Home | BAC/Teze | Biblioteca | Jobs | Referate | Horoscop | Muzica | Dex | Games | Barbie

 

Search!

     

 

Index | Forum | E-mail

   

 NOTA pentru REFERATE si ESEURI: Articolele prezentate in aceasta sectiune de referate au scop strict didactic. Ele sunt elaborate de profesori, elevi sau studenti care s-au documentat atent pentru elaborarea lor. Prezenta sectiunii de REFERATE in cadrul site-ului are un rol enciclopedic. Pagina de referate interzice strict predarea acestor materiale pentru orele de curs in gimnaziu, liceu sau facultate!

 

 
 
 
 
 + Click:  Grupuri | Newsletter | Portal | Ziare,Radio/TV | Forum discutii | Premii de excelenta | Europa

 

 

 

 

  < Inapoi la Cuprins Referate

Referat trimis de: Sorina Matache | ADAUGA UN REFERAT! - APASA AICI!

 

Cuptor cu creuzet pentru topire Al


Sa calculeze un cuptor electric de inductie cu creuzet pentru topirea aluminiului.
Datele de calcul sunt:
- Capacitatea cuptorului m=1000 Kg
- Rezistivitatea aluminiului la 658 oC ρAl=8∙10-8 Ω∙m
- Rezistivitatea aluminiului la 700 oC ρAl=9 10-8 Ωm
- Rezistivitatea aluminiului la 20 oC ρAl=(2,8...4)10-8Ωm
- Temperatura de topire Θt=658 oC
- Temperatura de golire Θg=700 oC
- Timpul de topire t = 1,5 ore
- Densitatea la 658 oC ρ’Alt=2400kg/m3


1. GENERALITATI


Īncalzirea prin inductie se bazeaza pe patrunderea energiei electromagnetice īntr-un conductor masiv, situat īn cāmpul magnetic variabil īn timp al unei bobine (inductor). Īncalzirea conductorului se produce prin efectul Joule - Lenz al curentilor turbionali indusi.

Avantajele īncalzirii prin inductie īn comparatie cu alte metode de īncalzire sunt urmatoarele:
- caldura se dezvolta īn metalul ce urmeaza a fi īncalzit, rezultīnd o viteza de īncalzire mai ridicata īn comparatie cu cea obtinuta īn cuptoarele cu īncalzire indirecta (cuptoare cu arc electric, daca arcul se stabileste īntre doi electrozi sau cuptoare cu īncalzire indirecta cu rezistoare)
- constructia instalatiilor de īncalzire mai simpla, permitind utilizarea vidului sau amosferelor de protectie permitind automatizarea functionarii īn conditiile productiei īn flux
- conditiile de lucru sunt īmbunatatite

Īncalzirea prin inductie a materialelor conductoare din punct de vedere electric este utilizata pentru:
- topirea metalelor - otel, fonta, cupru, aluminiu, zinc, magneziu si aliajelor lor
- īncalzirea īn volum (profunzime) a semifabricatelor (otel, cupru, aluminiu) ce urmeaza a fi prelucrate la cald prin forjare, matritare, presare, laminare etc.
- calirea superficiala a pieselor
- sudarea si lipirea metalelor

Cuptoarele de inductie cu creuzet sunt utilizate pentru elaborarea otelurilor cu calitate superioara, a fontei, a metalelor si aliajelor neferoase, cum ar fi aluminiu, cupru, nichel etc.

Din punct de vedere al frecventei tensiunii de alimentare, cuptoarele cu creuzet pot fi:
- de frecventa industriala (50 Hz)
- de frecventa medie (100 ... 10.000 Hz)
- de īnalta frecventa (50 ... 400 kHz)

Ele pot functiona īn vid - conditie ceruta īn ultimul timp la prelucrarea metalelor si aliajelor necesare constructiilor aerospatiale, ale centrelor nucleare.


1.1 AVANTAJE


- se obtin temperaturi foarte ridicate īn toata masa metalului, ca urmare a unei concentrari mari de putere direct īn acesta (200 - 300 kW/t, pentru fonta la 50 Hz; 1500 kW/t pentru fier la 1000 Hz)
- ca urmare a amestecului (agitatiei) intens a baii metalice topite sub actiunea fortelor electrodinamice, se produce uniformizarea temperaturilor, se elimina supraīncalzirile locale si se reduc īn consecinta pierderile de metal (0,5 ... 0,8 %)
- se obtin metale sau aliaje foarte pure, sarja fiind ferita de actiunea chimica a electrozilor cuptoarelor cu arc, sau combustibilul de la cuptoarele cu flacara, topirea este posibila īn vid sau atmosfere controlate
- zgomotul de functionare are valori mici, sub (70 - 80 dB)
- poluarea mediului ambiant este foarte redusa, cantitatea prafului fiind de ordinul 0,5 kg/t fata de cuptoarele cu arc, unde avem 5 - 8 kg/t
- reglajul automat al puterii este usor de realizat
- īn comparatie cu cuptoarele de inductie cu canal cele cu creuzet au constructie mai simpla, solicitari termice si mecanice mai reduse, cuptorul cu creuzet poate fi golit complet dupa fiecare sarja

1.2 DEZAVANTAJE


- antrenarea zgurei īn sarja
- solicitarea mecanica puternica a captuselii creuzetului, datorita agitatiei intense a baii topite
- Costul ridicat datorat surselor de alimentare (īn general sunt generatoare, daca nu se lucreaza cu frecventa industriala) si a bateriilor de condensatoare necesare

Capacitatea actuala a cuptoarelor de frecventa industriala are valori īntre 0,8 - 50 t, puterea ajunge la 20 - 25 MW, consumul specific de energie electrica fiind 520 - 700 kWh/t.


1.3 Constructia si functionarea cuptoarelor cu creuzet


Elementele constructive principale ale cuptoarelor cu creuzet sunt:
- creuzetul
- inductorul
- ecranul magnetic
- reteaua scurta - compusa din cabluri flexibile si barele sursei de alimentare
- mecanismul de rasturnare

Creuzetul are captuseala acida (cuartita - 98 % SiO2), bazica (magnezita) sau neutra (samota, grafit sau otel refractar). Forma creuzetului este cilindrica, īn partea inferioara (1/3 īnaltime) are o forma tronconica, deoarece īn aceasta zona eroziunea provocata de agitatia baii este cea mai puternica. Baza creuzetului se sprijina pe un suport de caramizi refractare si termoizolante.


Īntre creuzet si inductor se prevede un cilindru din material termoizolant cu grosimea de 3 ... 20 cm. Creuzetul se confectioneaza prin stamparea (batatorirea) compozitiei refractare uscate (praf refractar amestecat cu acid boric) introduse īntre suport, cilindrul de material termoizolant si un sablon cilindric de otel (4 - 8 mm grosime) - sinterizarea compozitiei refractare se realizeaza prin īncalzirea lenta cu gaz sau inductie.
Starea captuselii creuzetului trebuie controlata permanent (dupa fiecare sarja) īn scopul prevenirii fisurarii acestuia, si patrunderii metalului topit īn inductor, ceea ce ar provoca o explozie. Uzura captuselii este sesizabila prin cresterea factorului de putere al cuptorului (cu circa 10 - 30 % fata de valoarea corespunzatoare fazei topite a sarjei), ceea ce se observa printr-un numar scazut de trepte a bateriei de condensatoare necesare compensarii factorului de putere la cosφ = 0,92.
Creuzetul este acoperit cu un capac īn special la cuptoarele cu frecventa industriala, la care agitatia baii este mai intensa, dar si īn scopul reducerii pierderilor termice. Cuptoarele cu medie frecventa nu au capac, simplificāndu-se īn acest mod constructia si exploatarea lor.
Inductorul are forma unei bobine cilindrice īntr-un singur strat, de preferinta din tevi de cupru, prin care circula apa de racire sub presiune. Spirele inductorului pot fi neizolate (fixate cu distantoare) īn aer sau turnate īn azbociment, izolate cu micanita. tinīnd cont de fortele electrodinamice spirele inductorului sunt presate īntre doua placi frontale din material izolant, stānse cu tiranti.

 

1- inductor
2- metal topit Al
3- creuzet refractar
4- cilindru azbest
5- ecrane feromagnetice

Ecranul magnetic format din pachete de tole de transformator dispuse radial īn jurul inductorului, este consolidat īmpreuna cu creuzetul si inductorul cu ajutorul unui cadru confectionat din OLC obisnuit. Ecranul magnetic este necesar pentru a īnpiedica īncalzirea elementelor constructive metalice ale cuptorului, aflate īn cāmpul magnetic al inductorului.

Cablurile flexibile care formeaza reteaua scurta sunt racite cu apa, cu diametrul exterior de 65, 83, 195 mm.
Mecanismul de rasturnare a cuptorului īn vederea golirii este ori electromecanic, ori hidraulic ca si sistemul de rotire al capacului creuzetului.

Īn functie de necesitatile tehnologice, cuptoarele cu creuzet pot fi utilizate īn urmatoarele regimuri de functionare:

1. regim intermitent - la care cuptorul se goleste complet dupa fiecare sarja, iar pornirea se face la īncarcatura solida
2. regim continuu - la care īn permanenta se afla īn cuptor o cantitate de metal topit
3. regimul duplex - cu un alt cuptor electric

Observatie - la functionarea continua a cuptorului, din cuptor se goleste numai materialul necesar la turnarea imediata, īn locul lui fiind introduse bucati solide de metal. Deoarece functionarea cu creuzetul partial umplut cu metal topit acuza o scadere a puterii active fata de valoarea ei nominala, se recomanda ca golirea sa nu depaseasca 2/3 din capacitatea nominala.

1.4 Schema principala a unui cuptor cu creuzet, cu dimensiunile principale:

unde,
a, b - se refera la inductor
ac - se refera la grosimea medie a materialului refractar
ai - se refera la grosimea izolatiei
h1 - este īnaltimea cuptorului cu creuzet
h2 - este īnaltimea īncarcaturii, care este mai mic cu aproximativ 30 % din motive de securitate

1.5. ALUMINIUL.


Se obtine prin electroliza bauxitei topite, la temperaturi cuprinse intre 950 si 970 0C. Din 4 t de bauxita se obtine 1t aluminiu metalurgic, cu un continut de Al cuprins intre 99,5 si 99,9 %, in conditiile unui consum de curent de 18.000 kWh. Aluminiul are o structura cubica cu fete centrate si este deosebit de prelucrabilla cald si la rece. Poseda rapoarte avantajoase rezistenta- densitate , si o rezistenta buna la coroziune determinata de factorii atmosfericisi de solutiile acide.elementele importante de aliere sunt Cu, Mg, Zn. Prin tratamente termice corespunzatoare se poate obtine o durificare prin precipitare. Domeniile de utilizare sunt: arhitectura, constructiile, ind chimica si electrotehnica.


2. DIMENSIONAREA CUPTORULUI

2.1 DIMENSIONAREA CREUZETULUI:


Dupa alegerea materialului refractar al creuzetului se stabilesc dimensiunile d2 (diametrul mediu) si h2 (īnaltimea maxima a īncarcaturii - de siguranta)

Materialul refractar: Grafit



2.2 RANDAMENTUL TERMIC AL CUPTORULUI

2.3 ALEGEREA FRECVENtEI DE LUCRU:

La a cuptoare īn general este un moment de cheie alegerea frecventei de lucru, alegerea se face tinānd cont simultan de:
• Randamentul electric al cuptorului
• Agitatia dorita a baii de metal topit

Avānd īn vedere cele scrise mai sus, adīncimea de patrundere se poate scie sub forma prezentata mai jos:

Parametrii inductorului:

Parametrii inductorului se pot determina īnlocuind cele N spire ale inductorului, deocamdata necunoscute printr-o singura spira, ca si cum spirele inductorului ar fi legate īn paralel, īn loc de serie.


Rezistenta si reactanta interioara a inductorului cu o singura spira se calculeaza cu relatia de mai jos, considerānd factorul de umplere g = 0,8:

2.7 FACTORUL DE PUTERE AL CUPTORULUI

Ca la orice instalatie electrica, consumator este un parametru foarte important, nu numai din punctul de vedere al cheltuielilor de exploatere, ci si din punctul de vedere al calitatii energiei electrice, a pierderilor de tensiune si de putere care apar la transportul energiei reactive īn retea. Factorul de putere trebuie corectat la o valoare neutra, care este dat de normativele īn vigoare. Compensarea sau mai precis corectia acestui indicator la valoarea neutra se face cu condensatoare electrice.

Mai īntāi trebuie sa calculam valoarea acestui factor, care se poate determina cu ajutorul formulei:

2.20 RETEAUA SCURTA

Reteaua scurta realizeaza legatura īntre sursa de alimentare si cuptorul de inductie. Conductoarele electrice se dimensioneaza astfel īncāt se satisfaca simultan urmatoarele conditii:
- rezistenta mecanica
- stabilitate termica
- pierdere de tensiune admisibila
- stabilitate termica si dinamica la scurtcircuit
Conductoarele trebuie sa aiba rezistenta mecanica suficienta astfel īncāt sa nu se deterioreaza din cauza eforturilor la care sunt supuse īn timpul montarii si exploatarii. Sectiuniile minime necesare sunt date īn normativul I7 īn vigoare.
Dimensionarea intalatiilor electrice de joasa tensiune se face pe baza stabilitatii termice - a īncalzirii maxim admisibile produsa de trecerea curentului electric, veriicāndu-se apoi la pierderea de tensiune īn retea, si stabilitatea termica si dinamica la scurtcircuit.

Se poate vedea ca Pca >Pe adica se poate prelua toata caldura prin convectie, ceea ce trebuie evacuata.

5. CONSUMUL SPECIFIC DE ENERGIE ELECTRICA

5.1 CONSUMUL SPECIFIC DE ENERGIE ELECTRICA A CUPTORULUI


Consumul specific de energie electrica Qs al instalatiei reprezinta un indicator energetic de a carui valoare depinde economicitatea instalatiei electrotermice. Acest indicator este expimat prin consumul total de energie electrica raportat la unitatea de masura a productiei instalatiei (bucati, kilogram, tone etc.), conform relatiei:


Observatie - Consumul specific de energie electrica este influentat īn mare masura de pierderile de caldura, valori scazute obtināndu-se prin realizarea unei izolatii termic corespunzatoare.

6. SIMETRIZAREA CUPTORULUI

6.1 MONTAJUL STEINMETZ PENTRU SIMETRIZARE

Īn figura de mai jos este data schema de alimentare a unui cuptor cu creuzet frecventa tensiunii de alimentare de 50 Hz. Pentru a transfoma sarcina monofazata reprezentata de cuptor īn sarcina trifazata simetrica se utilizeaza o instalatie de simetrizare compusa dintr-o bobina Ls si un condensator Cs ambele reglabile.



Unde:

C - baterie pentru compensarea puterii reactive
Cs - baterie pentru simetrizare
Ld - drossel - bobina cu miez feromagnetic

Tensiunea Ul = 380 V
Puterea P = 361,55 W
Curentul I = 3267,56 A


Se poate desena diagrama fazoriala:



BIBLIOGRAFIE UTILIZATA


1. Dan Comsa, Lucia Pantelimon ELECTROTERMIE, Editura Didactica si Pedagogica, Bucuresti 1979
2. Dan Comsa UTILIZARI ALE ENERGIEI ELECTRICE, Editura Didactica si Pedagogica, Bucuresti 1973
3. Dan Comsa s.a. PROIECTAREA INSTALATIILOR ELECTRICE INDUSTRIALE, Editura Didactica si Pedagogica, Bucuresti 1979
4. HUTTE Manualul inginerului 2000.

 



NOTA IMPORTANTA:
ARTICOLELE PUBLICATE IN PAGINA DE REFERATE AU SCOP DIDACTIC SI SUNT ELABORATE IN URMA UNEI DOCUMENTARI SUSTINUTE. ESTE STRICT INTERZISA PRELUAREA ARTICOLELOR DE PE SITE SI PREZENTAREA LOR LA ORELE DE CURS. Referatele din aceasta sectiune sunt trimise de diferiti colaboratori ai proiectului nostru. Referatele va sunt prezentate pentru COMPLETAREA STUDIULUI INDIVIDUAL, si va incurajam si sustinem sa faceti si voi altele noi bazate pe cercetari proprii.

   Daca referatele nu sunt de ajuns, va recomandam pagina de download gratuit, unde veti gasi prezentari PowerPoint, programe executabile, programe pentru bacalaureat, teze nationale, etc. 

 

Home | BAC/Teze | Biblioteca | Referate | Games | Horoscop | Muzica | Versuri | Limbi straine | DEX

Modele CV | Wallpaper | Download gratuit | JOB & CARIERA | Harti | Bancuri si perle | Jocuri Barbie

Iluzii optice | Romana | Geografie | Chimie | Biologie | Engleza | Psihologie | Economie | Istorie | Chat

 

Joburi Studenti JOB-Studenti.ro

Oportunitati si locuri de munca pentru studenti si tineri profesionisti - afla cele mai noi oferte de job!

Online StudentOnlineStudent.ro

Viata in campus: stiri, burse, cazari, cluburi, baluri ale bobocilor - afla totul despre viata in studentie!

Cariere si modele CVStudentCV.ro

Dezvoltare personala pentru tineri - investeste in tine si invata ponturi pentru succesul tau in cariera!

 

 > Contribuie la proiect - Trimite un articol scris de tine

Gazduit de eXtrem computers | Project Manager: Bogdan Gavrila (C)  

 

Toate Drepturile Rezervate - ScoalaOnline Romania