecuencia media típica que incorpora un inversor paralelo. La conversión típica está en una secuencia ac-dc-ac. Mientras que la conversión de frecuencia conlleva pérdidas eléctricas, la potencia moderna los suministros incorporan convertidores de frecuencia de estado sólido, y el aumento en la eficiencia térmica generalmente supera al pérdidas de conversión. Los convertidores modernos se acercan a una eficiencia del 97%. En la conversión de energía comúnmente utilizada, La potencia de entrada de 60 Hz CA se rectifica a CC y luego se corta mediante un inversor a una frecuencia más alta. Serie e inversores paralelos. Normalmente se usan dos tipos de inversores, a saber, series y paralelo. En cada caso, El horno y el banco de condensadores compensadores (fijos, en este caso) forman parte de un circuito de resonancia. En un inversor en serie, los condensadores se conectan en serie con la bobina de inducción, lo que requiere, a baja potencia, una coincidencia transformador. La potencia del horno se controla desafinando el inversor. No es necesario controlar el rectificador, por lo tanto permitiendo el uso de diodos. En un inversor paralelo, el banco de condensadores está conectado en paralelo con la bobina de inducción. El control de potencia se logra mediante desafinando el inversor en el rango de potencia máxima. Los tiristores en el rectificador actúan para reducir el voltaje de CC, si es necesario, y proporciona protección de medio ciclo, convirtiéndose esencialmente en un interruptor de circuito electrónico. Esta característica, junto con la menor cantidad de

componentes en el circuito ha hecho que el sistema paralelo sea el inversor más utilizado en la industria. Tanto en circuitos en serie como en paralelo, es posible obtener un control de potencia que permita extraer toda la potencia independientemente de la nivel de la carga en el horno o la condición del revestimiento refractario. Los convertidores de frecuencia intermedia funcionan en frecuencia variable El convertidor con conmutación de carga aumenta la frecuencia a medida que el contenido de carga de un horno aumenta mientras que al mismo tiempo compensa el desgaste del forro. No se requiere conmutación de capacitor como en las unidades de frecuencia de línea. Además, un único potenciómetro ofrece un control continuo e infinito, eliminando la necesidad de sistemas de cambiadores de tomas para control de poder. Los modernos hornos de inducción aprovechan la última tecnología y muchas instalaciones nuevas están equipadas con controladores programables en lugar de lógica de relés. Un avance aún más reciente ha sido el uso de computadoras industriales para controlando el horno y los auxiliares.

Con la variedad de software disponible actualmente, el operador puede elegir pantallas tales como datos de sistemas, automáticos revestimiento de sinterización, arranque automático en frío del horno después de un apagado prolongado, programas de fusión automática para varias aleaciones, monitoreo continuo de la temperatura calculada, detección de fallas, limitación de la demanda, tabulación de la energía consumo, datos de costos de fusión, control de inventario de metales y ajuste de la química. Además, al vincular la computadora a sistemas de soporte tales como el maquillaje de carga y la entrega de metal caliente, la utilización del horno puede aumentarse. Envasado de sistemas. Hasta principios de la década de 1970, los componentes eléctricos de los hornos de inducción sin núcleo eran típicamente ensamblado en el sitio en una bóveda de concreto. Los costos de construcción de campo hicieron esta técnica de instalación financieramente prohibitiva a excepción del más grande de los hornos (generalmente superior a 18 Mg, o 20 toneladas de capacidad) para el cual todavía se usa una bóveda. Incluso en este rango de tamaño, las técnicas modernas de ensamblaje de componentes han permitido que la fuente de alimentación se empaquete en módulos de acero en las plantas de fabricación de equipos. Para hornos de hasta 3.6 Mg (4 toneladas) de capacidad, la práctica actual es ensamblar, cablear y canalizar completamente todos los componentes .en un marco de acero, para probar y posteriormente enviar la unidad como un solo módulo, lo que minimiza la instalación y la puesta en marcha costos. Este concepto de empaque también se aplica a los hornos en el rango de 4.5 a 18.1 Mg (5 a 20 toneladas), aunque varios los módulos pueden ser necesarios debido a su tamaño. Aun así, están equipados con accesorios de conexión rápida para un campo rápido y fácil montaje. Para hornos con una potencia superior a 1250 kW, normalmente se usa un transformador reductor de la tensión de distribución principal. Por debajo de 1250 kW, se puede usar una línea de distribución de 480 V respaldada por un dispositivo de desconexión. Los transformadores reductores, cuando sea necesario, puede ser del tipo de exterior lleno de aceite, que es el menos costoso, o del tipo de interior seco o lleno de silicona.

SISTEMAS DE ENFRIAMIENTO DE AGUA Debido a que las bobinas del horno y las fuentes de alimentación de los hornos de inducción deben enfriarse, se utiliza un sistema de agua de circuito cerrado. Generalmente llamado. En una fuente de alimentación de frecuencia media, los componentes electrónicos del sistema contienen una pata de CC; es por lo tanto, es importante tener agua limpia y desmineralizada circulando, típicamente con una conductividad ajustada a 50 μS (50 μmho) en para evitar que se produzca la electrólisis. El intercambiador de calor que se utilizará depende completamente de las circunstancias locales, como el clima, la disponibilidad de agua bruta, y así en. Los más utilizados son los tipos evaporativo, agua-agua y aire-agua. Este último ha sido frecuentemente adaptado a los sistemas de recuperación de calor. En esas aplicaciones, el agua caliente de la fuente de alimentación y la bobina del horno es conducido a una ubicación en la planta donde se requiere calor. El agua se hace circular a través de un haz de tubos, y un ventilador dispensa el aire cálido a los alrededores. Teniendo en cuenta que hasta el 10% de la potencia de un horno de canal y el 20% de la potencia desde un horno sin núcleo se pierde en el sistema de agua, los sistemas de recuperación de calor para los hornos de inducción son muy prácticos. En todos los hornos sin núcleo y de tipo canal, el agua circula a través de la fuente de alimentación y luego se en ruta a través del bobina y encendido al intercambiador de calor. Por lo general, se proporcionan dos bombas, una como modo de espera con un cambio automático, porque es extremadamente importante hacer circular el agua a través de la bobina continuamente, para evitar que se dañe. A Proteger el equipo del horno de inducción durante interrupciones de energía momentáneas o fallas de energía prolongadas, los fabricantes proporcionar una válvula especial accionada por presión que, cuando se activa, permite el despliegue de emergencia del agua de la ciudad para circular a través de la bobina. Tal sistema se muestra en la Fig. 6.

Fig. 6 Una disposición de un sistema de refrigeración de circuito cerrado que muestra el enrutamiento del agua de refrigeración del horno en ambas condiciones normales (flechas negras) y condiciones de emergencia (flechas blancas). La bomba de emergencia en espera se activa si el primario la bomba falla Además, con los hornos de canal, los generadores de reserva se emplean a menudo para mantener cierta potencia en el inductor. Si el metal en el canal se congela, puede ocurrir un daño considerable al revestimiento refractario. MATERIAL DE REVESTIMIENTO La selección del material de revestimiento está determinada por los requisitos metalúrgicos, las temperaturas de funcionamiento y el tipo de operación. Los refractarios utilizados en los hornos de inducción son óxidos de minerales. Normalmente se utilizan sílice (SiO2), alúmina (Al2O3), o revestimientos de magnesia (MgO). Desde un punto de vista químico, la sílice se clasifica como un ácido, alúmina como neutro y magnesia como material básico. La sílice es la opción más clara en la fusión del hierro, ya que no reacciona fácilmente con la escoria ácida producida típicamente en el hierro de alta silice, tiene una curva de expansión extremadamente indulgente y es fácil de usar y económica. Alúmina es la elección habitual para hornos de fundición de aluminio. Cada uno de los grupos refractarios mencionados anteriormente tiene una característica de expansión térmica diferente, como se muestra en la Fig. 7. Como se puede ver, la alúmina y la magnesia tienen una expansión casi lineal. Sílice, sin embargo, completa su expansión en aproximadamente 815 ° C (1500 ° F) y permanece constante a temperaturas más altas. Con la selección de forro de sílice, el horno puede apagarse, enfriarse y reiniciarse sin correr el riesgo de que el metal penetre en las grietas térmicas.

Fig. 7 Curvas de expansión térmica de diversos materiales de óxido de ladrillo refractario utilizados para revestimientos en inducción hornos: A, magnesia; B, cromo magnesia; C,

cromita; D, sílice; E, zirconia; F, corindón 99; G, corindón 90; H, arcilla refractaria; Yo, silimanita; J, zircon; K, carburo de silicio La magnesia es muy sensible al choque térmico y tiene la mayor expansión. Una vez agrietado, este tipo de forro no es probable que se selle a sí mismo, lo que resulta en la penetración del metal. La alúmina tiene aproximadamente la mitad de la expansión de magnesia y, por lo tanto, es menos sensible a las grietas. Es importante, sin embargo, calentar el forro del horno lentamente cuando se realiza un arranque en frío. Esta puesta en marcha programada permite que las grietas sellar antes de que el metal adherido a las paredes laterales se derrita y penetre. Esto se aplica particularmente al fundido de aluminio hornos porque la temperatura de fusión del metal es relativamente baja. En el caso del aluminio y algunas aleaciones de cobre, la acumulación de óxido y metal en el crisol no solo plantea un potencial problema de penetración refractaria, pero también aumenta eficazmente el espesor del revestimiento y reduce la potencia que entra en el horno. Si no se elimina, esta capa, que contiene una pequeña cantidad de metal, absorbe energía y se sobrecalienta. El metal sobrecalentado puede penetrar en el revestimiento y causar una falla prematura. Por estas razones, las paredes del crisol del horno deben limpiarse periódicamente Raspadores de pared de crisol. La tarea de raspar la pared del crisol se ha facilitado con la introducción de un raspador mecánico patentado (Fig. 8), que limpia rápida y fácilmente los lados en un horno lleno y caliente. El dispositivo esencialmente consiste en varias hojas oscilantes ensambladas en una estructura de acero. Para comenzar la operación, el raspador es colocado encima del horno y las herramientas oscilantes viajan por la profundidad del crisol. Presión radial en el horno es ajustable Los materiales sueltos flotan en la parte superior de la bañera y son desnatados.

FIG 8 Una sección transversal de un raspador mecánico patentado utilizado para limpiar el revestimiento refractario de los hornos de inducción que derriten los metales no ferrosos Ramming Mixes mezcla de embestidas La mayoría de los hornos de inducción que operan en fundiciones de hierro están, como se indicó anteriormente, revestidos con una sílice mezcla de embestida. La alúmina, la magnesia o el zircón se usan generalmente para fundir acero y aleaciones. La alúmina se usa típicamente para aluminio. La práctica actual es usar materiales granulares. Por ejemplo, la mezcla de relleno de sílice es material granular combinado con el agente de sinterización ácido bórico (H2BO3). La cantidad de ácido bórico depende de la temperatura de funcionamiento y de la pared espesor del crisol. El fundente o agente de sinterización fusiona las partículas de sílice entre sí, formando una superficie dura, vidriada y cerámica. Idealmente, el revestimiento, cuando se sinteriza, consiste en un tercio de cerámica sinterizada dura; un tercio de material fritado, en el cual las partículas finas son partículas sinterizadas y más grandes aún pueden identificarse; y un tercio de partículas sueltas. Este material suelto tiene su propósito. Al encender un horno desde un arranque en frío, el revestimiento se expande naturalmente. El flojo el material proporciona un cojín para manejar la presión. Todos los materiales granulares son embestidos en el fondo del horno usando un vibrador eléctrico equipado con una placa de compactación. Para las paredes laterales, el material de revestimiento se extiende detrás de una forma de revestimiento que se vibra con un vibrador neumático unido a ella. Para aplicaciones ferrosas, la forma de revestimiento se consume en el primer calor. Para aplicaciones no ferrosas, la forma de revestimiento puede ser eliminado y reutilizado. Puede ser cónico o plegable. El proceso de sinterización en sí requiere cierto tiempo porque es necesario calentar el revestimiento a una velocidad aproximada de 110 ° C / h (200 ° F / h) hasta que se alcance una temperatura de aproximadamente 30 ° C (50 ° F) por encima de la temperatura de funcionamiento. Esta temperatura se mantiene por 1 h antes de que el horno esté listo para la producción. Cuando los revestimientos deben ser reemplazados, deben ser descascarados con martillos neumáticos, y el procedimiento de revestimiento debe ser repetido. Ahora hay disponible un dispositivo patentado que elimina la necesidad de eliminar los revestimientos usados manualmente, ahorrando ambos TRABAJO Y TIEMPO Los componentes clave de este dispositivo, cuyo esquema se proporciona en la figura 9, son una placa de bloqueo atornillada a la parte inferior del horno y un conjunto de ariete hidráulico que se coloca en posición y se enclava en la placa. Una vez activado, el pistón hidráulico se mueve hacia adelante, ejerciendo presión sobre un cono refractario especialmente diseñado

instalado en la parte inferior del horno. Esto distribuye la fuerza sobre la sección transversal del revestimiento. El empuje es ayudado por una junta deslizante entre el bobina de lechada y el revestimiento de trabajo. Toda la operación dura solo unos minutos y se ahorra tiempo adicional porque el tiempo de enfriamiento se reduce a la mitad.

Fig. 9 Los principales componentes de un dispositivo de expulsión patentado utilizado para extraer el revestimiento refractario deteriorado de los hornos de inducción sin núcleo OPERACIONES DE FUSIÓN Hay dos formas distintas de operar un horno de inducción sin núcleo. Un método es una operación por lotes, en la que todo el contenido del horno se vacía y la unidad se recarga con sólidos, por lo general con un transportador o cuchara cargador. El otro método, más aceptado, implica una operación de tocar y cargar, en la que una parte del horno el contenido, típicamente de un tercio a la mitad, se toca y el peso idéntico en sólidos se recarga usando un cubo de carga o transportador de carga. La operación por lotes ahora se ha convertido en factible porque las fuentes de alimentación de frecuencia media permiten que el horno se inicie con chatarra ordinaria, en lugar de con bloques de partida. En términos de consumo eléctrico, el método de fusión por lotes proporciona un 7,12% de mayor eficiencia en hornos de fundición de hierro y un 4 ,12% de mayor eficiencia en unidades de fusión no ferrosas sobre el método de grifo y carga. Esto es porque el frío el material de carga se acopla con el flujo magnético de manera más efectiva que el metal fundido. Además de tener mayor eficiencia eléctrica, una operación por lotes de frecuencia media permite el secado de material de carga húmedo o aceitoso en el horno, minimizando la necesidad de un sistema de secado de chatarra. La operación de tap-and-charge sigue siendo el enfoque más popular, sin embargo, porque la química es mucho más fácil de control porque menos de la mitad del contenido del horno se repone en cualquier momento. Además, el refractario el revestimiento dura más debido a un menor ciclo térmico. Finalmente, para utilizar una operación por lotes de manera efectiva, los contenidos de la unidad debe ser descargada rápida y completamente, generalmente en un

horno de retención. Esta opción puede no ser posible si pequeñas cantidades de metal fundido deben ser retiradas en momentos definidos y los costos de capital y operacionales de una explotación horno no pueden ser justificados económicamente. En cualquiera de los métodos de operación, es particularmente importante utilizar la fuente de alimentación de manera eficiente y mantener la tapa cerrada para minimizar las pérdidas de radiación potencialmente altas. LA UTILIZACIÓN se calcula en términos del tiempo que la energía está encendida. Es obvio que el poder no puede estar constantemente, porque ciertas operaciones, como la carga, escoria, muestreo y tapping son las mejores y más seguras mientras el poder está apagado. El objetivo es mantener el poder encendido al menos el 75% del tiempo. A veces se agrega un segundo horno la fuente de alimentación mejora la utilización, porque la potencia puede cambiarse de un horno a otro mientras tienen lugar las operaciones mencionadas anteriormente. La utilización también se puede mejorar cargando y tocando rápidamente para minimizar la espera pérdidas de tiempo y calor, así como al aumentar el tamaño de la carga. Aunque la frecuencia media ha hecho necesario cha pesado materiales obsoletos, es una buena práctica elegir materiales que tienen una densidad aparente razonablemente alta, son relativamente limpios y secos, y no son demasiado largos. Para evitar En puente, la longitud de las piezas no debe ser más de dos tercios del diámetro del crisol. Si las piezas son más largas, como Los sistemas de compuertas de fundición y las secciones de acero estructural están disponibles, primero deben romperse o cortarse. La alta densidad aparente es importante porque la nueva carga debe estar contenida en el espacio desocupado por el tapped-out metal fundido. Si se utilizan materiales de carga de baja densidad, pueden ser necesarios varios ciclos de carga, reduciendo el horno UTILIZACIÓN. El material de carga seca es el más adecuado para las operaciones de fusión. Los aceites en la superficie de carga generan humos del horno, que puede ser necesario agotar. La humedad en la carga también puede ser un problema, ya que puede producirse una explosión de vapor. Si los materiales secos no están disponibles, a menudo se usa un secador de carga para eliminar la humedad que queda en el cargar. El secador más común consiste en una campana revestida de refractario equipada con quemadores de gas, que calientan los sólidos en una transportador vibratorio por convección forzada de los gases calientes a través del material. La figura 10 muestra los diversos componentes principales del sistema. Es importante colocar la carga precalentada en el horno rápidamente para aprovechar la energía térmica en el material y para reducir la producción de energía eléctrica requerida para la fusión. La media la temperatura utilizada para el secado es típicamente de 315 ° C (600 ° F); para el precalentamiento, es 540 ° C (1000 ° F). Cuando se aplica correctamente, el precalentamiento del material de carga puede aumentar la tasa de fusión en un 10 a 15%. Impacto directo de las llamas en el material de carga, especialmente si es delgado, debe evitarse porque pueden ocurrir pérdidas por oxidación.

Fig. 10 Los principales componentes de un secador utilizados para precalentar el material de carga del horno de inducción. Desecho integrado el proceso de precalentamiento combina (1) tolvas de pesaje, (2) campana de precalentamiento, (3) mecanismo de transferencia de material y (4 y 5) aparato de carga de horno en un solo proceso automatizado. Cuando se carga material sucio en el horno, la escoria se forma de la suciedad y el óxido en la chatarra y en la fundición. Devolver arena La escoria no es deseable en los hornos de inducción porque absorbe energía y erosiona el revestimiento. Por lo tanto es, eliminó cada ciclo con un skimmer para evitar la acumulación de escoria. Desnatadores mecánicos. Los operadores de horno pueden aumentar la utilización de la fuente de alimentación mediante el uso de mecanismos mecánicos skimmers (Fig. 11). Esto es particularmente importante en hornos grandes porque las unidades de escoria mecánica pueden minimizar el tiempo que la energía se apaga o se reduce para desnatar durante cada ciclo de carga a golpe. Un skimmer de potencia puede fácilmente aumentar la producción y la productividad del horno de fusión.

Fig. 11 Un skimmer mecánico tipo clamshell utilizado para eliminar la escoria antes de cada toque de una inducción horno Un skimmer generalmente se monta en un jib. Esta herramienta tiene un mango largo, que mantiene al operador más alejado del calor horno. El mejor y más efectivo tipo de slagger es el tipo clamshell. El skimmer se coloca sobre el horno y bajado a la escoria. Con un movimiento de rastrillado automático, las mordazas de la unidad se cierran alrededor de la escoria, que luego se levanta claro del baño y depositado en un contenedor. Las cuchillas típicamente se sumergen en una lechada para reducir la adherencia de la escoria durante el siguiente ciclo de carga a golpe.