Desain struktur tungku induksi adalah kunci kinerja dan keamanannya. Jenis tungku yang berbeda, pemilihan bahan dan penerapan bahan tahan api secara langsung mempengaruhi efisiensi peleburan, masa pakai dan keamanan operasional tungku induksi.
1. Memiringkan tungku induksi
Tungku induksi miring merupakan jenis tungku yang paling banyak digunakan saat ini. Fitur terbesarnya adalah badan tungku dapat dimiringkan untuk memudahkan penyadapan air baja atau pembuangan terak.
Fitur struktural
Bingkai tungku: Biasanya dibangun dengan struktur baja berkekuatan tinggi (seperti bagian baja, pengelasan pelat baja), dengan kekuatan dan kekakuan yang cukup untuk menopang badan tungku dan menahan beban selama tipping. Biasanya terdapat saluran air pendingin di dalam rangka untuk mendinginkan koil dan badan tungku.
Kumparan induksi: Ini adalah komponen inti dari tungku induksi, umumnya dililitkan oleh tabung tembaga dengan konduktivitas tinggi (atau tabung tembaga persegi). Air pendingin dialirkan melalui tabung tembaga untuk menghilangkan panas yang dihasilkan saat kumparan diberi energi. Lapisan luar kumparan biasanya dilapisi dengan bahan isolasi untuk mencegah korsleting dan kebocoran.
Lapisan tungku (bahan refraktori): Ini adalah bagian yang bersentuhan langsung dengan logam cair bersuhu tinggi dan juga merupakan bagian tungku yang paling cepat aus.. Bahan pelapis dipilih sesuai dengan jenis logam peleburan dan kapasitas tungku. Lapisan biasanya terdiri dari bagian bawah tungku, dinding tungku dan mulut tungku, dan dipadatkan atau dituangkan pada bagian dalam kumparan induksi.
Mekanisme tip: Ini terutama terdiri dari silinder hidrolik, stasiun hidrolik dan sistem kontrol terkait. Silinder hidrolik menggerakkan badan tungku untuk memiringkan sumbu untuk mencapai pelepasan. Untuk keamanan, biasanya ada fungsi batas miring dan berhenti darurat.
Sistem pendingin: Pendinginan air biasanya digunakan untuk mendinginkan kumparan induksi, cangkang tungku (beberapa jenis tungku) dan bagian lain yang perlu didinginkan. Air pendingin biasanya dilunakkan dan dilengkapi dengan menara pendingin atau chiller untuk sirkulasi.
Memimpin dan kepala air: Komponen yang menghubungkan kumparan induksi ke catu daya dan pipa air pendingin harus memiliki sifat insulasi dan penyegelan yang baik.
Pemilihan materi
Bingkai tungku: baja karbon biasa, baja paduan, dll..
Kumparan induksi: tembaga dengan kemurnian tinggi (atau tabung tembaga persegi).
Lapisan tungku (bahan refraktori):
- Lapisan asam: Komponen utamanya adalah pasir kuarsa (SiO2), yang cocok untuk peleburan besi cor dan baja karbon biasa, dan memiliki biaya rendah.
- Lapisan netral: Komponen utamanya adalah korundum (Al2o3) atau zirkon (ZrSiO4), yang cocok untuk peleburan baja tahan karat dan baja paduan, dengan ketahanan asam dan alkali yang baik dan masa pakai yang relatif lama.
- Lapisan alkali: Komponen utamanya adalah magnesium oksida (Mgo) atau spinel magnesium aluminium, yang cocok untuk peleburan baja mangan tinggi, baja paduan tinggi dan logam lain yang sangat korosif terhadap lapisan tungku. Ini memiliki ketahanan suhu tinggi dan ketahanan korosi terbaik, tapi biayanya tinggi.
Bahan isolasi: Seperti papan asbes (sekarang sebagian besar merupakan alternatif ramah lingkungan), serat aluminium silikat, dll., digunakan antara koil induksi dan lapisan tungku untuk berperan dalam isolasi dan penyangga.
2. Memperbaiki tungku induksi
Badan tungku dari tungku induksi tetap tidak dapat dibalik. Biasanya digunakan pada acara dengan volume peleburan besar dan menyedot atau pembuangan bawah, atau sebagai tungku pemurnian atau tungku isolasi.
Fitur struktural
Bingkai tungku: Mirip dengan tipe miring, tapi karena tidak perlu dimiringkan, desain dasarnya mungkin lebih sederhana atau langsung dipasang ke tanah.
Kumparan induksi: Pada dasarnya sama dengan tungku miring.
Lapisan tungku: Sama seperti tungku miring, tapi karena tidak ada tindakan miring, persyaratan stabilitas keseluruhan lapisan tungku mungkin lebih tinggi.
Metode pemakaian:
- Pemakaian siphon: Melalui tekanan eksternal atau vakum internal, logam cair dikeluarkan dari mulut tungku atau lubang pembuangan khusus dengan prinsip siphon.
- Pengosongan bawah: Ada port pemakaian di bagian bawah badan tungku, dan pemakaiannya dikendalikan oleh batang penghenti atau mekanisme geser. Metode ini lebih umum terjadi pada tungku pemurnian dan beberapa tungku peleburan besar.
Sistem pendingin: Sama seperti tungku miring.
Pemilihan materi
Pemilihan material pada dasarnya sama dengan pemilihan tungku miring, tetapi dalam tungku tetap dengan pemakaian bawah, bahan tahan api bagian bawah dan mekanisme pemakaian memiliki persyaratan yang lebih tinggi untuk ketahanan suhu tinggi dan ketahanan korosi.
3. Penerapan dan pemilihan bahan tahan api
Bahan tahan api adalah komponen inti dari badan tungku induksi, yang secara langsung mempengaruhi umur tungku dan biaya peleburan.
Bagian aplikasi
Bagian bawah tungku: Menahan tekanan berat dan suhu tinggi dari logam cair, dan memerlukan kekuatan yang cukup serta ketahanan mulur tekan.
Dinding tungku: Kontak langsung dengan logam cair, menanggung suhu tinggi dan erosi logam cair, dan memerlukan ketahanan erosi yang baik, ketahanan guncangan termal dan ketahanan aus.
Mulut tungku: Menanggung suhu tinggi dan kejutan termal, serta keausan saat memberi makan dan membuang terak, dan membutuhkan ketahanan aus yang baik dan ketahanan guncangan termal.
Dasar seleksi
Jenis peleburan logam:
- Besi cor, biasa baja karbon: Lapisan tungku asam yang umum digunakan (pasir kuarsa), perekonomian yang baik.
- Baja tahan karat, baja paduan: Lapisan tungku netral yang umum digunakan (korundum, zirkon), ketahanan erosi yang baik.
- Baja mangan tinggi, baja paduan tinggi: Lapisan tungku alkaline yang umum digunakan (Magnesia), ketahanan suhu tinggi terbaik dan ketahanan erosi.
Suhu leleh: Bahan tahan api yang berbeda memiliki suhu penggunaan maksimumnya, yang perlu dipilih sesuai dengan suhu maksimum logam peleburan.
Kapasitas tungku dan sistem kerja: Tungku berkapasitas besar dan tungku yang bekerja terus menerus memiliki persyaratan yang lebih tinggi untuk bahan tahan api.
Biaya: Pilih bahan yang ekonomis dan dapat diterapkan dengan alasan memenuhi persyaratan penggunaan.
Proses konstruksi: Bahan tahan api berupa bahan serudukan kering, castable, bagian prefabrikasi, dll., yang perlu dipilih sesuai dengan struktur tungku dan kondisi konstruksi.
Konstruksi dan pemeliharaan lapisan tungku
Simpul (serudukan): Bahan serudukan kering harus diikat secara ketat sesuai dengan persyaratan proses untuk memastikan kepadatan dan keseragaman.
Sintering (tungku pemanggangan): Lapisan tungku baru harus menjalani proses pemanggangan dan sintering yang ketat sebelum digunakan untuk membentuk lapisan sintering yang padat guna meningkatkan kekuatan dan masa pakai..
Perawatan harian: Periksa secara teratur keausan lapisan tungku dan perbaiki tepat waktu untuk menghindarinya “penetrasi tungku” kecelakaan.
Pendeknya, desain struktur tungku tungku induksi adalah proses yang kompleks, yang memerlukan pertimbangan komprehensif terhadap berbagai faktor seperti persyaratan proses peleburan, biaya peralatan, operasi dan pemeliharaan, dan keamanan. Jenis tungku, pemilihan bahan dan penerapan bahan tahan api yang wajar adalah kunci untuk memastikan pengoperasian tungku induksi yang efisien dan aman.
