Kako izračunati brzinu topljenja i produktivnost indukcijske peći za topljenje?

Treba istaći da podatke o kapacitetu topljenja električne peći daje općeniti indukcione peći za topljenje proizvođača u uzorku ili tehničkoj specifikaciji je stopa topljenja. Brzina topljenja električne peći je karakteristika same električne peći, povezana je sa snagom električne peći i vrstom izvora energije i nema nikakve veze sa operativnim sistemom proizvodnje. Produktivnost električne peći nije povezana samo sa brzinom topljenja same električne peći, već i sa operativnim sistemom topljenja. Obično postoji određeno pomoćno vrijeme u praznom hodu u ciklusu rada topljenja, kao što su: punjenje, obrađivanje, uzorkovanje i ispitivanje, čekanje rezultata ispitivanja (vezano za sredstva ispitivanja), čekanje na izlivanje, itd. ova pomoćna vremena bez opterećenja smanjuju ulaznu snagu napajanja, odnosno smanjuju kapacitet topljenja električne peći.

Radi jasnoće opisa, uvodimo koncepte faktora iskorištenja snage električne peći K1 i faktora iskorištenja radne snage K2.

Faktor iskorišćenja snage električne peći K1 odnosi se na odnos izlazne snage izvora napajanja i njegove nazivne snage tokom čitavog ciklusa topljenja, a vezan je za vrstu napajanja. Vrijednost K1 indukcione peći srednje frekvencije opremljene silikonskim kontroliranim (SCR) punim mostom paralelnog inverterskog napajanja obično je oko 0.8. Institut za mehaničku i električnu tehnologiju Xi’an dodao je invertersku kontrolu ovom tipu napajanja (obično ovaj tip napajanja ima samo kontrolu ispravljača), vrijednost može biti blizu 0.9 ili tako nešto. Vrijednost K1 indukcione peći srednje frekvencije opremljene (IGBT) ili (SCR) polumostnim serijskim inverterskim napajanjem za dijeljenje čvrstog napajanja teoretski može doseći 1.0.

Veličina koeficijenta iskorišćenja radne snage K2 povezana je sa faktorima kao što su projektovanje procesa i nivo upravljanja talionicom i konfiguraciona šema napajanja električne peći. Njegova vrijednost je jednaka omjeru stvarne izlazne snage izvora napajanja i nazivne izlazne snage tokom cijelog radnog ciklusa. Generalno, koeficijent iskorištenja snage K2 se bira između 0.7 i 0.85. Što je kraće vreme pomoćnog rada električne peći bez opterećenja (kao što je: punjenje, uzorkovanje, čekanje na ispitivanje, čekanje na izlivanje, itd.), veća je vrednost K2. Koristeći tabelu 4, shemu 4 (dvostruko napajanje sa dvije peći), vrijednost K2 teoretski može dostići 1.0, u stvari, može dostići više od 0.9 kada je pomoćno vrijeme rada električne peći bez opterećenja vrlo malo.

Stoga se produktivnost N električne peći može izračunati sljedećom formulom:

N = P·K1·K2 / p (t/h)…………………………………………………………(1)

gdje:

P — nazivna snaga električne peći (kW)

K1 — Faktor iskorištenja snage električne peći, obično u rasponu od 0.8 ~ 0.95

K2 — Faktor iskorištenja radne snage, 0.7 ~ 0.85

p — potrošnja jedinice za topljenje električne peći (kWh/t)

Uzmimo za primjer indukcijsku peć za topljenje srednje frekvencije od 10t opremljenu sa 2500 kW kontrolisanim silikonom (SCR) punim mostom sa paralelnim inverterskim napajanjem proizvedenog od Instituta za mašinstvo i elektrotehniku. Jedinična potrošnja topljenja p navedena u tehničkim specifikacijama je 520 kWh/t, a faktor iskorištenja snage električne peći Vrijednost K1 može dostići 0.9, a vrijednost faktora iskorištenja radne snage K2 je 0.85. Produktivnost električne peći može se dobiti kao:

N = P·K1·K2 / p = 2500·0.9·0.85 / 520 = 3.68 (t/h)

Treba istaći da neki korisnici brkaju značenje brzine topljenja i produktivnosti i smatraju ih istim značenjem. Nisu uzeli u obzir koeficijent iskorištenja snage električne peći K1 i koeficijent iskorištenja radne snage K2. Rezultat ovog proračuna bi bio N = 2500/520 = 4.8 (t/h). Ovako odabrana električna peć ne može postići projektovanu produktivnost.