Тигель для гарниссажной печи Советский патент 1978 года по МПК C21C5/56 

(54) ТИГЕЛЬ ДЛЯ ГАРНИСАЖНОЙ ПЕЧИ

1

Изобретение относитея к области нолучения металлов и силавов, нреимущественно содержащих высокоактивные компоненты в тигельных электродуговых печах.

Известен тигель для электродуговой плавки металла и енлавов, состоящий из рабочей части, выполненной из иемагнитного снлава (например, медн), в котором размещен переплавляемый материал, и металлического кожуха, окружающего рабочую часть тигля и образующего вместе с ней герметичную полость, внутри которой циркулирует охлаждающая жидкость и вмонтирован один или несколько э.тектромагнитов, приводящих расплавленный в тигле металл в движеиие 1.

Однако вероятность возникновеиня вторичных дуг между тиглем и гарнисажем, приводящих к усиленному износу рабочей части тигля и даже к аварийному его нронлавлению, так как носле каждой плавки гарнисаж вследствие усадки удаляется от стенок и дна тигля. Ухудшает электрический контакт между тиглем и гарписажем. Кроме того, недостаточно иптенсивеи процесс плавления, так как не пропсходит перемешивания глубпнпых слоев металла магпитогидродипамическими силами. Контакт с тиглем обычно происходит но окружности в верхней части гаринсажа, по так называемой короне, которая разогревается и примыкает к стенкам тигля в первую очередь. Это обуславливает радиальное растекание тока в жидкой ванне и гарнисаже от дугового нятна, размещенного в центре тигля, к иериферии тигля. Поэтому взаимодействовать с магнитным слоем встроенных в тигель соленоидов могут лишь верхние слои расилава, по которым протекает ток. Операция извлечения гарнпсажа после многократных плавок трудоемка.

Целью изобретения является увеличение стойкости тигля, интенсификация процесса плавления и снижение трудоемкости операции извлечения гарнисажа из тигля.

Поставленная цель достигается тем, что кориус тигля выполнен из магнитного материала, в донную часть тигля по его оси встроена труба из магнитного материала, герметично соединенная с тнглем и корпусом, а в трубу установлен стержень из материала, способного свариваться с перенлавляемым материалом.

На фиг. 1 изображен предлагаемый тигель в разрезе по его вертикальной оси симметрии; на фиг. 2 - направление линий электрического тока и магнитных полей в

тигле; иа фиг. 3 - форма гарнисажа после плавки и ирофиль ваииы в тигле.

Тигель 1 для гариисажной плавки выполиеи из пемагиптного материала, в который помещают переплавляемый материал и плавят его электрической дугой. Тигель 1 выполиеи в виде кругового или эллипсного цилипдра, который окружеи металлическим корпусом 2, герметически соедииеиным с тиглем. В образовавшейся полости иомещены электромагпиты 3 для ириведепия в движение расплавлепиого материала. Магнитиая ось электромагнитов может совпадать с вертикальной осью тигля (один и более соленоидов) для создания продольного магнитного поля либо может быть расположена под углом к вертикальной оси при воздействии на расплав поперечным магнитным полем. Полость, образованная тиглем 1 и корпусом 2, охлаждается жидкостью, наиример водой, которая поступает в тигель извне.

В донной части тигля встроена труба 4, герметично соединенная как с тиглем 1, так и с корпусом 2. Труба 4 и корпус 2 пзготовлены из магнитного материала и представляют в совокупности магнитопровод для помещенных внутри тигля электромагнитов 3. В сквозное отверстие трубы, соосное с вертикальной осью симметрии тигля, вставлен и жестко закренлеи посредством конусной посадки стержень 5 из материала, сиособного свариваться с переплавляемым материалом. Стержень изготавливается из переплавляемого сплава или блпзкого ему по химическому составу. Стержень сплавляется с гарнисажем и обеспечивает надежиое механическое и электрическое соединение его с тиглем. Стержень должен быть минимального сечения и надежно охлаждаться жидкостью, циркулирующей в полости тигля, чтобы предотвратить проплавление стержней 5 и вытекание расилава из тигля.

Тигель для гарнисажиой плавки действует следующим образом.

В тигель перед плавкой загружают переплавляемый материал, зажигают на него дугу от расходуемого или перерасходуемого электрода, раснлавляют материал, включают электромагниты 3, которые приводят расплав в движение, что усредняет химический состав снлава и увеличивает объем жидкости ванны, а затем полученный расплав сливают.

Полученный гарнисаж сплавляется со стержнем бив последующих плавках надежно притягивается усадочными усилиями к дну рабочей части тигля 1. Ток от дугового источника нагрева проходит через переплавляемый материал не радиальпо, к стенкам, а вертикально к дну, сплошными линиями. Магнитопровод, образованный корпусом 2 и трубой 4, направляет магнитные силовые линии Н электромагнита 3 радиально и наклонно к вертикальной оси. При этом напряженность магнитного ноля Н в нижних слоях переплавляемого материала больше, чем в верхних.

Поскольку ток / с увелнчеиием глубины

ванны расплавляемого материала не изменяется, а напряженность магнитного ноля Я возрастает, на нижние слои действует большая магнитогидродипамическая сила, чем на верхние. Эффект пере.мешивания усиливается е приближением к дну и стенкам рабочей части тигля 1. Такой вид перемешивания позволяет получить ванну большого объема, имеющую плоское или даже слегка выпуклое дно. После плавки гарнисаж

вследствие усадки равномерно отходит от стенок тигля и прижимается к дну тигля, что подготавливает наглядный гарантированный контакт гарнисажа с тиглем и донной части, для носледующих нлавок. Гарнисаж в предлагаемом тигле может быть легко извлечен нажатием на стержень снизу вверх.

Формула изобретения

Тигель для гарнисажной печи, выполненный из немагнитного материала, окруженный корпусом с образованием герметичной полости с установленными в ней электромагнитами, отличающийся тем, что, с целью увеличения стойкости тигля, интенсификации ироцесса плавлеиия и снижения трудоемкости операции извлечения гарнисажа из тигля, корнус тигля выполнен из магнитного материала, в дойную часть тигля по его оси встроена труба из магнитного материала, герметично соединенная с тиглем и корнусом, а в трубу установлен стержень из материала, снособного свариваться

с переплавляемым материалом.

Источ} ики информации, принятые во внимание ири экспертизе

1. Патент США № 3019274, кл. 13-31, 1970.