Индукционная печь Советский патент 1981 года по МПК F27D11/06 

Изобретение относится к металлур гии, в частности к конструкциям индукционных печей для плавки окисных огнеупорных материалов. Известна индукционная печь для плавки полупроводниковых материалов, содержащая индуктор охватывающий металлический водоохлаждаемы тигель, выполненный в виде горизонтальной цилиндрической лодочки, имеющей плавильную и выпускную по.ло i ти .с выпускным отверстием р J, Однако при сливе расплава из известной печи струя расплава в проце се прохождения от ванны до сливного носка успевает остыть, теряет жидкотекучесть и застывает в виде настьшей, препятствующих вьтуску.Кроме того, по поверхности расплава поперек оси кюветы время от времени возникают каналы проводимости с ток шунтирующим индуктирующий ток на внутренней поверхности кюветы. Это приводит к колебаниям температуры ванны расплава, а также электрического режима печи в целом. Цель изобретения - улучшение условий выпсука расплава из печи и стабильности процесса плавки. Эта цель достигается за счет того, что полость вбшускного участка тигля имеет переменное и уменьшающееся к выпускному отверстию сечение, причем горизонтальный осевой размер в поперечном сечении по всей длине тигля одинаков. На фиг.1 показана индукционная печь, разрез; на фиг.2 - разрез А-Ана фиг.1; на фиг.З - разрез Б-Б на фиг,1. Индукционная печь содержит индуктор 1, охватывающий водоохлаждаемый тигель 2 из металла с высокой электропроводностью, например, из меди. Тигель 2 выполнен в виде незамкнутого горизонтального цилиндра с верхней продольной щелью. Он может наклоняться под углом 10-15 к горизонту, поворачиваясь вокруг оси 3 с помощью механизма наклона,которым служит поворотньй рычаги 4, Под индуктором внутренняя полость тигля 2 имеет две зоны вдоль оси. Первая имеет цилиндрическое сечение, вторая - уменьшающееся сечение слева направо, причем форма сечения сложной конфигурации. Это сечение образуют детали 5,6 и 7 изготовленные из меди и припаянные к внутренней поверхности тигля. На левом торце тигля имеется заглушка 8, выполненная из огнеупорного материала или из меди, охлаждаемой водой. Кроме того, печь может иметь бункер 9 с шихтой переплавляемого материала. Печь работает спедукщим образом. Первая зона печи служит для расплавления шихты и накопления распла ва. Шихта поступает из бункера 9 под индуктор 1 через верхнюю продол ную щель тигля, которая служит и дл проникновения электромагнитного поля внутрь тигля. Это поле индуцируе ток в расплаве. Ширина щели выбирается только из соображений электр ческой прочности, так как в щели имеется электрическое поле, определяемое разностью потенциалов противолежащих кромок щели. Поскольку воздух над расплавом термоионизирован щель не должна быть уже 15 мм Шихта расплавляется под индуктор с образованием ванны расплава и гар ниссажа.По мере поступления новых порций шихты расплав переполняет ва ну и растекается по тиглю. Слева расплав ограничивает заглушка 8, которая должна быть установлена от торца индуктора на расстоянии не меньше его радиуса, чтобы не испытывать на себе влияния краевого пол индуктора. Справа расплав ничем не ограниче и поступает в зону тигля, служащую для перегрева и выпуска расплава, Подовая часть этой зоны 5 имеет ф му конического лотка и заканчивает ся на торце сливным носком. Она сл жит для формирования струи расплав и зада1тя траектории ее движения. Сводовая часть этой зоны служит тол ко для уменьшения сечения полости. Форма поверхности элементов 6 и сводово1| части должна быть такой, чтобы обеспечить возможно меньшие 4 градиенты напряженности электрического поля в полости тигля. Уменьшение поперечного сечения полости обеспечивает перегрев расплава при прохождении его по лотку к сливному носку. Глубина лотка в любом сечении должна быть больше глубины проникновения тока в перегретый расплав,так как в противном случае падает электрический КПД индукционного нагрева. Обязательным условием успешной работы печи является постоянство зазора между индуктором и внешней поверхностью тигля, т.е. должна быть соблюдена цилиндричность внешней поверхности. Расплав из зоны плавления попадает в зону перегрева либо в результате переполнения емкости ванны, либо при наклоне тигля вращением его вокруг оси 3 с помощью рычага 4. Поскольку перегрев расплава связан прямой зависимостью со временем пребы-вания его в зоне перегрева, то очевидно, что при выпуске расплава наклоном тигля перегрев меньше, чем при сливе переполнением ванны. Изменяя скорость движения струи по ЛОТКУ.можно регулировать температуру перегрева расплава. Шунтирующий ток поверхностного разряда, проходящийпоперек ванны расплава, снижен до минимума при предпагаемых условиях плавки тем, что зеркало расплава на всем протяжении тигля имеет постоянную ширинуj равную диаметру первой зоны, а уровень расплава в процессе плавки и выпуска не поднимается выше продольной оси тигля. Формула изобретения Индукционная печь дпя плавки окисных материалов, содержащая индуктор, охватывающий металлический водоохлаждаемый тигель, представляющий собой горизонтальный цилиндр, разрезанный сверху вдоль оси и образующий цилиндрическую внутреннюю плавильную полость и полость выпускного участка с выпускным отверстием, отличающаяс я тем, что с целью улучшения условий выпуска расплава из печи и стабильности процесса плавки, полость вьтускного участка тигля вьтолнена переменного с уменьшением к выпускно