Погружной индукционный нагреватель для нагрева металлического расплава Советский патент 1984 года по МПК H05B6/10 

Изобретение относится к черной и цветной металлургии и может быть использовано для обработки металлов,сплавов и флюсов в литейном, металлургическом и машиностроительном производствах. По основному авт. св. № 799165 известен погружной индукционный нагреватель для нагрева металлического расплава, содержащий тороидальную катушку переменного тока, заключенную в выполненный из жаропрочного материала кожух кольцевой формы со сквозным каналом по вертикальной оси, выполненным в форме усеченного конуса 1. Однако в случаях, когда в нагреваемый расплав необходимо добавлять легирующие добавки, известный погружной индукционный нагреватель из-за локализации зоны перегрева в сквозном отверстии не обеспечивает однородности расплава. Для создания однородного по составу расплава время нагрева и перемешивания необходимо увеличить в 2-3 раза.При этом необходимо осуществлять постоянное перемещение нагревателя по объему ванны. Цель изобретения - сокращение времени нагрева расплава с легирующими добавками. Поставленная цель достигается тем, что в погружном индукционном нагревателе для нагрева металлического расплава, содержащем тороидальную катушку переменного тока, заключенную в выполненный из жаропрочного материала кожух кольцевой формы со сквозным каналом по вертикальной оси, выполненным в форме усеченного конуса, в кожухе перпендикулярно сквозному со стороны его меньшего диаметра выполнен дополнительный прямолинейный канал, соединяющий сквозной канал с внешней средой,в котором на уровне витка катущки выполнено боковое сквозное отверстие, обращенное в сторону меньшего диаметра сквозного канала. На фиг. 1-3 изображен предлагаемый погружной индукционный нагреватель. Устройство состоит из тороидальной катушки переменного тока, погруженной в ванну с расплавом (не показана), состоящей из тороидального магнитопровода 1 с обмоткой 2, заключенного в огнеупорный кожух 3 кольцевой формы с выступающей частью 4, служащей для крепления нагревателя и заключающей в себе ввод 5 электродов, питающих индуктор. По оси кольцевой части кожуха 3 (фиг. 2) имеется сквозной канал 6, выполненный в форме усеченного конуса. В кожухе параллельно вводу 5 выполнен прямолинейный канал 7, смещенный в сторону сужения сквозного канала 6 и соединяющий узкую часть сквозного канала с внешней средой за пределами расплава. С зоной расплава канал 7 соединен отверстием .8. Предлагаемое устройство работает еледующим образом. При заливке в ванну расплава с пониженной температурой или при понижении его температуры обмотка 2 подключается к источнику переменного тока и начинается нагрев расплава. В областях ванны, прилегающих к каналу 6, возникает струйное течение расплава по направлению от канала 6, которое вызывается электромагнитной силой от взаимодействия индуцированного в расплаве тока с его собственным магнитным полем. Поскольку плотность тока и угол его растекания у конца, имеющего меньщий диаметр, больше, чем на противоположном конце канала 6, струя перемещиваемого расплава имеет большую скорость в этой области. При этом происходит засасывание части расплава по направлению к суживающемуся концу канала 6, что позволяет избежать застоя жидкости в канале. В прямолинейный канал 7 вводится порционированный стержень легирующей добавки. В результате повышенного выделения джоулева тепла в узкой части сквозного канала 6 стержень непрерывно плавится, а расплавленная легируюшая добавка течением, имеющим место в канале 6 в сторону его сужения, выносится из сквозного канала 6 и далее струйным течением,вызванным электромагнитной силой в областях расплава, прилегающих к устьям канала 6, равномерно распределяется по всему объему ванны. Предусмотренное боковое отверстие 8 позволяет части индуцированного тока замыкаться непосредственно по легирующему стержню, что обеспечивает предварительный его нагрев и полный вынос легирующей добавки из канала 7. Предлагаемая конструкция позволяет уменьщить время и, следовательно, расход энергии на создание однородного по составу и температуре расплава с различными легирующими добавками в 2-3 раза.

f

7

01Г0

/e.l

с/гЗ

ПОГРУЖНОЙ ИНДУКЦИОННЫЙ НАГРЕВАТЕЛЬ ДЛЯ НАГРЕВА МЕТАЛЛИЧЕСКОГО РАСПЛАВА по авт. св. № 799165, отличающийся тем, что, с целью сокращения времени нагрева расплава с легирующими добавками, в кожухе перпендикулярно сквозному каналу со стороны его меньшего диаметра выполнен дополнительный прямолинейный канал,соединяющий сквозной канал с внещней средой, в котором на уровне витка катушки выполнено боковое сквозное отверстие, обращенное в сторону меньшего диаметра сквозного канала. СО to NP со г. /