Индукционная печь для нагрева цилиндрических изделий Советский патент 1983 года по МПК C21D1/42 

vi

о ел Изобретение относится к И}1дукцио1 ному нагревусплошных и иесплошных щшиндрических тел из черныхи цветных металлов и сплавов, например бунтов калиброванной стали или рулонного нроката, и может быть нрименено в металлургической промышленности. Известен индукционный нагреватель дня нагрева металла, содержащий индукционную атуц|ку, заформованную в жароупорньш бетон, на внешней стороне катушки в жароупорный бетон заформован ферромагнитньш порошок, размеры частиц которого не более глубины нро шкновения тока в металл. Несущей конструкцией нагревателя является бетонный цилиндр 1. Однако при TJiKOM конструктивном решени ухудшаются условия охлаждения внешней поверхности катушки. (из-за отсутствия конвек тивного теплообмена с окружающей средой), вследствие чего имеет место новьциенный расход воды на охлаждение витков катушки. Кроме того, замена магнитонроводов ферромагнитным порошком, заформованным в бетон, неизбежно нриведет к значительному рассеиванию магнитного нотока и снижению КПД индуктора. Нагреватель такой конструкции не поддается ремонту,так как i место неиснрав .ности витков катушки обнаружить практическ невозможно. Известна индукционная печь для нагрева цилиндрических изделий, содержащая многосекционный индуктор, расположенный внутри ст;альной обечайки между фланцами, .скрепленными с обечайкой . В кольцевом зазоре между обечайкой и катушкой размещены магнито проводы в виде пакетов листовой электротехнической стали, стянутые алюминиевыми швел лерами. Эти магнитонроводы с номощью болтов имеют возможность перемещаться относительно обечайки в радиальном направлении через диэлектрические прокладки прижимаютс к виткам , катушки, тем самым фиксируя их Кроме того, для предотвращения смещения 1 катушки под действием электродинамических , сил между магнитонроводами размещены короткие деревянные .бруски, которые притягиваются к виткам с помощью шпилек, приваренных к виткам. Эти бруски в свою очередь заложены в алюминиевые швеллеры, а концы шнилек и гайки изолированы от них. Роль теплового экрана выполняют стенки тигл устанавливаемого внутри катушки 2. Недостатками известной печи являются применение стальной обечайки в качестве несу щего элемента конструкции, по отношению к которому закреплены все элементы конструкции, увеличивающей металлоемкость печи и ее стоимость; образование алюминиевыми швеллерами и стальной обечайкой замкнутых но-, лостей относительно небольшого объема, что ухудшает условия воздушного охлаждения витков катушки, увеличивает нагрузку на систему водяного охлаждения и ухудшает условия охлаждения пакетов стали, что снижает КПД устройства в целом; конструктивная сложность узлов крепления витков индуктора с номощью приваренных к ним шпилек и деревянных брусков, необходимость тщательной электрической изоляции элементов крепления, практическая недоступность элементов крепления и электрической изоляции для профи iлак.тического осмотра и ремонта, отсутствие . стягивания витков индуктора в осевом направлении, вызывающее вибрации витков, повышенный шум, ;| также быстрый износ изоляции вит:ков; отсутствие магнитопроводов с торцов индуктора, что способствует рассеянию электромагнитной энергии и разогреву металлических конструкций вблизи торцов индуктора, что в свою очередь снижает КПД устройства, искажает равномерность магнитного йоля внутри катушки вблизи ее торцов и способствует неравномерности наг.рева садки. Цель изобретения- - повышение КПД. Поставленная цель достигается тем, что индукционная печь для нагрева цилиндрических изделий, содержащая индуктор с тегшовой изоляцией, и фланцами, продольные магнитопроводы, установленные по образующим индуктора, продольные и торцовые изоляционные прокладки, снабжена радиальными, зaкpeплeнныivш на фланцах торцовыми магнитопроводами и регулировочными винтами, опер7Ъ1ми на торцовые изоляционные прокладки и установленными на продольных магнитонроводах, а пос ледние жестко связаны с фланцами. На фиг. 1 изображена индукционная печь, продольный разрез; на фиг. 2 то же, вид сверху; на фиг. 3 разрез А-.А на фиг. 1; на фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 5- разрез В-В на фиг. 1. Индукдаонная печь состоит из нижнего фланца 1, верхнего фланца 2 с вырезами д:1я торцов пакетов продольных магнитопроводов 3, продольных магнитопроводов, выполненных в виде пакетов, изолированных лаком листов электротехнической стали, стянутых между уголками 4 с номощью болтов 5 через электроизолирующие втулки 6, многосекционного индуктора 7, нижний виток которого опирается на опорное диэлектрическое кольцо 8, а верхний через диэлектрические подкладки 9 прижимается болтом 10, установленным с внутренней стороны верхнего конца продольного магнитопровода 3, нижних радиальных магнитопроводов 11, прикрепленных од1говременно к нижним торцам продольных маг- нитопроводов 3 и к нижнему фланцу 1, верх них радиальных магнитопроводов 12, установ ленных внутрь крышки 13, установленной во фланце 2 сквозь радаальные окна в ее опорном кольце 14, деревянных брусков 15, Поджимаемых к виткам индуктора 7 для их фиксации в радиальном направлении болтами 16 через опорные металлические пластины 17, направляющей 18 для центровки якоря с сад кой 19, а также тепловой изоляции 20. Устройство работает следующим образом.. При снятой крышке 13 внутрь печи устанавливают якорь с садкой, который при опус кании центрируется направляющими 18, что защип1ает от повреждений тепловую изоляцию . 20. Затем устанавливают на фланец 2 крышку 13 и включают ток. При подаче напряжения на индуктор 7 по магнитопроводам 3, 11 и 12 проходит электромагнитный поток, обтекающий индуктор с внешней цилиндрической поверхности и торцов. Замыкается электромагнитный поток вну ри индуктора 7, пронизывая пространство меж ду радиальными маг нито про водами И и 12, заполненные садкой металла, который разогревается индуктированным и в нем токами. От интенсивности электромагнитного потока в каждой точке рабочего пространства зави, сит скорость разогрева и конечная температура отдельных точе5|С садки; Электромагнитное поле внзтри цилиндри. ческой катушки равномерно в середине катушки и неравномерно у краев ее, и неравно мерность тем выше, чем короче катушка (.т. е. меньше ее относительная длина где L длина катушки; D - диаметр катушки) . Радиальные магиитопроводы 12 и 13 в зна чительной мере выравнивают неоднородаость электромагнитного поля внутри индуктора.повышая тем самым равномерность температурного поля садки нагреваемого металла. Перемагничивание пакетов магнитопроводой в переменном электромагнитном поле приводят к некоторому выделению тепла, но открытая конструкция устройства не препятствует отводу этого тепла с их поверхности в атмосферу.. . При протекании по катушке переменной тока возникают электродинамические силы как межвитковые, приводящие к сильным выбрациям и шуму, так и разрывающие - центральные. Межвитковые (продольные) вибрации блокируются в предлагаемом устройстве нажимными болтами 10, с помощью которых индуктор 7 стягивается в продольном направлении. От смещений в радиальном направлении витки индуктора удерживаются с помощью деревянных брусков 15, прижимаемых к его виткам через опорные пластины 17 с помощью болтов 16, ввернутых в полки уголков 4. Ток, протекающий по индуктору 7, вызывает его разогрев. Это тепло отводится частич но за счет конвективного теплообмена с разВитой поверхности индуктора- в атмосферу и большей частью с помощью охламсдающей воды, прогоняемой насосами через внутрений канал трубки, из которой сформированы витки катушки, Открытая конструкция устройства способствует эффективному конвективному отводу тепла от поверхности катушки, снижая; тем самым расход охлаждающей воды и мощность на ее перекачку через индуктор. Ожидаемый газовый экономический эффек1 от внедрения одной печи составляет 42 tbic. руб.

ИНДУКЦИОННАЯ ПЕЧЬ ДЛЯ НАГРЕВА ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ, преимущественно проволоки в бунтах, содержащая ивдуктор с тепловой изоляцией и фланцами, продольные магнитопроводы, устано-пенные по образующим индуктора, продольные и торцовые изоляционные 1рокладки, отличающаяся .тем, что, с целью новышения КПД, печь снабжена закрепленными на фланцах радиальными торцовыми магкитопроводамв и регулировочными винтами, -опертыми на торцовые изоляционные рокладки и установленными на продольных магнитопроводах, а последние мЙстко связаны с фланцами.