Индукционная канальная печь Советский патент 1984 года по МПК H05B6/20 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к плавильным печам канального типа, в которых на грев металла осуществляется,иидукционным способом. Известны индукционные плавильные печи канального -типа, содержащие плавильный отсек и примыкакяцие к не му устьями один или несколько индук ционных каналов, последние охватыва ют индуктор с магнитопроводом. Между устьями каналов расположена пере городка, создающая транзитное течение расплава в индукционном канале 1. Недостаток печи - снижение интен сивности массообмена между индукцилнным каналом и плавильным отсеком в процессе эксплуатации, которое пр исходит из-за разрушения перегородк периодически загружаемой шихтой (пе реплавляемым твердым металлом) и от ложения неэлектропроводных окислов на стенках канала. Наиболее близкой к изобретению является индукционная канальная печь, содержащая ванну и установленную под ней отъемную индукционную единицу, выполненную в виде двух боковых и соединяющего их горизонтального каналов, охваченных индуктором, один из боковых каналов которой снабжен клиновидной изоляци онной перегородкой, одна из сторон которой является продолжением внутренней поверхности канала и выполне на по ее форме 2. Однако поскольку перегородка здесь установлена в устье канала, интенсивное движение металла возник ет в основном только в ванне печи, а в каналах оно бывает недостаточным. Кроме того, перегородка может разрушаться в процессе эксплуатации печи и также происходит отклонение окислов на стенках канала. Цель изобретения - повышение интенсивности Тепло-массообмена и качества расплавляемого металла. Поставленная цель достигается те что в индукционной канальной печи, содержащей ванну и установленную над ней отъемную индукционную едини цу, выполненную в виде двух боковых и соединяющего их горизонтальн го каналов, охваченных индуктором, один из боковых каналов которой снабжен клиновидной изоляционной п регородкой, одна из сторон которой является продолжением внутренней п верхности канала и выполнена по ее форме, перегородка установлена в месте сопряжения бокового канала с горизонтальным и обращена острым у лом вниз, боковые каналы выполнены цилиндрическими, а нижняя стенка г ризонтального канала выполнена в форме криволинейной поверхности. пересечение которой продольными плоскостями образует логарифмическую спираль с центром в вершине острого угла перегородки. На фиг. 1 изображена канальная часть индукционной печи, продольный разрез; на Фиг. 2 - изоляционная клиновидная перегородка. Индукционная печь состоит из боковых цилиндрических участков 1, сопряженных с подиной 2 печи, и отъемной нижней части 3 канала. Подина, боковые участки и нижняя часть канала охватывают индуктор 4, который расположен на магнитопроводе. В нижней части канала в месте сопряжения с одним из боковых цилиндрических участков размещена клиновидная изоляционная перегородка 5, острым , углом обращенная внутрь отъемной части канала. Плоская сторона перего- . родки, расположенная против угла ot, примыкает к верхней стенке отъемной части 3. Вертикальная сторона перегородки является продолжением канала бокового участка и представляет собой Аогнутую цилиндрическую поверхность с радиусом, равным радиусу f внутренней поверхности бокового участка. Острый, угол oi омывается металлом. Если рассечь нижнюю отъемную часть канала плоскостями, параллельными продольному разрезу.печи, включающему оси цилиндрических участков, то улиткообразная внутренняя поверхность отъемной части, расположенная против изоляционной перегородки, при пересечении с этими плоскостями, образует логарифмическую спираль, которая в полярной системе координат описываются уравнением R-. RQ4pV ,где Ц- угловая координата Rg 2r-. Начало координат совпадает с вершиной угла d. перегородки в плоскости продольного разреза печи. Величину коэффициента а выбираюттакойJпри котором обеспечивается плавное сопряжение улитки с боковыми участками канала. Печь работает следующим образом,И«дукцируемые в канале токи огибают перегородку 5 (фиг. 1 пунктирные линии ). В результате взаимодействия этих токов с собственным магнитным полем рассеяния индуктора образуются электромагнитные .силы, равнодействующая которых направлена вдоль биссектрисы острого угла кли.новидной перегородки. Под действием указанных сил вдоль нижней стенки отъемной части канала возникает дв.ижение расплава слева направо так, как это. происходит в улитке центробежного насоса, а в индукционном канале возникает транзитное течение. Здесь же в нижней части образуется вихрь (на фиг. 1 сплошные линии ).

Наличие вихря способствует сепарации неэлектропроводнЫх и более легких В сравнении с расплавом частиц окислов, которые концентрируются в центре вихря в сферические образования. Последние устанавливаются из канала за счет всплытия в расплаве после выключения индуктора, либо вьвдуваются инертным газом в процессе работы печи.

Благодаря однонаправленному движению жидкого металла уменьшается зарастание каналов окислами, так как они сносятся потоком ме-галла и сепарируются в указанном вихре. Таким образом размещение перегородки в нижней части индукционного каыаяа и при.дание его нижней стенке формл улитки позволяет повысить интенсивность массообмена между индукционным . каналом и плавильным отсеком (ванной) печи и увеличить тем самым ее мощность, а так)ке существенно уменьшить зарастание каналов окисными отложениями и сохранить высокий уровень мощности на протяжении всей кампании печи.

Изготовление нижней отъемной части указанной формы вместе с изоляционной перегородкой может быть выполнено формовкой ее, например, из жаропрочного бетона.

ИНДУКЦИОННАЯ КАНАЛЬНАЯ ПЕЧЬ, содержащая ванну и установленную под ней отъемную индукционную единицу, выполненную в виде двух боковых и соединяющего их горизонтального каналов, охваченных индуктором, один из боковых каналов которой снабжен клиновидной изоляционной перегородкой одна из сторон которой является продолжением внутренней поверхности канала и выполнена по ее форме, отличающаяся тем, что, с целью повышения интенсивности тепломассообмена и качества расплавляемого металла, перегородка установлена в месте сопряжения бокового, канала с горизонтальным и обращена острым углом вниз, боковые каналы выполнены цилиндрическими, а нижняя стенка горизонтального канала выполнена в форме криволинейной поверхности, пересечение которой продольными плос- д костями образует логарифмическуюj (Л спираль с центром в вершине острого угла перегородим. 05 1ч9