Секционный охлаждаемый тигель для индукционной плавки Советский патент 1992 года по МПК F27D11/06 

Изобретение относится к металлургии, в частности к конструкции секционированных охлаждаемых индукционных тиглей.

Известен секционный охлаждаемый тигель для индукционной плавки, содержащий рабочую стенку, набранную из электрически изолированных одна от другой электропроводящих пластин клиновидной формы с одинаковым радиальным размером, и рубашку охлаждения, образованную внешней стороной пластин и оболочкой из неэлектропроводного материала, например из стеклопластика 1.

Известен также секционный охлаждаемый тигель для индукционной плавки, выбранный в качестве прототипа, содержащий рабочую стенку, выполненную из электроизолированных одна от другой электропроводных пластин, обращенных одной из торцовых поверхностей внутри тигля, рубашку охлаждения, расположенную коаксиально тиглю, патрубки подвода и отвода охладителя 2.

Недостатком известной конструкции является низкая надежность и, следовательно, недостаточно высокий срок службы тигля.

Целью изобретения является повышение надежности и срока службы тигля за счет эффективности охлаждения.

Поставленная цель достигается тем, что в секционном охлаждаемом тигле для индукционной плавки, содержащем рабочую стенку, выполненную из электроизолированных одна от другой электропроводных пластин, обращенных одной из торцовых поверхностей внутрь тигля, рубашку охлаждения, расположенную коаксиально тиглю, патрубки подвода и отвода охладителя, в боковой поверхности пластин выполнены сквозные окна прямоугольной или овальной формы со смещением по радиусу и высоте

Ё

VI

О

VI

00

тигля и с образованием ступенчатой внутренней поверхности для размещения охладителя, причем две боковые и торцовая, обращенная внутрь тигля, поверхности пластин покрыты слоем меди толщиной от 0,000125 до 0,01 глубины проникновения электромагнитного поля в медь.

На фиг.1 показан тигель, общий вид; на фиг.2 - то же, вид сверху; на фиг.З - продольный разрез А-А на фиг.2.

Секционный охлаждаемый тигель для индукционной плавки содержит рабочую стенку 1, выполненную из электроизолированных одна от другой электропроводных пластин 2, обращенных одной из торцовых поверхностей к садке 3. Кроме того секционный охлаждаемый тигель содержит рубашку охлаждения 4, расположенную коаксиально тиглю, и патрубки подвода 5 и отвода 6 охладителя. В боковой поверхности пластин 2 выполнены сквозные окна 7 прямоугольной или овальной формы со смещением по радиусу и высоте тигля и с обра- зованием ступенчатой внутренней поверхности 8 для размещения охладителя. Пластины 2 могут быть выполнены из материала с высоким значением глубины проникновения электромагнитного поля, например из немагнитной стали. Тогда три поверхности каждой пластины 2 - две боковые и торцовая, обращенная внутрь тигля, покрыты слоем меди 9 толщиной от 0,000125 до 0,01 глубины проникновения электромагнитного поля в медь.

Пластины 2 соединены между собой слоем клея 10, например ВК-20, с рабочей температурой ЗбО нанесенным на их боковые поверхности. Клей, заполняя промежутки между пластинами 2, герметизирует рубашку охлаждения 4 и одновременно обеспечивает взаимную электрическую изоляцию пластин 2. Садка 3 размещена на водоохлаждаемом поддоне 11 или кристаллизующемся слитке.

Секционный охлаждаемый тигель для индукционной плавки работает следующим образом.

При индукционной плавке вокруг тигля с помощью индуктора (на чертеже не показан) создают продольное переменное магнитное поле заданной частоты, которое проникает в садку 3 через промежутки между пластинами 2, заполненные клеем 10.

Охладитель, например вода, поступает через патрубок подвода 5 в рубашку охлаждения 4. Проходя про рубашке охлаждения 4 через сквозные окна 7, смещенные по радиусу и высоте тигля, охладитель омывает ступенчатую внутреннюю поверхность 8,

совершая по рубашке охлаждения 4 зигзагообразное движение.

Благодаря такому движению исключается застаивание охладителя во впадинах

ступенчатой поверхности 8. После омыва- ния ступенчатой внутренней поверхности 8 охладитель удаляется через патрубок отвода 6.

Наличие двухсторонней ступенчатой

0 поверхности 8 рубашки охлаждения 4 снижает вероятность появления застойных зон и тем самым повышает интенсивность циркуляции охладителя.

Покрытие пластин 2 слоем меди 9 улуч5 шает теплоотвод и повышает термостойкость пластины в случае их выполнения, например, из нержавеющей стали. Выполнение медного покрытия 9 только с трех сторон позволяет разомкнуть контур вихре0 вых токов в слое меди и уменьшить электрические потери, выделяющиеся в нем, так как, если покрытие будет нанесено со всех сторон и образует таким образом замкнутый контур, то точность электрических по5 терь в нем определится в зависимости от радиального размера пластины, а в разомкнутом контуре - только толщиной слоя, которая очень мала. Следовательно, электрические потери также будут невелики. По0 крытие толщиной менее 0,000125 глубины проникновения электромагнитного поля неэффективно, т.к. ухудшается теплоотвод, а покрытие толщиной более 0,01 глубины про- - никновения электромагнитного поля в медь

5 является пористым и, следовательно, не стойким при контакте в расплавленным металлом, что снижает качество выплавляемого металла.

Технико-экономическая эффективность

0 достигается за счет повышения надежности предлагаемой конструкции, обеспечиваемой более интенсивной циркуляцией охладителя по рубашке охлаждения, устранением перегревов во впадинах сту5 пенчатой поверхности, вследствие чего снижается образование солей в охладителе и оседание их на стенках рубашки охлаждения, что позволяет увеличить срок службы тигля по крайней мере в 2 - 3 раза. Кроме

0 того, предлагаемая конструкция позволяет уменьшить габариты тигля.

Формула изобретения 1. Секционный охлаждаемый тигель для индукционной плавки, содержащий рабо5 чую стенку, выполненную из электроизолированных одна от другой электропроводных пластин, обращенных одной из торцовых поверхностей внутрь тигля, рубашку охлаждения, расположенную коаксиально тиглю, патрубки подвода и отвода охладителя, о тличающийся тем, что, с целью повышения надежности и срока службы тигля, в боковой поверхности пластин выполнены сквозные окна прямоугольной или овальной формы со смещением по радиусу и высоте тигля и с образованием ступенчатой внутренней поверхности для размещения охладителя.

2. Тигель по п.1, отличающийся тем, что две боковые и торцовая, обращенная внутрь тигля, поверхности пластин покрыты слоем меди толщиной от 0,000125 до 0,01 глубины проникновения электромагнитного поля в медь.

11

Сущность изобретения: рубашка охлаждения образована сквозными окнами 7 прямоугольной или овальной формы, выполненными в боковой поверхности пластин 2 со смещением по радиусу и высоте тигля и с образованием ступенчатой внутренней поверхности, а патрубки подвода 5 и отвода 6 охладителя соединены с окнами 7 по крайней мере двух пластин, причем две боковые и торцовая, обращенная к садке, поверхности пластин покрыты слоем меди толщиной от 0,000125 до 0,01 глубины проникновения электромагнитного поля в медь. 3 ил.

;л«л

Л-.

А А (повернуто) 3

фиг.З