Přednosti tavení materiálů elektromagnetickou indukcí ve studeném kelímku

Bc. Michal JANDA

Master's thesis

Merits of skull melting by electromagnetic induction in cold crucible

Abstract:

Předkládaná diplomová práce je zaměřena na problematiku tavení vodivých a nevodivých materiálů ve studeném kelímku. První část je věnována základním principům indukčního tavení, klasickým indukčním tavicím pecím a přednostem těchto tavicích zařízení. Zákonitosti tavení ve studeném kelímku vychází z teorie elektromagnetického vlnění válcového. Prodiskutován je jednak systém nekonečně dlouhého induktoru a cívky a jednak tzv. krátký systém. Mezi základní předpoklady úspěšného tavení patří speciální konstrukce. Rozebrána je tak varianta jak segmentového kelímku, tak kelímku s integrovaným induktorem. Dále jsou v práci analyzovány specifické podmínky pro tavení nevodivých materiálů od startovací fáze, charakteristického tavení v ustáleném stavu, až po tuhnutí taveniny. Víceméně informativně jsou v práci zpracovány základní problémy tavení vodivých materiálů a posléze vhodné generátory střídavého proudu pro tato tavicí zařízení. Závěr práce se věnuje zhodnocení zařízení z hlediska energetických, ekonomických a ekologických aspektů a přednostem pro praktické aplikace.

Abstract:

Presented thesis is focused on questions dealing with melting conductive and nonconductive materials in cold crucible. Section one is devoted to basic principles of induction melting, conventional induction melting furnaces and advantages of these melting devices. Regularities of cold crucible melting are based on the theory of electromagnetic cylindrical waves. The system of infinitely long coil and inductor and so-called short system are dis-cussed. Special construction of crucible is essential for a successful melting. Segment-crucible variant and version with integrated inductor are discussed. The thesis also analyzed the specific conditions for melting the nonconductive materials from the starting phase, the charakteristic melting at steady state after the solidification of the melt. Basic problems of melting conductive materials and suitable alternating current generators are processed more or less informative in the thesis. The conclusion deals with evaluation of device in terms of energetic, economic and ekology aspects and advantages for practical applications.

Keywords

Indukční tavení, kelímková pec, kanálková pec, hloubka vniku, studený kelímek, segmentový kelímek, kelímek s integrovaným induktorem, tavení vodivých materiálů, tavení nevodivých materiálů, startovací fáze, generátory střídavého proudu, hodnocení kritériem 3E.

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 11. 5. 2011

Accessible from:: 1. 1. 2099

Thesis defence

• Date of defence: 6. 6. 2011
• Supervisor: Prof. Ing. Jiří Kožený, CSc.

University of West Bohemia

Fakulty of Electrical Engineering

Master programme / field:
Electrical Engineering and Informatics / Commercial Electrical Engineering