Медные профильные трубы1
Медные профильные трубы – это профильные трубы, которые используются для прокатки и обработки при изготовлении активных и иногда даже охлаждающих частей катушки. Следовательно, важность его свойств неоспорима. Что касается медных профильных труб, следует учитывать несколько моментов:
Материал профильных труб
Медь, применяемая в трубах активной части катушки должна иметь максимальную частоту (не менее 99,90%) и электропроводность (эквивалентную не менее 58 мегасименс на метр) и содержать наименьшее количество примесных элементов, таких как фосфор, кислород и железо. Наличие высокого процента каждого из этих элементов резко снизит электропроводность и может привести к перегреву катушки и взрыву. Помимо химического состава меди, используемой в активной части катушки, после гибки и формовки эти трубы должны быть отожжены термическими операциями в специальном вакуумном режиме. В противном случае в процессе производства катушки при прокатке или при механических напряжениях, вызванных в процессе работы катушки, на их поверхности могут появиться крошечные трещины, которые постепенно могут расширяться и приводит к большим утечкам, а иногда и к коррозии. Поэтому компания «Аразтранс» применяет рафинированную медь марки ETP2-ASTM C11000 для активных частей катушки и иногда по специальным заказам OFC3-ASTM C10100.
Геометрия профильных труб
Среди показателей качества профильных труб, используемых для изготовления катушек, наибольшее влияние на работу и срок службы активной части оказывает форма и поперечное сечение профильных труб. Помимо того, что площадь поперечного сечения проводников активной части соответствует величине электрического тока, чаще всего меньше внимания уделяется форма профильных труб. Геометрическая форма профильных труб должна быть такой, чтобы обеспечивалось достаточно места для прохождения через катушку электрического тока, учитывая глубину проникновения тока4 внутрь проводника в результате эффекта близости5 (полностью связанный с частотой), а также качество охлаждения и протекание воды через проводники. Профильные трубы с внутренним прямоугольным каналом (угол 90 градусов) столкнутся с засорением и отложением и, следовательно, с большей эрозией на углах, особенно при низком качестве воды. Поэтому, чтобы избежать этой проблемы, лучше использовать профильные трубы, которые имеют секции передачи воды с изогнутыми углами.
О глубине проникновения тока внутрь проводника в результате эффекта близости можно сказать, что магнитное поле, вызванное прохождением тока по проводникам катушки, будет индуцировать вихревые токи6 по бокам плавильной части печи, полностью противоположные току катушки. В соответствии с эффектом близости между катушкой и плавильной частью ток в обеих частях будет конвергентно проходить к соседним поверхностям.
В результате, обычно плотность электрического тока7 на внутренней поверхности проводника катушки (обращенной к расплаву) будет выше, чем на других поверхностях профильных труб. Тогда большая толщина на этой поверхности приведет к большей эффективности катушки. Согласно рекомендациям научных источников, лучше, чтобы сторона, примыкающей к внутренней части печи, в медном проводнике имела толщину, по крайней мере, в два раза превышающую глубину проникновения, вызванную эффектом близости.
Глубину проникновения тока внутрь проводника в результате эффекта близости и минимальное требуемое значение толщины стороны, обращенной к расплаву, медной профильной трубы можно увидеть в формулах и таблице ниже.
Результаты формул показывают, что влияние эффекта близости на проводник обратно пропорционально частоте проходящего по нему электрического тока. Чем ниже частота электрического тока катушки, тем большая толщина требуется для стороны, обращенной к расплаву, в медной профильной трубе.
По этой причине некоторые европейские производители используют D-образные профили в катушке печей сетевой частоты.
| Поперечное сечение | Форма | Применение |
|---|---|---|
| прямоугольное с
прямоугольным каналом |
 |
в активной части большинства китайских,
индийских и турецких печей |
| прямоугольное с
круглым каналом |
 |
Ajax-TOCCO
в активной части печей производства нашей компании |
| прямоугольное с
эллиптическим каналом |
 |
в активной части печей средней
частоты производства немецких фирм Otto-Junket и ABP |
| D-образное с
круглым каналом |
 |
в активной части печей средней
частоты производства немецких фирм Otto-Junket и ABP |
| круглое с
круглым каналом |
 |
в активной части некоторых
китайских печей и охлаждающей части некоторых немецких печей |
| асимметрично-прямоугольное с
закругленным прямоугольным каналом |
 |
в активной части печей
средней частоты (на основе инновационного дизайна компании «Аразтранс») |
В следующей таблице предоставлена краткая информация о качестве и требованиях к медным профильным трубам, используемым нашей компанией для изготовления катушек индукционных печей.
Все эти медные профильные трубы с указанными качеством и требованиями доступны у нас.
1 — Copper Sections (Tubes)
2 — Electric Tough Pitch Copper
3 — Oxygen Free Copper
4 — Current Penetration Depth
5 — Proximity Effect
6 — Eddy Current
7 — Current Density