Индукционная тигельная печь Советский патент 1989 года по МПК F27D11/06 

СП

сл

о

ГчЭ 01

315

Изобретение относится к металлургии, в частности к конструкции индукционной тигельной иечи.

Цель изобретения - снижение металлоемкости и увеличение надежности при эксплуатации.

iia фиг. 1 изображена печь, общрпЧ вид; на фиг.2 - вид по стрелке Л на фиг;1i на фиг.З - подвижной каркас, на фиг.4 - то же, вид в плане; на фиг.5 - графическая схема распределения нагрузок по вертикальным стойкам при наклоне каркаса.

Индукционная тигельная печь содержит индуктор 1, тигель 2 со сливным носком 3, вставленный в подвижной каркас А, подвешенный на раме 5 к основанию 6 через ось 7 и огшрающийся на плунжер 8 механизма наклона. Под- впжной каркас 4 выполнен в виде верхнего горизонтального кольца 9, соединенного вертикального стойками 10 с нижним горизонтальным кольцом 11. Вертикальные стойки 10 подвижного карка- са 4 снабжены упор}1ы а винтами 12 для радиального обжима индуктора 1 и тигля 2.

Верхнее 9 и нижнее 1 1 горизонта.пь- пые кольца выполняют обычно коробча- того поперечного сечения, а вертикальные стойки 10 - двутаврового поперечного сечения.

Печь работает следующим образом. 35 Расплав находится в тигле 2. Для слива расплава приводятся в действие плунжеры 8 механизма наклона. Рама 5, на которой подвешен- подвижной каркас 4, поворачивается вокруг оси 7 на ос-40 новании 6j и через с:п5вной носок 3 происходит слив рс1С11лава в технологическую емкость.

При наклоне подвижного каркаса 4 с тиглем 2 вертикальные.стойки 10 нахо-45 дятся в сложном напряженном состоянии и загружены неравномерно в зависимости от их расположения в плане по окружности вокруг тигля 2.

V1-,50

Упорные винты 12 в вертикальных стойках 10 обеспечивают радиальный обжим индуктора 1 и тигля 2 в под - вижном каркасе 4 для компенсации электродинамических усилий в индукторе 1 г и тепловых расширенш тигля 2.

Упорные винты 12 обусловливает наличие перерезыва1011Ц1х сил в вертикальных стойках 10.

Условия прочности каркаса 4 определяются путем подбора площади поперечного сечения вертикальных стоек

Как видно из схемы нагружения (фиг. 5), одна часть вертикальных стоек находится в сжатой зоне, а другая - в растянутой.

Для выбора площади поперечного сечения каждой стойки необходимо решить статически неопределимую задачу (так как число вертикальных стоек 10 более 3).

В общем виде система линейных уранений, описывающая равновесное состояние, записывается в виде

.0,(1)

п I: ; R созо(; 1 ; (2)

i 1

(Р,.-Р, )k.R-(coso((,), СЗ)

где i 2 - п (для уравнения (3)), п - число вертикгшьных стоек; К среди {ньш радиус вертикальных стоек; - угол расположения стойки в

плане (фиг.5);

k - тангенс угла наклона (фиг.З) Решение системы линейных уравнений позволяет получить распределение нагрузок на вертикальные стойки 10 подвижного каркаса 4, а следовательно, вывести зако1сомерность для определения площади поперечного сечения каждой вертикальной стойки 10 в зависимости от расположения ее по отношению к оси, проходящей через сливной носок 3 и центр тигля 2

Решение проведено для различных вариантов расположения и числа вертикальных стоек в каркасе.

На основании выявленной закономерности распределения нагрузок по вертикальным стойкам в зависимости от места их расположения по окружности вокруг тигля предлагается выбор площади поперечного сечения вертикальной стойки по формуле

F max (l, Fjcos o(.|),

где F. - площадь поперечного сечения i-й стойки,

Fj, - площадь поперечного сечения вертикальной стойки, расположенной на оси плана подвижного каркаса, перпенd: F

51515025

дикулярной оси, проходящей через сливной носок в центр тигля;

площадь поперечного сечения вертикаль)1ой стойки, расположенной на оси, проходящей через сливной носок и центр тигля центральный угол расположения вертикальной стойки в плане при начале отсчета от точки, противоположной сливному носку на оси, проходящей через сливной носок и центр тигля.

PR .

10

15

F

PR

30

f t ilcos.;( де P - суммарное усилие радиального 20 обжатия тигля, воспринимаемое вертикальными стойками каркаса; d - допускаемое напряжение на

изгиб для материала верти- 25 кальных стоек каркаса , Р - суммарное усилие на подвижной каркас от массы тигля с расплавом п - число вертикальных стоек

подвижного каркаса. В качестве примера рассмотрим ин- укционнуьэ тигельную печь ИЧТ-10/4,0 И1.

Вертикальные стойки каркаса вьшол- ены из двутавра № 20К, ТУ14-2-24-72 Сталь горячекатаная. Двутавры и авры с параллельными гранями полок.

Площадь поперечного сечения верикальной стойки F 46,7 масса м длины q 36,6 кг/м; длина стойки

1,62 м , число стоек п 7, мас- а одной стойки m q 1 59,29 кг; асса всех стоек каркаса тп , п-п 415 кг.

Определяется площадь поперечного ечения вертикальных стоек в соотетствии с формулой (F, F, (coso(l) получают массу облегченноо каркасаJQ

hj p. Z ( + 1). m

35

40

45

ш 1

Р

п

но пе ко во пе

Ф

вк ин ка ны ти щ ло пр ки по от кр но ст

гд

щ ст пе ко

.0,3169+0,3169+0,0915+0,21+0,21 .., 0,3969

х59,29 246 кг.

2ч6 415

) 100% 40%.

Предлаг аемая конструкция подвижного каркаса индукционно1{ тигельной печи позволяет снизить металлоемкость, уменьпшть нагрузки на привод наклона и увеличить надежность печи.

Формула изобретения

15

R

- 20 251, Индукционная тигельная печь, включающая тигель со сливным носком, индуктор, опрокидывающий механизм, каркас с вертикальными однопрофильными стойками, расположенными вокруг тигля по окружности, отличающаяся тем, что, с целью металлоемкости и увеличения надежности при эксплуатации, вертикальные стойки выполнены с разновеликой площадью поперечного сечения в зависимости от расположения их по окружности вокруг тигля, причем величина поперечного сечения каждой вертикальной стойки равна

F, max 1

где Fj.

(Fj,, cos о/; ),

площадь поперечного сечения вертикальной стойки, расположенной на оси плана подвижного каркаса, перпендикулярной оси, проходящей через сливной носок и центр тигля;

F - площадь поперечного сечения вертикальной стойки, расположенной на оси, проходящей через сливной носок и ось тигля;

о(; - центральньй угол расположения вертикальной стойки в плане при начале отсчета от точки, противоположной сливному носку на оси, проходящей через сливной носок и ось тигля.

2. Печь по п. 1, отличающаяся тем, что вертикальные стойки выполнены в виде пластин переменной по окружности толщины, которая определяется по формуле

nax(F o F , i cos d-1)

c/

ir-D

Изобретение относится к металлургии,в частности к конструкциям индукционной тигельной печи. Цель изобретения - снижение металлоемкости и увеличение надежности при эксплуатации. Печь содержит индуктор 1, тигель 2, подвижный каркас, состоящий из верхнего и нижнего горизонтальных колец, соединенных вертикальными стойками 10, имеющими двутавровое поперечное сечение. При наклоне подвижного каркаса вертикальные стойки 10 находятся в сложном напряженном состоянии и загружены неравномерно в зависимости от их расположения в плане по окружности вокруг тигля, причем предложена формула, по которой можно определить величину поперечного сечения каждой вертикальной стойки. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

Следовательно, можно уменьщить массу каркаса на

где D - средний диаметр расположения пластин.

V

1 Ч I I

I и

11 iM |l

- iVlV

Й In

rn

.1

W1Q

n

Фие.З