Proiectarea unui cuptor de inducție cu creuzet

- materialul de topit: fontă

- capacitatea cuptorului, m = 3000 + 10- 23 [kg] = 3230 [kg]

- temperatura de topire, θt = 1450 [0C] ;

- temperatura de golire, θg = 1550 [0C];

- timpul de topire, tt = 3 [h];

- rezistivitatea, ρ2= =1,25- 10-6 [Ωm] = 0.00000125 [Ωm]

- densitatea metalului, γ2 = 7200 [kg/m3] .

În figura 1 sunt prezentate elementele constructive ale cuptorului și dimensiunile creuzetului, unde:

h1 - lungimea inductorului;

h2 - înălțimea băii de matal topit;

h’2 - înălțimea creuzetului;

ac - grosimea peretelui creuzetului;

ai - grosimea peretelui izolator termic (a cilindrului de azbest);

a - grosimea peretelui spirei inductorului;

d2 - diametrul interior al creuzetului.

1. Calculul dimensiunilor creuzetului

Volumul băii de metal este:

, V=0.45 [m3 ] (1.1)

unde γ2 este densitatea metalului în stare topită, în kg/m3.

Se definește raportul

, c2=0.75 (1.2)

numit coeficient de zveltețe al băii, a cărui valoare se alege în limitele c = 0,5 - 1; limitele fiind impuse de obținerea unui randament electric și termic cât mai mari.

Din relațiile (1.1) și (1.2) se determină diametrul interior al creuzetului,

; d2=0.75[m] (1.3)

și înălțimea băii,

[m]. ; h2= 1.005[m] (1.4)

Pentru a ține seama de agitația băii de metal topit și de adăugarea bucăților solide de metal, înălțimea h’2 a creuzetului se alege cu circa 20% - 30% mai mare decât înălțimea h2 a băii,

. [m] ; h’2 = 1.26[m] (1.5)

Grosimea ac a peretelui creuzetului (a materialului refractar) se determină cu relația:

, ; ac=0.15[m] (1.6)

iar diametrul exterior d1 al creuzetului rezultă din relația:

. ; d1=1.21[m] (1.7)

Din relația,

se determină grosimea ai a izolației

. ; ai=0.075[m] (1.8)