Индукционная плавильная печь Советский патент 1987 года по МПК F27B14/14 

w

11285291

Изобретение относится к металлургии, в частности к конструкциям индукционных плавильных печей.

Цель изобретения - повышение стойкости и долговечности сливного носка.

На фиг.1 изображена предлагаемая индукционная плавильная печь, общий вид; на фиг,2 - разрез А-А на фиг,1.

Печь содержит футерованный корпус 1, индуктор 2, тигель 3, сливной носок 4, в нижней части которого размещен взаимосвязанный теплопередаю- щий элемент 5, частично заполненный жидким теплоносителем с температурой кипения ненамного ниже наружной температуры нижней части тигля на уровне заполнения его расплавом. Теплопере-- дающий элемент работает по принципу тепловой трубы, способен передавать большие тепловые мощности при изменении агрегатного состояния рабочего вещества (процесс испарения и конден-, сации) при наличии температурного напора по обе стороны элемента, Конкоторое передается от конденсирующего рабочего заполнителя через разделяющую оболочку элемента сливному устройству. Сконденсировавшееся рабочее вещество в виде жесткости перемещается из зоны конденсации в зону испарения, где превращается в пар. Движение пара от зоны испарения в зоне конденсации происходит за счет разности температур в зонах испарения и кон- де;нсации. Возвращение жидкости в зону испарения осуществляется за счет силы тяжести, либо под действием капи- лярной разности давлений по капштяр 5 ной структуре (фитилю), расположенной внутри на стенках теплопередающего элемента (не показано). В герметичной оболочке теплопередающего элемента осуществляется замкнутый цикл цирку20 ляции рабочего вещества,

Высокотемпературнь1й теплоноситель для заполнения теплопередакицего элемента 5 выбирается так, чтобы его температура кипения была ненамного

структивно теплопередающий элемент 5 ниже наружной температуры стенки тигвыполнен в форме герметичной оболочки, частично заполненной рабочим веществом, В качестве последнего ис пользуются химические соединения и рлементы, которые могут находиться в парообразном и жидком состоянии при рабочей разности температур. Форма оболочки элемента зависит от конструктивного оформления сливного устройства и условий его применения. В на- 35 ваемого парами высокотемпературного греваемой части теплопередающего эле- теплоносителя при его конденсации.

Эффективная теплопроводность тепло- передающего элемента 5 (отношение плотности теплового потока через 40 теплопередающий элемент к падению температуры на единицу длины элемента) в десятк и тысяч раз больше, чем теплопроводность, например, Си,

мента жидкий теплоноситель испаряется с поглощением теплоты, а в охлаждаемой части элемента пар, перетекающий из зоны испарения, конденсируется с вьщелением теплоты.

Печь работает следующим образом.

В рабочем положении печи каждая сторона теплопередающего элемента 5 омывается потоками, имеющими различную температуру. Одна сторона потоком с высокой температурой образует зону подвода тепла, которое передается через стенку оболочки к заполняющему элемент веществу и обусловливает протекание процесса испарения рабочего вещества. Образовавщиеся пары накапливаются в центральной зоне элемента и перемещаются в осевом направлении в сторону меньшего давления. Другая сторона теплопередающего элемента находится в зоне с более низкой температурой и образует зону отвода тепла.

Ag или А1 и достигает (м,к,) 45 Поэтому при сливе расплава термические напряжения в сливном узле резко уменьшаются,

Конструкция теплопередакмцв(го элемента мала по габаритам, компактна и легка по весу, почти полностью воспроизводится температура входа за счет аномально высокой теплопроводи- мости и обеспечивает эффективный теп лосброс.

50

55

Предлагаемая конструкция индукционной плавильной печи позволяет за счет использования тепла расплава для нагрева сливного узла ослабить

которое передается от конденсирующего рабочего заполнителя через разделяющую оболочку элемента сливному устройству. Сконденсировавшееся рабочее вещество в виде жесткости перемещается из зоны конденсации в зону испарения, где превращается в пар. Движение пара от зоны испарения в зоне конденсации происходит за счет разности температур в зонах испарения и кон- де;нсации. Возвращение жидкости в зону испарения осуществляется за счет силы тяжести, либо под действием капи- лярной разности давлений по капштяр5 ной структуре (фитилю), расположенной внутри на стенках теплопередающего элемента (не показано). В герметичной оболочке теплопередающего элемента осуществляется замкнутый цикл цирку0 ляции рабочего вещества,

Высокотемпературнь1й теплоноситель для заполнения теплопередакицего элемента 5 выбирается так, чтобы его температура кипения была ненамного

0

ля 3 на уровне его заполнения расплавом.

В связи с тем, что температура конденсации пара равна температуре кипения высокотемпературного теплоносителя, по всей высоте элемента 5 ус-- танавливается практически одинаковая температура. При этом сливной носок 4 подогревается за счет тепла, отдаЭффективная теплопроводность тепло- передающего элемента 5 (отношение плотности теплового потока через 40 теплопередающий элемент к падению температуры на единицу длины элемента) в десятк и тысяч раз больше, чем теплопроводность, например, Си,

Ag или А1 и достигает (м,к,) 45 Поэтому при сливе расплава термические напряжения в сливном узле резко уменьшаются,

Конструкция теплопередакмцв(го элемента мала по габаритам, компактна и легка по весу, почти полностью воспроизводится температура входа за счет аномально высокой теплопроводи- мости и обеспечивает эффективный теп лосброс.

50

55

Предлагаемая конструкция индукционной плавильной печи позволяет за счет использования тепла расплава для нагрева сливного узла ослабить

термические напряжения в сливном узл и тем самым предотвратить образования в нем треощн и разрушений и исключить настылеобразование в сливном узле и подстывание металла, а следе- вательно, достигнуть наилучших эксплуатационных качеств и производственных результатов.

Формула изобретения

Индукционная плавильная печь, включающая футерованный корпус с во- доохлаждаемым индуктором, внутри которого расположен плавильный тигель

ш

со сливным носком, имеющим подогреватель, отличающаяся тем, что, с целью повышения стойкости и долговечности сливного носка, подогреватель вьтолнен в виде герметичного сосуда, расположенноро внутри футеровки верхней части тигля и сливного носка, подогреватель выполнен в виде герметичного сосуда, расположенного внутри футеровки верхней части тигля и сливного носка, частично заполненного жидким теплоносителем, имеющим температуру кипения ниже температуры нагрева наружной стенки верхней части тигля.

А-А

Ж

Пар Жидкость

m

Зона магрева (испарения)

Зона переноса

Редактор В.Иванова

Составитель М.Вилкова

Техред Н.Глущенко Корректор М.Пежо

Заказ 7633/42Тираж 544 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская, наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

шт

Зона oyt-AamdcHifff (HQfideHcat uu

Фиг. 2

Изобретение относится к области металлургии, и в частности к индукционным плавильным печам. Цель изобретения - повышение стойкости и долговечности сливного носка. Сливной носок 4 индукционной плавильной печи подогревают за счет тепла, отдаваемого парами высокотемпературного теплоносителя при его конденсации, который частично заполняет рабочее пространство герметичного сосуда 5, расположенного внутри футеровки верхней части тигля и сливного носка 4, Конструкция печи позволяет ослабить термические напряжения в сливном носке и тем самым предотвратить образование в нем трещин и разрушений, исключить настылеобразование в сливном носке и подстывание металла. 2 ил. i (Л