ОТЪЕМНАЯ ИНДУКЦИОННАЯ ЕДИНИЦА Российский патент 2004 года по МПК H05B6/34 F27D11/12 H02K44/00 

Изобретение относится к области металлургии, в частности может быть использовано в канальных печах для создания вращения жидкого металла в канальной части.

Известна конструкция отъемной индукционной единицы (ОИЕ), вращение расплава в канальной части которой реализовано на основе способа вращения электропроводного тела, заключающегося в создании неоднородного переменного электромагнитного поля между ферромагнитными поверхностями или обмотками, представленного в А.С. №1206902, МКИ Н 02 К 17/04 // С 30 В 13/20. опубл. в БИ №3 от 23.01.86 г. Продольные каналы ОИЕ смещены относительно плоскости, проходящей через центр катушки параллельно продольной оси, на величину 0,25÷0,5 диаметра продольного канала. Для индукционной единицы такой конструкции характерна большая неоднородность магнитного поля рассеяния, как по высоте канала, так и в радиальном направлении. Смещение каналов относительно центра катушки и перпендикулярно ее продольной оси приводит к нарушению симметрии поля рассеяния относительно этой оси и, как следствие, к возникновению электромагнитного вращательного момента.

Основным недостатком такой конструкции ОИЕ является то, что смещение каналов предполагает увеличение габаритов магнитопровода, а это приводит к увеличению потоков рассеяния и, следовательно, потребляемой ОИЕ реактивной мощности.

Наиболее близким к заявленному устройству является отъемная индукционная единица, представленная в А.С. №665193, МКИ F 27 D 1/00, опубл. в БИ №20 от 30.12.75 г., содержащая магнитопровод с катушкой и канальную часть, состоящую из продольных и поперечного футерованных каналов, которые выполнены раздельными блоками.

К недостаткам такой конструкции ОИЕ относятся низкая надежность и малый срок службы, обусловленные необходимостью проведения механической чистки каналов от окислов после каждой плавки.

В основу изобретения положена задача создания такой конструкции отъемной индукционной единицы, которая позволила бы создать вращательное движение расплава в канальной части без существенного снижения энергетических показателей.

Поставленная задача решается тем, что в отъемной индукционной единице, содержащей магнитопровод с катушкой и канальную часть, состоящую из продольных и поперечного футерованных каналов, которые выполнены раздельными блоками, согласно изобретению катушка имеет неодинаковое количество витков по разные стороны относительно плоскости, проходящей через оси продольных футерованных каналов.

На фиг. 1 представлена отъемная индукционная единица. На фиг. 2 изображена ОИЕ (вид сверху), катушка которой имеет неодинаковое количество витков по разные стороны относительно плоскости, проходящей через оси продольных каналов l-l’, что реализовано за счет неодинакового шага намотки витков индуктора по стержню магнитопровода; на фиг. 3 - ОИЕ с катушкой с неодинаковым количеством витков относительно l-l’ за счет неодинаковой ширины индуктирующего провода; на фиг. 4 - ОИЕ с катушкой с неодинаковым количеством витков относительно l-l’ за счет неодинаково количества слоев обмотки индуктора.

Отъемная индукционная единица представляет собой электромагнитную систему индуктор-канал, состоящую из индуктора, включающего в себя магнитопровод 1 с катушкой 2, и канальной части. Канальная часть содержит продольные каналы (охваченный 3 и неохваченный 4 магнитопроводом) и поперечный канал 5. Продольные 3 и 4 и поперечный 5 каналы заключены в металлические каркасы 6 и футеровку 7. ОИЕ крепится к ванне печи 8 с помощью болтовых соединений.

Устройство работает следующим образом. При подаче переменного напряжения на катушку 2 по ней протекает ток, создающий основной магнитный поток Ф₀, замыкающийся по магнитопроводу 1, и поток рассеяния Фσ, замыкающийся по воздуху. Магнитное поле рассеяния индуцирует в канальной части ОИЕ замкнутый ток, под действием которого выделяется тепловая энергия, которая передается из канальной части в ванну печи за счет интенсивного тепломассообмена. При неодинаковом количестве витков по разные стороны относительно плоскости l-l’ наблюдается большая неоднородность магнитного поля рассеяния, что приводит к возникновению электромагнитных усилий, которые приводят металл к одноконтурному вращению расплава вокруг оси, как в охваченном 3, так и в неохваченном 4 магнитопроводом продольных футерованных каналах.

Предлагаемая ОИЕ имеет следующие преимущества перед известными:

1. Создание вращательного движения расплава в каналах не требует значительных изменений в конструкции отъемной индукционной единицы.

2. Вращательное движение расплава препятствует нарастанию окислов алюминия на стенках каналов и приводит к усилению транзитного течения, которое выносит шлак из ОИЕ и способствует тепломассообмену между канальной частью и ванной печи.

3. Отказ от механической чистки каналов увеличивает срок службы футеровки канала и надежность ОИЕ.

Изобретение относится к области металлургии, в частности может быть использовано в канальных печах для создания вращения жидкого металла в канальной части. Катушка отъемной индукционной единицы имеет неодинаковое количество витков по разные стороны относительно плоскости, проходящей через оси продольных каналов, что приводит к нарушению симметрии поля рассеяния относительно этой оси и, как следствие, возникновению электромагнитных усилий, которые приводят расплав к одноконтурному вращению вокруг осей продольных футерованных каналов. Создание вращательного движения расплава препятствует нарастанию окислов алюминия на стенках каналов и приводит к усилению транзитного течения, которое выносит шлак из индукционной единицы и способствует тепломассообмену между канальной частью и ванной печи. Технический результат заключается в отсутствии необходимости в механической очистке каналов, что значительно увеличивает срок службы и надежность индукционной единицы. 4 ил.

Отъемная индукционная единица, содержащая магнитопровод с катушкой и канальную часть, состоящую из продольных футерованных каналов и поперечного футерованного канала, которые выполнены раздельными блоками, отличающаяся тем, что катушка имеет неодинаковое количество витков по разные стороны относительно плоскости, проходящей через оси продольных каналов.