Индукционная канальная печь Советский патент 1988 года по МПК F27D11/06 

А-А

со

00 4 СЛ

Изобретение относится к области металлургии, в частности к конструкциям индукционных канальных печей.

Цель изобретения - повышение про- с изводительности и надежности печи.

На фиг. 1 дана схема предлагаемой печи; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг. 3 - печь, в которой входящий и выходящий участки канала расположе- ю ны взаимнб перпендикулярно в плоскости канала; на фиг. 4 - то же, расширение сформировано в устье канала; на фиг. 5 - то же, Г-образный метал- лопровод расположен в зоне соеди- 1Г нения расширения с входящим участком канала; на фиг. 6 - разрез Б-Б на фиг. 5.

Индукционная канальная печь содерВ тигель 1 и сообщающийся с ним

канал 2 заливают свинцовый сплав температурой 32р С. Включают индуктор 3. В жидкометаллическом витке, замыкающемся по контуру тигель 1-канал 2-камера 4-канал 2-тигель 1, индуктируется электрический ток. Для перемешивания сплава включают электромагнит. При взаимодействии внешнего магнитного поля с электрическим током в областях спада магнитного поля - на входящем участке 5 канала и в камере 4 - под действием момента электромагнитных сил образуются вихри, имеющие разную интенсивность (интенсивность вихря в камере в А-9 раз превьш1ает интенсивность вихря на входящем участке

жит тигель 1, плавильный канал 2, со- 20 канала). Это обуславливает возникноВ тигель 1 и сообщающийся с ним

канал 2 заливают свинцовый сплав температурой 32р С. Включают индуктор 3. В жидкометаллическом витке, замыкающемся по контуру тигель 1-канал 2-камера 4-канал 2-тигель 1, индуктируется электрический ток. Для перемешивания сплава включают электромагнит. При взаимодействии внешнего магнитного поля с электрическим током в областях спада магнитного поля - на входящем участке 5 канала и в камере 4 - под действием момента электромагнитных сил образуются вихри, имеющие разную интенсивность (интенсивность вихря в камере в А-9 раз превьш1ает интенсивность вихря на входящем участке

Изобретение относится к области металлургии, в частности к конструкциям индукционных канальных печей. Цель - повышение производительности и надежности печи. Индукционная канальная печь содержит плавильный канал 2, в котором сформирована камера 4, зона соединения которой с входящим участком 5 канала 2 расположена в зазоре между полюсами электромагнита 6. При взаимодействии электрического тока с поперечным магнитным полем в областях его спада в ка мере 4 и в участке 5 канала 2 образуются два вихря, обусловленные действием момента электромагнитных сил, имеющие разную скорость и кинетическую энергию, пропорциональную квадрату сечения канала на участках формирования вихрей, что приводит к транспортированию металла вдоль канала в направлении камеры 4. Это позволяет увеличить плавильную производительность печи на 30-40% за счет снижения гидравлического сопротивления металлотракта и повысить надежность ее в работе за счет устранения термических напряжений и перегрева металла в канале 2. 4 з.п. ф-лы, 1 табл.,6 ил. е сл

25

30

35

общающийся с тиглем, охваченный индуктором 3. В полости канала 2 выполне- но расширение в виде камеры А, зона соединения которой с входящим участком 5 канала 2 расположена в зазоре между полюсами электромагнита 6. Выходящий участок 7 расположен параллельно входящему участку 5 канала. Кроме того, обозначены: 1 - ширина канала, L - ширина камеры, D - длина камеры, m - ширина полюса электромагнита, b - расстояние, на которое полюс электромагнита перекрывает камеру.

При взаимодействии электрического тока с поперечным магнитным полем в областях его спада образуются два вихря, обусловленные действием момента электромагнитных сил. Скорость в каждом из вихрей, его кинетическая энергия пропорциональны квадрату сечения канала на участке формирования вихря. За счет разности энергий вихря на входящем участке канала и вихря, образованного в камере, проис- 45 ходит транспортирование металла вдоль канала в направлении вращения большего вихря.

Интенсификация движения металла достигается за счет частичной передачи энергии вихря, вращающегося в камере, транзитному потоку металла, снижения гидравлического сопротивления металлотракта при уменьшении энергии

вение транзитного потока металла вдоль канала 2 в сторону вращения вихря в камере.

Гидравлическое сопротивление ме таллотракта в предлагаемом устройс ве значительно снижено за счет уме шения энергии и скорости вращения ного из вихрей, а также за счет округления поверхностей в полости меры и канала.

Для разливки металла мет.аллопро вод 8 устанавливают на участке сое динения камеры 4 с входящим канало 5 и реверсируют напряжение на элек ромагните 6.

Под действием электромагнитной лы сплав движется по металлопровод При этом кинетическая энергия вихр сформированного в камере, передает ся транзитному потоку, что повышае давление и увеличивает производите ность разливки.

Параметры работы печи приведены в таблице.

При использовании предлагаемого устройства в качестве плавильной печи камеру 4 располагают асимметр но относительно оси канала 2 так, входящий 5 и выходящий 7 участки 5Q канала взаимно перпендикулярны (фи Это обеспечивает снижение индуктив ного сопротивления жидкометалличес го витка и повышает электрический КПД печи. Камера 4 может быть расп

40

скорости вращения одного из вихрей, 55 ожена в устье канала 2 (фиг. 4),

и

а также за счет полного использования величины индукционного тока в канале .

Печь работает следующим образом.

Такое выполнение устройства позвол ет интенсифицировать тепло- и маесообменные процессы не только в ка нале, но и в тигле.

5

0

35

45

вение транзитного потока металла вдоль канала 2 в сторону вращения вихря в камере.

Гидравлическое сопротивление металлотракта в предлагаемом устройстве значительно снижено за счет уменьшения энергии и скорости вращения одного из вихрей, а также за счет округления поверхностей в полости камеры и канала.

Для разливки металла мет.аллопро- вод 8 устанавливают на участке соединения камеры 4 с входящим каналом 5 и реверсируют напряжение на электромагните 6.

Под действием электромагнитной силы сплав движется по металлопроводу. При этом кинетическая энергия вихря, сформированного в камере, передается транзитному потоку, что повышает давление и увеличивает производительность разливки.

Параметры работы печи приведены в таблице.

При использовании предлагаемого устройства в качестве плавильной печи камеру 4 располагают асимметрично относительно оси канала 2 так, что входящий 5 и выходящий 7 участки 5Q канала взаимно перпендикулярны (фиг.З), Это обеспечивает снижение индуктивного сопротивления жидкометаллическо- го витка и повышает электрический КПД печи. Камера 4 может быть распо40

Такое выполнение устройства позволяет интенсифицировать тепло- и мае, сообменные процессы не только в канале, но и в тигле.

При L - 2 разность интенсивнос- тей вихрей в камере и на входящем участке канала незначительна, что не

обеспечивает требуемую скорость движе-с содержащая тигель, плавильный канал.

имеющий расширение с входящим и выходящим участками, индуктор, электромагнит и метллопровод, отличающаяся тем, что, с целью повьшхения производительности и надежности, электромагнит установлен в расширении канала на расстоянии 0,7- 1,0 ширины каиала от начала его расширения. I

НИИ металла вдоль канала.

При L 31 скорость транзитного течения металла повышается, однако увеличивается индуктивное сопротивление жидкометаллического витка, что ухудшает электрический КПД печи.

При 0,71 больший вихрь замыкается в полости камеры и уменьшается динамический напор в выходящем канале.

При D 2, неполностью используется энергия вращения большого вихря вследствие его пережима стенками камеры.

При m ; Т уменьшается величина момента электромагнитных сил, обуславливающих вихреобразование.

При m ) 1,51 непроизводительно, увеличивается мощность электромагнита.

Применение изобретения позволяет увеличить плавильную производительность печи на 30-40% за счет снижения гидравлического сопротивления ме таллотракта и повысить надежность ее в работе за счет устранения термических напряжений и перегрева сплава в канале.

380 220 1500 50 100 0,3 135 35 0,37

380 220 1500 50 125 0,3 150 42 0,65

380 220 1500 50 150 0,3 200 50 0,7

380 220 1500 50 75 0,3 100 25 0,11

Формула

4 3 о

б-ретения

имеющий расширение с входящим и выходящим участками, индуктор, электромагнит и метллопровод, отличающаяся тем, что, с целью повьшхения производительности и надежности, электромагнит установлен в расширении канала на расстоянии 0,7- 1,0 ширины каиала от начала его расширения. I

21 2,71 0,71 60 MM

2,51 31;

0,851; 60 MM

L 31; D 41; b 1; m 60 MM

1,51;

21;

0,51; 60 MM

380 220

1500 50

200 0,3 250

Примечание

U - напряжение на индукторе; напряжение на электромагните i 1ц - ток в канале; В., - индукция в зазоре электромагнитаj V - скорость движения металла в канале.

П; ололж( ние таблицы

0,23

L D

b m

45; 51; 1,31;

60 MM

Фиг.1

Фиг.

Фиг. 5

Фиг. 6