Литейные желоба с электрическим нагревом (крышки)

Назначение

Предварительный прогрев желобов литейной линии и подогрев расплава в процессе литья. Нагревательный элемент находится в поворотной крышке над огнеупорным желобом.

Конструкция

Крышка имеет каркасную конструкцию. Поперечные ребра выполнены из жаропрочной стали и связаны продольными трубами. Такая конструкция исключает термические деформации и обеспечивает минимальный вес при достаточной прочности. Внутри каркаса размещена трехслойная теплоизоляция. В формованный слой теплоизоляции устанавливается керамический электрический нагреватель и прижимается съемными жаропрочными пластинами, что обеспечивает возможность быстрой замены нагревательного элемента. Жаропрочный каркас и теплоизоляция закрываются облечёнными корпусом, который может быть выполнен из нержавеющей стали или алюминия. На верхней части корпуса установлена перфорированная откидная распределительная коробка. Также на верхней части корпуса устанавливается съемная подпружиненная термопара для измерения температуры нагревателя и, при необходимости, сквозная термопара с жесткой фиксацией для замера температуры атмосферы желоба.
Питающие вводы нагревательного элемента и кабель термопары заведены в распределительную коробку. Также в распределительную коробку через сальник или разъемное соединение заводятся внешние силовые кабели и кабели КИП для монтажа на клеммной колодке. Параметры пары нагревательных элементов подобраны так, что, за счет изменения положения силовой перемычки, могут работать при различных конфигурация питания (200 – 410 В) и номинальной мощности (эквиваленты тепловой поток 45 – 135 кВт/м2).
Для монтажа крышки и подключения привода открывания используются быстросъемные кронштейны. На кронштейны может быть установлен пневматический или электрический привод для автоматического открывания или амортизатор для ручного открывания.

Принцип действия

Питание нагревательных элементов крышки осуществляется переменным током от однофазной или трехфазной сети напрямую или через регулятор мощности. При достижении температуры поверхности нагревательного элемента более 500°С, за счет теплообмена излучением, начинается прогрев рабочей поверхности (внутренней поверхности желобов или свободной поверхности расплава). Максимальная эффективность достигается при работе в режиме повышенной мощности с автоматическим поддержанием температуры на контрольной термопаре 1100 – 1150°С.

В фазе предварительного нагрева радиационный теплообмен с внутренней поверхностью желоба обеспечивает их плавный и однородный нагрев по всей длине.
В фазе литья радиационный теплообмен с зеркалом метала обеспечивает частичную или полную компенсацию падения температуры на всем времени литья.

Однородность и мягкость нагрева, просто монтажа и обслуживания, широкие возможности управления и конфигурирования линии и режимов литья, высокая энергетическая эффективность и скорость нагрева

Сочетание высокой энергетической эффективности электрического нагрева и конструктивных особенностей разработанной крышки снижает эксплуатационные издержки и обеспечивает стабильность литейных процессов. Крышка легко адаптируется под новые задачи и конфигурации литейной линии.

Рекомендации

При использовании режима малой мощности может применяться двухпозиционное (ШИМ) синхронное управление напряжением от одного источника питания с ограниченным числом термопар. При этом крышки должны находится в относительно равных тепловых условиях с синхронным открыванием. Контрольная термопара устанавливается в наиболее горячей зоне линии транспортных литейных желобов.
Для режима повышенной мощности рекомендуется использование твердотельного реле с фазоимпульсным управлением (ФИМ). При этом осуществляется температурный контроль каждого связанного участка длинной с шагом не более 2 метров.

Для расчета, оценки режимов работы литейной линии и выбора нагревателей может быть использован online-ресурс: http://ttsolver.com/index.php?page=mod-channels 

Оборудование прошло промышленные испытания и находится в эксплуатации с 2020 года

Промышленные испытания 2020 - 2026 г. БоАЗ

Компьютерное моделирование режимов нагрева

Тепловизионная съемка рабочей поверхности

Промышленные испытания 2020 - 2026 г. БоАЗ