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

1

Изобретение относится к черной и цветной металлургии и может быть использовано для обработки металлов сплавов и флюсов в литейном, машиностроительном и т.п. производствах.

Известны погружные индукционные нагреватели для металла с кольцевыми индукторами и сквозным каналом l

Однако в этих нагревателях металл нагревается без перемешивания

Наиболее близким к изобретению является погружной индукционный нагреватель для нагрева металлического расплава, содержащий кожух по меньшей мере с одним сквозным каналом в форме усеченного конуса, охваченным замкнутым магнитопроводом с обмоткой переменного тока. В этом нагревателе решена задача перемешивания 2J .

Однако для увеличения производительности известного нагревателя необходимо либо увеличить габариты, либо увеличить число нагревателей, Увеличение габаритов ограничено скин- и пинч-эффектами в канале, гидродинамическими потерями и термическими напряжениями в корпусе. Увеличение числа нагревателей ведет к неоправданному увеличению металлоемкости и практически неосуществимо в разливочных ковшах.

Цель изобретения - увеличение производительности нагревателя.

Поставленная цель достигается тем, что в погружном индукционном нагревателе для нагрева металлического расплава, содержащем кожух по меньшей мере с одним сквозным каналом в форме усеченного конуса, охваченным замкнутым магнитопроводом с обмоткой переменного тока, магнитопровод вьшолнен по меньшей мере трехстержнёвым, обмот-ка размеш;ена на его стержнях, сквозные каналы вьтолнены между каждой парой стержней магнитопровода, причем соседние каналы направлены большими основаниями в -противоположные стороны.

На фиг. 1 показан погружной индукционный нагреватель, разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1 (стреками показано направление движения металлического расплава)j на фиг. 3 - магнитопровод с обмотками

178642

переменного.токаj на фиг. 4 - подключение обмоток к трехфазномуисточнику переменного тока.

Погружной индукционный нагрева5 тель содержит замкнутый многостержневой магнитопровод 1, заключенный в выполненный из жаропрочного материала кожух 2. В кожухе 2 выполнены сквозные каналы 3, проходящие через

0 каждую пару стержней магнитопровода. Сквозные каналы 3 имеют форму усеченных конусов, большие основания которых у смежных каналов 3 направлены в противоположные сторо5 ны. На стержнях магнитопровода 1 расположены обмотки 4 переменного тока.

Устройство работает следующим образом.

0 После того, как нагреватель помещается в Ванну с расплавом с пониженной температурой, обмотки подключаются к источнику переменного тока (не показан) и начинается наг5 рев расплава. Вблизи каналов 3 возникает струйное течение расплава по направлению от сквозных каналов 3, которое вызьшается электромагнитными силами, возникающими в резуль0 тате взаимодействия индукционного тока с его собственным магнитным полем. Поскольку плотность тока у концов сквозных каналов 3, имеющих больший диаметр, меньше, чем на противопложных концах, струи перемешиваемого расплава имеют в этой области меньшую скорость. При этом происходит засасывание части расплава по направлению к суживающимся концам сквозных каналов 3.

Вследствие различной ориентации конусов каналов 3 направление движения металлического расплава в смежных сквозных каналах 3 противоположно, в результате чего на выходе сквозных каналов возникает дополнительное турбулентное движение металла, это способствует более интенсивному перемешиванию и, как следствие, повышению производительности нагревателя.

Производительность данных нагре. вателей определяется количеством

стержней магнитопровода 1 с обмот55 ками 4 и сквозных каналов 3. При

выполнении нагревателя с тремя стержнями и двумя каналами производительность предлагаемого нагревателя

по сравнению с известным, являющимся базовым объектом, увеличивается на 60%. Каждый дополнительный канал увеличивает производительность на 60%.

Перимуществом известного нагревателя является также возможность

подключения обмоток стержней магнитопровода к трехфазному источнику пепеременного тока, применяемому в промьшшенности. Конструкция предлагаемого нагревателя обеспечивает более равномерный нагрев кожуха, что уменьшает термические напряжения в нем.

/t-A

ПОГРУЛШОЙ ИНДУКЦИОННЫЙ НАГРЕВАТЕЛЬ ДЛЯ НАГРЕВА МЕТАЛЛИЧЕС7 « КОГО РАСПЛАВА, содержащий кожух по меньшей мере с одним сквозным каналом в форме усеченного конуса, охваченным замкнутым магнитопроводом с обмоткой переменного тока, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности, магнитопровод выполнен по меньшей мере трехстержневым, обмотка размещена на его стержнях, сквозные каналы выполнены между каждой парой стержней магнитопровода, причем соседние каналы направлены большими основаниями в противоположные стороны. (Л О о vi 00 а 4 фиг.7

Фиг. 5

фиг.