Магнитодинамическая раздаточная печь Советский патент 1988 года по МПК H05B6/20 B22D39/00 

/7

СО

сх

оо

113

Изобретение относится к устройствам для плавления и разливки металла в литейные формы и другие металло- приемники.

Целью изобретения является повьше- ние КПД и упрощение эксплуатации.

На фиг. 1 изображена магнитодина- мическая раздаточная печь с V-образ- ным плавильным каналом, продольный разрез; на фиг. 2 - то же, поперечный разрез; на фиг. 3 - сечение А-А на фиг. I, вид сверху.

Магнитодинамическая5 раздаточная печь состоит из ванны 1, V-образного плавильного канала 2, замкнутого магнитопровода 3, охватывающего плавильный V-образный канал с обмоткой 4, питаемой переменным током, разомкнутого магнитопровода 5 с обмотками 6, питаемыми переменным током той же частоты, в зазоре которого в суженно в виде желоба части 7 ванны между отверстиями плавильного канала установлена огнеупорная трубка 8 с отвер стием 9 для выхода жидкого металла в металлопровод 10 и электроизоляционной перегородки 11, делящей ванну на две части, при этом через трубку 8 соединяются обе части ванны.

В случае стацио трной установки сливного трубопровода 10, электроизоляционная перегородка J1 может быть выполнена как одно целое с трубопроводом и разделять емкость на две равные части.

Длина трубки 8, охватываемого полюсами разомкнутого магнитопровода 5 выбирается из условия обеспечения доступа инструмента для прочистки.

Электроизоляционная перегородка 1 предназначена для образования необходимой плотности тока в трубке 8 в нижней части ванны I.

Выемки 12 в боковых стенках ванны предназначены для доступа инструмента при прочистке V-образных каналов.

Магнитодинамическая раздаточная печь работает следующим образом.

В ванну I заливают жидкий металл, который заполняя V-образный плавильный канал 2 и трубку 8 в нижней части ванны 1, образует короткозамкну- тый виток, являющийся вторичной обмоткой замкнутого магнитопровода. Для нагрева, плавления и транспортировки металла осуществляют включение обмотки А замкнутого магнитопровода 3 на переменное напряжение

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

при этом в металле по плавильному /-образному каналу 2, ванне I и каналу трубки 8 протекает электрический ток, наводимый замкнутым магнитопро- водом 3 в жидком металле, как во вторичной обмотке трансформатора, первичной обмотки которого является обмотка 4.

При транспортировке металла из магнитодинамической раздаточной печи в приемник (не показан) включаются обмотки 6 разомкнутого магнитопро о- да 5 на переменное напряжение той же частоты, что и питание обмотки 4. В зазоре разомкнутого магнитопровода 5 создается магнитный поток, совпадающий по фазе с током в канале трубки 8 и направленный таким образом, что создается электродинамическое давление, выталкивающее металл в сливной трубопровод 10. Металл через металлопровод 10 подается в приемник. Величина развиваемого давления регулируется изменением напряжения питания обмоток разомкнутого магнитопровода, например, с помощью трансформатора. Можно также в случае необходимости регулировать давление путем изменения велич ины напряжения, подаваемого на обмотку замкнутого магнитопровода или сдвига фаз между током в металле и магнитным потоком, созданным разомкнутым магнитопроводом.

Транспортировка металла в приемник прекращается реверсированием обмоток 6 разомкнутого магнитопровода 5 или отключением обмоток разомкнутого 6 или замкнутого 4 магнитопрово- дов.

Для нагрева и плавления металла обмотка 4 замкнутого магнитопровода 3 остается включенной так же, как и в режиме транспортировки, а реверсируются или переключаются на другое напряжение, сдвинутое по фазе только обмотки 6 разомкнутого магнитопровода 5, при этом электродинамическая сила меняет направление, что способствует перемешиванию жидкого металла.

Преимуществами печи по изобретению является то, что при транспортировке металла сливной металлопровод - стыкуется с отверстием огнеупорной трубки в суженной части ванны.

Такое конструктивное решение заставляет проходить весь электрический ток, индуцируемый в металле индукционной единицей через канал трубки. Взаимодействие этого тока с магнитным потоком, включая потоки выпучивания, образованным в зазоре разомкнутого магнитопровода, образует электромагнитное давление, направлен ное вверх. Металл двигается вверх по сливному металлопроводу, втягиваясь из обеих частей ванны, разделенных электроизоляционной перегород кой. Зона образования электродинамического давления расширена, исключена возможность образования завесы, т.е. фонтанирования металла возле наружной поверхности сливного метал- лопровода в нижней части ванны, что повьппает КПД устройства.

Электрический ток протекает только через жидкий металл в канале труб ки, который является активной зоной, а сливной металлопровод состыкован с отверстием в огнеупорной трубке и не образует активной зоны, а следовательно, не подвержен зарастанию и поэтому не прирастает к месту стыковки с огнеупорной трубкой. Кроме того, нагрев нижней части металлопро- вода везде равномерен. Все это упрощает эксплуатацию и увеличивает срок службы металлопровода и всего устрой ства.

Раздельные магнитопроводы индуктора и электромагнита позволяют создать магнитный поток в зазоре, совпадающий по фазе с током в активной части без потерь на компенсацию потоков и тем самым повысить КПД устройства в целом.

Перемешивание жидкого металла в предлагаемой магнитодинамической раздаточной печи происходит при снятом металлопроводе более интенсивно и более эффективно, так как и электроизоляционная перегородка и расположенная под ней суженная часть в виде огнеупорной трубки остаются на прежних местах. Плотность тока в канале трубки под перегородкой остается неизменной, а далее ток разветвляется на два направления - через отверстие в верхней части трубки и через горизонтальное (основное отверстие ее. Наложение магнитного поля на разветвленный ток в жидком металле создает электромагнитное давление, интенсивно нагнетающее жидкий металл в одну

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

из частей ванны. За счет образовав- гиегося перепада давлений в частях занны металл перемещается из одной части в другую через плавильный канал индукционной единицы, вызывая принудительный теплообмен металла и сокращая время нагрева металла в ванне, чем повышается КПД печи в целом.

Электроизоляционная перегородка в предлагаемом техническом решении делит ванну на две части и выполнена по всей высоте ванны, что позволяет полностью использовать ее как при режиме Заливка, так и при других режимах (Плавление, Перемешивание, Хранение) и заставляет весь электрический ток в металле проходить через канал трубки. Отсутствуют зоны, изолированные от горячего металла, что упрощает эксплуатацию и не требует дополнительных энергетических затрат на расплавление таких зон, чем также повышается КПД печи и повышаются эксплуатационные характеристики.

Формула изобретения

Магнитодинамическая раздаточная печь, содержащая ванну для расплавляемого металла, установленную под ней одинарную индукционную единицу, каналы которой устьями соединены с ванной, разомкнутый магнитопровод с обмотками переменного тока, предназ- начен}1ыми для подключения к источнику питания, частота которого совпадает с частотой источника питания индукционной единицы, а полюса магнитопровода охватывают суженную в виде желоба нижнюю часть ванны, металлопровод, установленный между устьями каналов и соединенньш с ее суженной частью, и электроизоляционную перегородку, разделяющую ванну между устьями каналов выше суженной части, отличающаяся тем, что, с целью повышения КПД и упрощения эксплуатации, в суженной части ванны установлена огнеупорная трубка с горизонтальным каналом и отверстием в месте соединения с металлопрово- дом, а выполненная по всей высоте ванны перегородка примыкает к ней.

фиг.2.

Изобретение относится к устройствам для плавления и разливки металла. Целью изобретения является повышение КПД и упрощение в эксплуатации. Печь содержит ванну I, плавильный канал 2, магнитопровод 3, индуктирующую в канале ток обмотку 4 и разомкнутый магнитопровод 5 с обмотками 6, охватывающий суженную в виде желоба часть ванны, в которой установлена огнеупорная трубка 8 с каналом и отверстием 9, соединенным с металло- проводом 10. Электроизоляционная перегородка 1I делит ванну на две части. Конструкция печи позволяет для вторичного тока образовать коротко- замкнуть1Й виток через канал огнеупорной трубки, что повьшает КПД и упрощает эксплуатацию. 3 ил.

А А

и

фиг.: