Индукционная плавильная печь Советский патент 1983 года по МПК F27B14/04 

1 Изобретение огносится к металпургии , и предназначается для попучения сплавов, содержащих тугоплавкие металлы. Известна индукшюнная плавильная печь включающая тигель и индуктор, в которой получение сплава достигается, путем PSICTворения ту1Х)плавкого легирующегх ме- талла, вводимого в расплав в виде стерж« ИГО Известная печь но обеспечивает равно мернохч) распределения тугоплавкого леги рующего металла по всей массе расплава, что снижает качеств.о получаемого сплава Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому эффекту является индукционная плавильная печь, включающая тигель и , в которой перекрещивание расплава осуществляется электромагнитным полемС 2. Недостатком известной печи является недостаточная интенсивность перемешива ния расплава, которая понижается по мере увеличения толщины стенки тигля и частоты тсжа, а также не позволяет получить сплав высокого качества. Целью изобретения является повышение качества сплава. Поставленная цель достигается тем, что в индукционной плавильной печи, вклю чающей тигель цилиндрической , выполненный из электропроводящего материа ла, и индуктор, стенка тигля выполнена в горизонтальном сечении переменной толщины с отнощением максимальной толщины к минимальной - 4:1, а вертикальные оси наружной и внутренней поверхности тигля расположены параллельно. На чертеже показана печь, общий вид, в вертикальном разрезе. Печь включает тигель 1, индуктор 2 и изложницу 3. Тигель 1 установлен внутри индуктора 2, под тиглем 1 расположена изложница 3. 31 Работа печи осуществляется следующим образом. После включения индуктора 2 образуется электромагнит вое поле, разогревающее тигель с щихтой, причем плотность тока, проходящего по тиглю, будет выще в том месте, где стенка тоньше. Поскольгку степень разогрева тигля 1 пропорциональна плотности тока, его стенка Hjjrpeвается в месте утоньщения до более высокой температуры, чем в том месте, где толщина стежи максимальна. Поэтому расплав, контактирующий с утонченной частью стенки, будет перегреваться до более высокой температуры, чем расположенный возле утолщенной части стенки. За счет этого создается конвекционный поток: перегретый у тонкой стенки раоплав поднимается вдоль нее, так как он имеет плотность ниже, чем у основной массы расплавами наоборот, менее перегретый расплав, находящийся у утолщенной стенки, будет опускаться вниз, так как плотность его будет несколько вьЫе плотности основной массы расплгдаа. Таким образом, расплав будет двигаться по замкнутой траектории, расположенной в плоскости, проходящей через оси наружной и внутренней поверхностей тигля 1. Конвекционное движение расплава будет способствовать растворению твердых тугсшлавких легирующих компонентов и равномерному их распределению по всему объему расплава. Пример. Индукционную плавильную печь используют при выплавке сплавов меди, содержащих до 0,5% циркония, плавки весом 12 кг ведут в тигпе с наружным диаметром 210 мм, внутренним 150 мм. Плавки ведут над вакуумом 2-4 мм рт.ст., цирконий в виде обрезков листа толщиной 2 мм укладывается на дно тигля. Результаты плавок приведены в таблице.

ИНДУКЦИОННАЯ ПЛАВИЛЬНАЯ ПЕЧЬ, включающая тнгель ашнндрической формы, выполненный ю 9лек тропроводяшего материала, и индуктор, отличающаяся тем, что, с цепью повышения качества сплава, стенн ка тигля выполнена, в горизонтальном сечении переменной толщины с отноще- нием максимальной толщины к минш

Кроме того, предложенную печь используют для получения слитков титана с рав номерным распределением углерода. В обычных условиях индукционной плавки расплав насыщается углеродом за счет 55 взаимодействия с графитовым .Карбиды ликвидируют в верхнюю часть ванньт и распределение углерода в слитке следующее, %: верх 0,35 - 0,42, низ 0,18 0,26, При использовании предложенной

1печи (тигель с наружным диаметром . 160 мм, внутренним 120 мм; минимальная толщина стенки 15 мм, максимальная25 мм) распределение углерода по слигку следующее, %: верх 0,22 - 0,31,

низ 0,20 - 0,26. Эти примеры подтверждают, что предложенна печь дает возможность получать сплавы более равномерного состава и, следовательно, более высокого качества.

Экспериментально установлено, что соотношение толщин стенки тигля должно лежать в пределах 1,5:1 - 1:1, при меньшей разности толщин конвекционный . поток незначителен, при большей усил вается износ стевки твгля в месте минимальной толщины, особенно при зачистке тигля.

Технико-эковомическая 9ффективвсх:ть предлагаемого плавильного узла заключается в возможности повысить усвоеэтю легирующих ком1юиентов и раввомерасусть их распределению по слитку, что шхэвснляет сократить расход лвгируюших -компонентов на 15-2О%, уменьшить высоту прибыльной, части слитка, где содержаиие легирующего компонента завышево ва 1О - 15%, и сократить число переплавов, производимых для выравнивания химического остатЛ слитка.