Электрическое взаимодействие между индуктором и металлической садкой
Тепло, как было описано, генерируется непосредственно на поверхности металлической садки, поэтому в теплотехническом отношении индукционная тигельная печь является весьма совершенным плавильным агрегатом с высокой скоростью плавления. При этом чем больше поверхность садки и глубина проникновения магнитного потока, тем больше накапливается тепла и быстрее расплавляется металлическая садка.
В индукционных тигельных печах имеются два концентрических проводника: внешний — индуктор и внутренний — расплав металла. Поскольку индуктор и металл в тигле представляют собой концентрически расположенные проводники, по которым текут противоположные токи, то вследствие взаимодействия этих токов возникают электродинамические силы, которые вызывают циркуляционное движение жидкого металла и искривление верхней его поверхности, приобретающей форму выпуклого мениска.
Таким образом, другой важной особенностью является интенсивное движение расплавленного металла, вызываемое электродинамическими силами.
Под воздействием этих сил металл вытесняется по вертикальной оси ванны вверх и вниз, благодаря чему и создается непрерывная циркуляция металла.
Такая циркуляция обеспечивает выравнивание химического состава и температуры расплавленного металла. Явление индукционного перемешивания жидкого металла наглядно.
Индукционное перемешивание, обеспечивая однородность структуры выплавляемого металла, вместе с тем оказывает сильное коррозионное и эрозионное воздействие на огнеупорные стенки тигля, подвергая их сильному износу. Увеличенный износ стенок тигля объясняется тем, что шлак, располагающийся на поверхности расплавленного металла, стекает к стенкам тигля, открывая центральную часть поверхности металла.
Поэтому в индукционных тигельных печах количество шлака увеличивают из такого расчета, чтобы он покрывал все зеркало ванны, что, однако, повышает расход тепла в печи и вызывает ускоренный износ стенок футеровки, поскольку шлак взаимодействует на большой поверхности.
