Индукционная печь для плавки тугоплавких оксидных материалов Советский патент 1991 года по МПК C03B5/27 

Изобретение относится к оборудованию для получения плавленных тугоплавких оксидных материалов, стекол и минерало- подобных композиций и может быть использовано в индукционных печах с холодными тиглями для плавки оксидных материалов на частотах тока 0,44...5,28 МГц (л.1)

Цель изобретения - повышение надежности печи.

На фиг 1 представлена предлагаемая печь; на фиг 2 - то же, вид сбоку, на фиг. 3 - то же, вид в плане с разрезом А-А; на фиг 4 - индукционная печь в работе, разрез; на фиг 5 - схема токов в элементах нагрузочного контура лампового генератора

Индукционная печь для ни L i v.r плавких оксидных материал,, i л i

НОВ ТКОВЫЙ ИНДУКТОР 1Ши. И

прямоугольный в плане тигг л с, 2 oi pir i, ный з виде набора U образны ROJ ч даемых трубок Трубки HI. ииаречы к водяному коллектору 3, на KOTODOM рас поло жены патрубки 4 подачи и слив воды Для проникновения эпектромагнитно о поля к расплаву секции тигля разделены NT жду собой зазорами 0,5 1,0 мм

Тигель 2 имеет выпускную см (и которой имеется сливное отоергтме 5 ai выпускной секции тигля 2, размещенная км же сливного отверстия 5, электричр ю сое динена с индуктором 1, nanpi мер

г (5

l-v

сварки трубки тигля с индуктирующим проводом, часть выпускной секции тигля 2, рас- положенная выше сливного отверстия соединена с заземляющей шиной 6 посредством болта 7.

Вся печь представляет собой цельнос- варенную конструкцию и работает следующим образом.

Внутри тигля 2 осуществляют стартовый нагрев, в результате которого образуется ванна оксидного расплава 8. При увеличении уровня ванны выше уровня выпускного отверстия расплав поступает на выработку и вытекает из тигля. Поскольку индуктирующий провод приварен к выпускной секции на уровне нижнего контура сливного отверстия, выпуск расплава осуществляется струей в слабое внешнее поле индуктора (фиг. 4).

Таким образом, индуктирующий провод и выпускная секция представляет собой единое целое и зазор между ними отсутствует, поэтому расплав вырабатывается за индуктор в область, где отсутствуют металлические элементы печи, которые могли бы сыграть роль электродов для возбуждения электрического пробоя. Поэтому надежность печи повышается.

В ламповых генераторах, служащих для плавки оксидов, применяют заземление нагрузочного контура (л.5), которое в зависимости от используемой схемы генератора может быть осуществлено в любой точке индуктирующего провода.

Целесообразно использование схемы со средней точкой индуктора. В этой схеме напряжение в любой тачке индуктирующего провода относительно заземленных участков печи, в частности холодного тигля, является минимально возможным. Например если напряжение на индукторе составляет 6 кВ, то при заземлении одной из шин индуктора между другой шиной и холодным тиглем разность потенциалов составляет . При заземлении средней точки индуктора Ли 3 кВ, т.е. в два раза меньше. В последнем случае надежность работы индукционной печи выше. Такая схема представлена в качестве примера на фиг. 5. Здесь же показана картина токов в элементах нагрузочного контура. При подаче напряжения на контур UK по заземляющей шине (выпускной секции) течет ток радиочастотного кабеля IK. Ток нагрузочного контура И протекает по индуктору, выпускной

секции и вновь по индуктору. Таким образом, индуктор и выпускная секция представляют собой единый токонесущий элемент. Поэтому печь такой конструкции можно назвать печью с индутор-секцией.

Выпускная секция служит заземляющим проводом индуктора. Металлические части, формирующие выпускное отверстие, заземлены, поэтому выпуск высокотемпературного расплава осуществляют в месте наименьшего потенциала относительно земли. В этих условиях электрические пробои не возникают и надежность печи повышается.

В данной конструкциии индукционной

печи устранен газовый зазор между индуктором и тиглем перед выпускным отверстием. Обычно этот зазор делают не менее 50 мм, так как его электрическая прочность

ухудшается по причине ионизации газа вокруг струи расплава. На других участках периметра индуктора зазор составляет 10-15 мм, т.е. в 3-5 раз меньше. В данном случае индуктор вплотную приближается к выпускной секции и зазор между ними отсутствует. Тем самым увеличивают коэффициент мощности печи на 20-105%, в зависимости от размеров индукционной системы. Это позволяет обеспечить работу описываемой печи при напряжениях индуктора на 10-40% меньше, чем на обычных печах. Работа на меньших напряжениях снижает вероятность пробоя газовых зазоров в печи, что дополнительно повышает надежность устройства с индуктор-секцией. Кроме того, при использовании печи с индуктор-секцией улучшается контроль за температурным режимом струи расплава, что важно для улучшения условий последующей обработки расплава.

Формула изобретения Индукционная печь для плавки тугоплавких оксидных материалов, содержащая

индуктор с заземляющей шиной и водоох- лаждаемый секционированный металлический тигель со сливным ортверстием в выпускной секции, отличающаяся тем, что. с целью повышения надежности печи,

часть выпускной секции, размещенная на уровне нижнего контура сливного отверстия, электрически соединена с индуктором, а расположенная выше сливного отверстия соединена с заземляющей шиной.

9

fl - -fli

Хк&3&х.&$к:,а

t|

V

U

t viroa i «гоа vffoa |

(нпндииэт н

ШУВ:

Гоиф

ГТх

V

i9ZfrQ9t

Li

Фиг. 5