КРЫШКА ДЛЯ ИНДУКЦИОННЫХ ПЕЧЕЙ Российский патент 1997 года по МПК F27B14/12 

Изобретение относится к металлургии, в частности к металлургическому оборудованию, и может быть использовано при конструировании и изготовлении индукционных металлургических печей.

Индукционные металлургические печи с целью уменьшения тепловых потерь и обеспечения безопасности обслуживающего персонала снабжаются теплозащитными крышками.

Конструкции крышек могут быть самыми разнообразными: их делают откидными, поворотными, раздвижными, подъемными и т.д.

Известна конструкция крышки, разработанная фирмой "Индактотерм", США [1] Фирма является крупнейшим в мире производителем индукционных печей и устанавливает крышки данной конструкции на печи средней и малой мощности (до 500 кВт). Крышка представляет собой цельнолитой купол, изготовленный из легковесного огнеупорного материала на основе оксида алюминия. В верхнюю часть купола вмонтированы четыре резьбовых шпильки для крепления крышки к подъемно-поворотному механизму ручного управления.

Основным недостатком крышек данной конструкции является малый срок их службы. Как показала практика, уже через 2-4 недели после начала эксплуатации происходит расшатывание вмонтированных в корпус крышки шпилек, образование сквозных радиальных трещин корпуса и разваливание крышки на отдельные части.

Известна конструкция крышки, включающая изготовленный из листовой стали корпус, который футеруется изнутри огнеупорными материалами [2]
Данная конструкция крышки наиболее близка к заявляемой и принята за прототип.

Крышки данной конструкции тяжелы и требуют гидравлических или иных механизированных приводов для управления процессом их перемещения.

Наиболее существенным недостатком крышки прототипа является невозможность ее использования для плавки неэлектропроводных материалов, например, шлаков, в индукционных печах, укомплектованных графитовыми, карбидокремниевыми или иными электропроводными тиглями.

Проблема заключается в том, что в отсутствие экранирующей металлической садки в печи электромагнитное поле индуктора наводит в массивном сплошном металлическом каркасе крышки токи, приводящие к разогреву крышки и представляющие опасность для обслуживающего персонала.

На фиг. 1 изображена предлагаемая крышка в разрезе; на фиг. 2 то же, вид сверху; на фиг. 3 узел А на фиг. 1.

Предлагаемая конструкция крышки (фиг. 1) отличается тем, что металлический каркас изготавливается в виде сетки, сетка имеет кольцевой бандаж 1 по периметру огнеупорной футеровки 2, а элементы сетки 3, включая и бандаж 1, разомкнуты и соединены между собой с помощью резьбовых деталей 4 через электроизоляционные втулки 5.

Огнеупорная футеровка крышки 2 удерживается опоясывающим ее по периметру стяжным бандажом 1, соединенным с верхними элементами сетки 3. Крепление крышки к подъемно-поворотному механизму 6 осуществляется с помощью резьбовых шпилек 7, приваренных к верхним элементам сетки 3.

Сущность изобретения заключается в том, что замена сплошного металлического каркаса на сетку с разомкнутыми элементами позволяет избежать индукционного разогрева сетки электромагнитным полем индуктора печи, уменьшает тем самым, опасность ожогов и электрического поражения обслуживающего персонала и делает возможным использование данной крышки для плавки неэлектропроводных материалов, например шлаков, в индукционных печах, укомплектованных графитовыми, карбиднокремниевыми или иными электропроводными тиглями.

Опытный экземпляр крышки предлагаемой конструкции был изготовлен, установлен на индукционную печь фирмы "Индактотерм" и испытан в производственных условиях (максимальная мощность печи 200 кВт, частота переменного тока 800-1000 Гц, емкость графитового или карбидно-кремниевого тигля от 50 до 80 л). В тигель загружали и плавили шлаки и другие неэлектропроводные в твердом состоянии материалы. Температура шлака перед сливом из печи составляла 1250-1300^oC.

Стяжной бандаж крышки 1 и другие элементы сетки были изготовлены из ленты нержавеющей стали (может быть использован и другой стойкий к коррозии металл). Толщина ленты составляла 2 мм, ширина 30 мм. Электроизоляционные втулки 5 были выточены токарным способом из асбоцемента. Для соединения элементов сетки были использованы резьбовые детали 4: болты и гайки (М10). Огнеупорная футеровка крышки 2 была изготовлена из легковесных шамотовых кирпичей. Крепление крышки к подъемно-поворотному механизму осуществляли посредством четырех резьбовых шпилек 7, приваренных к верхним элементам сетки 3. Крышка имела небольшой вес (не более 18 кг) и легко управлялась с помощью обычного ручного привода.

Второй опытный экземпляр крышки отличался от вышеописанного лишь тем, что в качестве огнеупорной футеровки, вмонтированной в металлическую сетку с разомкнутыми элементами, использовали цельнолитой легковесный (на основе оксида алюминия) купол крышки производства фирмы "Индактотерм".

Испытания опытных образцов показали, что эксплуатация крышек в течение трех месяцев каких-либо видимых повреждений в элементах сетки или футеровке не вызывает, индукционного нагрева деталей крышки не наблюдается.

Таким образом, использование предлагаемой конструкции крышки для индукционных печей позволяет существенно расширить сферу их применения.

Использование: металлургия, в частности, при конструировании и изготовлении индукционных металлургических печей. Сущность: крышка индукционной печи содержит металлический каркас и установленную в нем огнеупорную футеровку, при этом металлический каркас выполнен в виде сетки из незамкнутых элементов, снабженный стяжным кольцевым бандажем, расположенным по периметру огнеупорной футеровки и соединенным с верхними элементами сетки, причем элементы сетки соединены между собой резьбовыми деталями, установленными в электроизоляционные втулки. 3 ил.

Крышка для индукционных печей, содержащая металлический каркас и установленную в нем огнеупорную футеровку, отличающаяся тем, что металлический каркас выполнен в виде сетки из незамкнутых элементов, снабженной стяжным кольцевым бандажем, расположенным по периметру огнеупорной футеровки и соединенным с верхними элементами сетки, причем элементы сетки соединены между собой резьбовыми деталями, установленными в электроизоляционные втулки.