Sortiment


Indukční míchání a čerpání taveniny
Stinchcombe Furnaces a GORS
Již mnoho let firma Stinchcombe Furnaces spolupracuje s lotyšskou firmou GORS, která je výhradním dodavatelem induktorů pro pece Stinchcombe. Konstruktéři obou firem dlouhodobě spolupracují na vývoji indukčního míchání taveniny a jeho aplikaci v komorových pecích. Mezi poslední a několika instalacemi prověřené systémy patří TSIT – Twin Stream Induction Technology a MTIT – Metal Transfer Induction Technology. Stinchcombe Furnaces a GORS

Co je to induktor a na co se používá

Práci induktoru lze jednoduše srovnat s prací elektrického lineárního motoru. Jeho práce je založena na pohyblivém magnetickém poli a vzájemném elektromagnetickém působení médií. Výsledné elektromagnetické síly způsobují pohyb tekutého kovu před induktorem. Proud tekutého kovu se pohybuje směrem dolů podél pracovní plochy induktoru a tím dále vzniká proudění taveniny v celé nístěji pece.

Obecně je induktor používán za účelem intenzifikace tavicího procesu a zkrácení legovacích časů na komorových pecích s plynovým ohřevem. Pracovním médiem je nejčastěji tekutý hliník a jeho slitiny, dále zinek a další barevné kovy.

Pokud je induktor instalován na plynových tavicích pecích, které taví vsázku v podobě buď ingotů hliníku nebo hliníkového šrotu a vratů, indukční míchání podstatně zvýší produktivitu zařízení, zkrátí tavicí cyklus, sníží spotřebu plynu a také minimalizuje tvorbu stěru během procesu tavení.

Krom těchto výhod tato technologie také umožňuje velmi efektivně zanořovat lehký hliníkový šrot a legury pod hladinu tekutého kovu, čímž je dosaženo efektivního a vysokého tavicího výkonu spolu s nízkými ztrátami tohoto typu šrotu a legur propalem.

Induktory GORS+ jsou také navrženy pro proces čerpání tekutého kovu ze statických pecních agregátů. Tam, kde je kladen požadavek na přesné dávkování odlévaného kovu, je induktor dodáván s laserovým snímáním výšky hladiny kovu ve žlabovém systému. Tento systém regulace řídí výkon čerpacího induktoru a tím odlévané množství tekutého kovu do licí soustavy.

Jednotné chemické složení taveniny

Indukční míchání taveniny v pecích Stinchcombe je známkou jednotného chemického složení v celém objemu lázně pece. Výrazně pomáhá rozpouštět legovací prvky, snižuje nutnost otevírání dveří agregátu, které je nutné pro provedení mechanického míchání taveniny ohrablem a tím vším snižuje únik tepla z komory pece a výrazně zkracuje čas celého procesu legování. Tato skutečnost je zvláště důležitá pro vysoce legované slitiny obsahující hořčík, titan a křemík. Homogenita lázně spolu s jednotnou teplotou taveniny navyšují celkový výnos z tavené hliníkové vsázky na pecích Stinchcombe s indukčním mícháním.

Jednotné teplotní rozložení taveniny

Graf č. 1 znázorňuje stavy ve 40 t plynové peci na tavení hliníkového šrotu. Fáze tavení zde byla provedena bez použití indukčního míchání taveniny. Maximální výška hladiny tekutého kovu je 900 mm, typická teplota povrchu lázně dosahovala až 900 °C a naopak teplota na dně pece byla pouhých 660 °C. Po dokončení tavicího procesu a využití zařízení indukčního míchání taveniny, klesla tato teplotní diference na méně než 12 °C během 15 – 20 minut a průměrná hodnota teploty kovu dosáhla 730 °C.

Graf č. 1

Graf č. 2 popisuje stavy v pecním agregátu při použití indukčního míchání taveniny během procesu tavení. Výsledkem je jednotná teplota lázně v celém jejím objemu a není  tedy nutné přehřívat horní vrstvy kovu, aby bylo dosaženo požadované licí teploty lázně u dna. Tento fakt umožňuje provozovat pec na nižších teplotách, což se projevuje v nižší spotřebě paliva hořáků.

Graf č. 2

Jednou z velkých výhod tohoto systému v porovnání s ostatními indukčními systémy pro míchání taveniny je schopnost začít samotný proces míchání před roztavením pevné vsázky.

Indukční míchání taveniny a výsledná teplotní a chemická homogenita lázně, umožňují konstruktérům pecních agregátů navyšovat kapacitu pecí zvyšováním maximální výšky hladiny tekutého kovu.

Přesné řízení teploty

Jednotné teplotní rozložení taveniny v pecní komoře umožňuje přesně dosáhnout požadovanou teplotu lázně v celém jejím objemu. Při používání lázňového termočlánku není nutné měřit teplotu taveniny hluboko v nístěji.

Zvýšená tepelná účinnost a tavicí výkon

Výsledkem indukčního míchání je nižší teplota na hladině tekutého kovu, což má za následek zvýšení přenosu tepla do taveniny. Dalším vlivem, který navyšuje tavicí výkon agregátu je přenos tepla konvekcí mezi ponořenou pevnou vsázkou a proudící taveninou. Tyto dva vlivy společně navyšují tavicí výkon a tepelnou účinnost pecního zařízení. Typické zkrácení tavicího času se pohybuje od 5 % - 15 %. Příkladem toho, je garanční zkouška zařízení v Al Invest Břidličná a.s., kdy po instalaci indukčního míchání taveniny se zkrátil tavicí čas pece o 11 % oproti tavbě bez induktoru.

Spolu se zkráceným časem tavení je dosaženo úspory plynu úměrné zkrácenému tavicímu času.

Zanořování lehkého šrotu

Jednou z velkých výhod instalace tohoto typu induktoru je zanořování lehkého šrotu pod hladinu tekutého kovu. Tento efekt má za následek zkrácení času, kdy je lehká tenkostěnná pevná vsázka hliníkového šrotu, jako jsou špony a piliny, v kontaktu s oxidační atmosférou spolu s vysokou teplotou v komoře pece. Pokud je v technologickém procesu spojena pec Stinchcombe s indukčním mícháním taveniny se zařízením na čištění povrchu šrotu od barev a laků, je tak dosaženo výrazného snížení ztrát kovu propalem při procesu tavení vsázky.

Zkrácení času pro legování

Indukční míchání výrazně urychluje proces tavení nebo rozpouštění legovacích prvků v tavenině. Při vsázení křemíku a jiných druhů legur přes induktorovou komoru, elektromagnetické síly induktoru a velký proud roztaveného kovu strhávají legury různých velikostí pod hladinu kovu a následně jsou intenzivně zamíchávány do celého objemu taveniny.

Při legování křemíkem, může dosáhnout zkrácení času pro legování až 60 % času původního a navíc odpadají práce jako je několikanásobné otevírání a zavírání dveří a mechanické zamíchávání legur do taveniny.

Vsázka solí

Do induktorové komory je také možno vsázet určité typy solí, které tak jsou velmi intenzivně vmíchány to taveniny hliníku a rozmíchávány v celém objemu lázně.

Induktorová komora může být také vybavena odplyňovací tryskou, která je napojena na dávkovací zařízení plynu.

Tvorba stěru

S rostoucí teplotou tekutého kovu nad 770 °C, dochází ke značnému navýšení tvorby stěru na hladině lázně. Při použití indukčního míchání taveniny výsledná nízká teplota hladiny tekutého kovu zabraňuje rapidní tvorbě stěru a tím dochází k většímu přestupu tepla do taveniny a navýšení celkové výtěžnosti kovu.

Při použití indukčního míchání taveniny dochází ke snížení tvorby stěru o 15 % - 40 % při pevném složení vsázky 80 % - 100 %.

Stahování stěru

Proudění tekutého kovu v peci způsobuje hromadění stěru v určitých místech komory a tento fakt usnadňuje obsluze agregátu práci při stahování stěru.

Řízení procesu míchání taveniny

Aby bylo dosaženo optimálního efektu proudění taveniny spolu s minimálními turbulencemi na hladině kovu, lze intenzitu míchání snadno řídit. Induktor může pracovat na maximální nebo minimální výkon po libovolnou dobu. Dle požadavku na technologický proces, obsluha zařízení řídí výkon induktoru spojitě, nebo dle předem nastavených časových intervalů, kdy induktor pracuje v režimu zap/vyp. 

Kapacity pecních agregátů

GORS+ induktory lze instalovat na téměř jakýchkoliv plynových komorových pecích všech standardních rozměrů a tvarů. Kapacity agregátů začínají na 3 t hliníku. Pro pece o kapacitách blížících se 100 t hliníku, lze instalovat i více jednotek.