ЭЛЕКТРОМЕТАЛЛУРГИЯты тока скорость превращения электромагнитной энергии в тепло возрастает.
Вот почему для практического осуществления электроплавки металлов в этих печах приходилось пропускать через катушку тигля ток частотой до 20.000.000 периодов в секунду. Так как небольшие лабораторные печй этого типа, изготовленные Нортропом (Northrup), работали на токе 10.000—20.000 периодов в сек., то они и получили название печей высокой частоты.
Однако силовое электромагнитное поле при проникновении в глубь металла ослабляется, и тем сильнее, чем выше частота тока. Так. обр. тепловое действие, связанное с проникновением . электромагнитного силового поля в глубь металла тигля, неодинаково по сечению металла в тигле: наружные слои металла, прилегающие к стенкам тигля, прогреваются сильнее, чем металл, находящийся в центральной части тигля. Чем больше будет емкость печи высокой частоты, т. е. чем больше будет диаметр тигля, тем важнее будет для нас расширить зону проникновения электромагнитного силового поля в глубь металла.
Штейнмец (Steinmetz) нашел, что глубина проникновения электромагнитного поля обратно пропорциональна корню квадратному из частоты тока, т. е.
где С — есть константа, связанная с природой расплавляемого металла, а — частота тока.
Отсюда ясно, что с увеличением емкости печи и увеличением глубины проникновения электромагнитного силового поля в металле необходимо понижать частоту тока. История развития высокочастотных печей наглядно это подтверждает. В первых патентах на печи высокой частоты предполагалось использовать токи до 100 тыс. пер. в сек. При практическом осуществлении лабораторных печей в 1920—25 применяли токи частотой около 15—20 тыс, пер. в сек. В печах пром, типа емкостью 500—4 тыс. кг, изготовляемых в наст, время, пользуются током частотой всего лишь от 500 до 2 тыс. пер. в сек. При дальнейшем увеличении размеров печи высокой частоты придемся еще больше понизить частоту применяемого тока, и следует ожидать, что эти печи в недалеком времени будут приключаться к обычному переменному току с нормальным числом периодов (для Европы и СССР — 50 пер. в сек., для Америки — 60 пер. в сек.). Зависимость глубины проникновения электромагнитного силового *поля от частоты тока для жидкой стали, согласно формуле Штейнмеца, иллюстрируют след, цифры: Частота тока 500 Глубина в ММ 29
400’ 32
300 36
200 45
150 52
100 63шения кпд этой печи коэффициент мощности cos у надо улучшить, уменьшив сдвиг фаз (угол (р), для чего необходимо включить в цепь первичного тока конденсаторы. Надлежащим подбором конденсаторов, включенных в цепь тока повышенной частоты, можно выправить сдвиг фаз, вызванный сильной самоиндукцией в катушке, и тем повысить cos <р до 0, 8—0, 9 и даже выще. Для получения тока высокой частоты в 10—20 тыс. периодов приходилось пользоваться сравнительно капризными искровыми приборами малой мощности. С переходом от высокой частоты на повышенную частоту (500—2 тыс. периодов) явилась возможность для получения тока пользоваться моторгенераторами, надежными в эксплоатации и достаточно мощными. Так, в 1929 на одном из франц. заводов установлена-высокочастотная печь для плавки стали емкостью 1.000 кг с генератором 600—650 kW, а в январе 1931 такая же электропечь должна была быть пущена на заводе Бёлера в Капфенб ер гё.
Наибольшей печью высокой частоты в 1932 являлась 4 — тонная печь на одном из заводов в Чикаго. В 1932 на одном из шведских заводов пущена в ход тоже 4тонная печь выРис. 6. сокой частоты с генератором мощностью в 1.250 kW. Внешний вид этой печи показан на рис. 6. Схема включения печи высокой частоты следующая (рис. 7, А и В):
50 91
Техника развития “ высокочастотных печей идет в сторону понижения частоты, и в наст, время название этих печей «высокочастотными» устарело и не отражает уже характерного их признака. Поэтому теперь для обозначения печей этого типа вводят другой термин «бессердечниковые индукционные печи». Так как печь высокой частоты представляет почти исключительно индуктивное сопротивление (катушка), омическое же сопротивление по сравнению с индуктивным очень незначительно, то сдвиг фаз в случае такой печи должен получиться чрезвычайно большой: cos должен составить приблизительно ок. 0, 1. Для-улуч Электротехническое оборудование электрически хпечей. Электрические печи для плавки стали обслуживаются переменным током и из-за чисто электротехнических преимуществ — почти исключительно трехфазным током. Рабочее напряжение печей колеблется от 80 до 200 V. Выбор рабочего напряжения печи зависит от 2 обстоятельств — емкости печи и характера работы (расплавление твердой шихты, рафинировка жидкой стали и т. п.). В печах меньшей емкости
