Индукционная печь для плавки технологических проб шихты выплавляемых сталей Российский патент 2023 года по МПК F27B14/08 F27B17/02 

Изобретение относится к области металлургии, а именно к конструктивным особенностям тигельных индукционных печей для плавки технологических проб выплавляемых сталей.

Известна индукционная печь (аналог), содержащая индуктор, тигель, внутри которого свободно установлен графитовый цилиндр. Выбранные соотношения внутреннего и внешнего диаметров графитового цилиндра определяют толщину его стенки не менее глубины проникновения электромагнитной волны в графит (SU 1091005, кл. F27B 14/10, 1984).

Недостатком известного изобретения является сложность аппаратурного исполнения тигельной печи и отсутствует конструктивная возможность плавление в ней шихты для одновременного получения сплавов с различными химическими составами и высокая трудоемкость.

Известно устройство, реализующее способ плавки металла в индукционной печи с холодным тиглем (аналог), который включает загрузку переплавляемого металла на поддон. Расположенный в тигле, расплавление металла в тигле и разгрузку тигля, причем загрузку переплавляемого металла осуществляют на поддон, сформированный расплавлением предварительно сформированной заготовки из переплавляемого металла (RU 2101639, 10.01.1998).

Недостатком известного способа является то, что в печи возможно плавить металл или сплав только одного химического состава при последующих плавках, кроме того, формировать расплавляемую часть завалочной шихты с заданными конструктивными размерами определяемые конструкцией индуктора поддона, что значительно увеличивает трудоемкость процесса выплавки металлов и сплавов.

Известна индукционная печь (прототип), для плавки шихты выплавляемых сталей, содержащая индуктор, тигель, футеровку (RU 2095714, 10.11.1997).

Недостатком конструкции индукционной печи состоит в отсутствие возможности плавления шихты с одновременным получением сплавов с различными химическими составами и одновременного плавления шихты одного и того же состава для получения устойчивых физико-химических свойств исследуемых сплавов и высокая трудоемкость. Это вызвано сложностью соблюдения одинаковых по идеальности параметров при реализации каждой пробы.

Задачей решаемой настоящим изобретением является создание одинаковых условий при плавки технологических проб шихты выплавляемых сталей.

Технической сущностью предлагаемого решения является одновременное плавления шихтовых материалов с различным составом завалки в тиглях при одних и тех же технологических параметрах.

Настоящая задача решается тем, что в индукционной печи для плавки технологических проб шихты выплавляемых сталей, содержащая индуктор, тигель, футеровку, поддон, футеровка выполнена в виде поддона-ванны, установленного в индукторе с возможностью перемещения внутри его, тигель размещен в поддоне заполненном огнеупорным материалом с гранулометрическим составом от 0,2 до 2,0 мм, при этом количество тиглей в поддоне больше одного.

Изобретение позволяет создать многофункциональную и универсальную конструкцию печи, в которой возможно осуществлять одновременно несколько плавок с различным набором состава шихты или одной и той же по составу шихты для установления устойчивого получения физико-химических значений характеристик экспериментального сплава. Определять угар химических компонентов при плавлении сплавов.

Фиг. 1 показана схема индукционной многотигельной печи.

Фиг. 2 показана фотография перемещаемой футеровки с тиглями установленной в индукторе.

Фиг. 3 показано одновременное плавления шихты в нескольких тиглях установленных в перемещаемой футеровки.

Много тигельная индукционная печь состоит из перемещающейся футеровки являющейся поддоном-ванной 1 и горизонтально размещенного индуктора 2. Внутри горизонтально размещенного индуктора установлена с возможностью перемещения относительно его ванна-поддон заполненная огнеупорным материалом (порошок шамотный) 3, с размерами частиц 0,4-2,0 мм, в нем устанавливаются тигли 4, которые заполняются шихтовыми материалами 5.

Много тигельная печь плавит шихтовые материалы следующим образом: из индуктора 2 выдвигается перемещаемая поддон-ванна 1 и в нее засыпается огнеупорный материал 3 состоящий из шамота с гранулометрическим составом от 0,2 до 0,8 мм, в которые устанавливаются тигли 4 с загруженной шихтой 5. Мелкие фракции шамота 0,2-0,4 мм. Предназначены для защиты индуктора от воздействия жидкого сплава, в случаи образования в тигле трещины или его разрушения. Вытекающий жидкий расплав взаимодействует с пылевидной фракцией огнеупорных материалов, зашлаковывается, тем самым блокирует аварийную ситуацию. Крупная фракция 0,4-2,0 мм, за счет сил трения о корпус тигля, удерживает его в вертикальном положении при воздействия электромагнитного поля на расплав, который создает условия перемешивания металла в тигле и колебательные движения.

После каждой плавки из индуктора извлекают футеровку-поддон с тиглями очищают ее от огнеупорного материала, а из тиглей извлекают слитки. Затем ее вновь заполняют огнеупорным материалом и устанавливают тигли с шихтой и осуществляют процесс плавления.

Пример. Плавление шихтовых материалов во много тигельной печи осуществляли следующим образом. Для изготовления перемещаемой футеровки-поддона готовилась огнеупорная масса следующего состава: а) шамотный порошок (марки ПЩБМ, №2, ТУ1522-009-19044-99) в количестве-96%; б) порошок глины марки ПГБ, ТУ1522-009-00190444597) в количестве 4%; в) в качестве связующего футеровочной смеси использовался водный раствор 10% силикат натрия (ГОСТ Р 38-3150418-22), количестве 8-15% добавляемая в огнеупорный состав в зависимости от ее жидкотекучести.

Составляющие огнеупорной смеси перемешивали в смесителе «пьяная» бочка в течение 5 мин.

Изготовление футеровки-поддона осуществляли методом литья.

Готовилась формовочная смесь, состоящая из песка (средний, ГОСТ 2138-31) - 94%; глина - 4%; вода - 3%. Состав формовочной смеси перемешивали на протвине. Таким образом, в индукционной много тигельной печи, с перемещаемой футеровкой-поддоном выполненной в виде ванны, возможно одновременно плавить шихту с различными компонентами или одну и ту же по химическому составу для определения физико-механических свойств.

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для плавки технологических проб шихты выплавляемых сталей в индукционной печи. Печь содержит горизонтально размещенный индуктор, тигель, футеровку, поддон. Футеровка выполнена в виде поддона-ванны, установленной в индукторе с возможностью перемещения внутри него. Тигель размещен в поддоне, заполненном огнеупорным материалом с гранулометрическим составом от 0,2 до 2,0 мм, при этом количество тиглей в поддоне больше одного. Изобретение позволяет создать универсальную печь, в которой возможно осуществлять одновременно несколько плавок с различным составом технологических проб или одной и той же по составу шихты для установления устойчивого получения физико-химических значений характеристик экспериментального сплава. 3 ил., 1 пр.

Индукционная печь для плавки технологических проб шихты выплавляемых сталей, содержащая горизонтально размещенный индуктор, тигель, футеровку, поддон, отличающаяся тем, что футеровка выполнена в виде поддона-ванны, установленной в индукторе с возможностью перемещения внутри него, тигель размещен в поддоне, заполненном огнеупорным материалом с гранулометрическим составом от 0,2 до 2,0 мм, при этом количество тиглей в поддоне больше одного.