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工頻有芯感應電爐的主要結構及工作原理

2019/5/26 16:39:50??????點擊:
工頻有鐵芯感應電爐主要由感應體、上爐體、傾動裝置、電源和控制系統等部分組成。
工頻有鐵芯感應電爐的感應體工作原理與降壓變壓器相似,一次線圈和二次線圈都繞在同一磁導體即鐵芯上,感應體耐火材料溝槽中的環狀金屬熔溝,相當于短路的二次線圈。作為短路的熔溝中的金屬導體,在感應電動勢作用下產生電流或稱渦流。渦流產生的磁通量,總是力圖阻止感應線圈內磁通量發生變化。施予線圈的交變電流不停止,熔溝金屬中產生的渦流也不會停止。渦流在具有一定電阻的熔溝金屬中的流動會產生熱量,因此金屬被加熱以至熔化。

工頻有鐵芯感應電爐最大特點是爐內熔體具有較強的自攪拌作用。
電流通過導體時,圍繞導體將產生磁場。一次線圈和二次線圈即熔溝金屬中的磁力線之間的相互排斥作用的結果,是在熔溝金屬中產生一種電磁力,即原動力。熔溝中金屬除本身重力以外,同時受到上述原動力作用,兩作用力之和為動力方向。熔溝中金屬只有在喉口部有兩個通往熔池通道,因此熔溝金屬中產生斥力的部位應該在最底部。此斥力沿環溝高度的不均勻性,形成了金屬在熔溝中運動的一種動力。

熔溝中金屬承受的第二種動力來自于壓縮效應。熔溝中金屬可以看作是若干個同一方向導電體,平行即同方向電流的導線之間具有彼此相吸的力,即熔溝中金屬在環溝內承受由外緣向環溝斷面中心方向的壓縮應力。同時,環溝垂直段內的熔體金屬有靜壓力與此壓縮重力抗爭。當壓縮應力大于靜壓力時,熔溝中金屬熔體會發生噴流現象。
第三種效應是渦流。渦流效應,是由于環溝中金屬和熔池中金屬電流密度不相等而產生的。熔溝斷面比較小,熔池斷面比較大。截面小的熔溝內磁感應強度大,電磁力大,熔體受到的壓縮力大,在熔溝出口,即與熔池交匯處發生熔體向上涌動的現象。
上述電磁力效應、壓縮效應和渦流效應,構成了熔溝中金屬和熔池中金屬熱能傳遞的一種綜合動力。其實,構成爐內熔體熱傳遞的還有一種自然動力,即熔體自身的熱對流作用。熔溝底部的熔體溫度高而密度小,而熔池中的熔體溫度低卻密度大,密度小的高溫熔體可以自然地向熔池中流動。
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