Индукционная печь Советский патент 1983 года по МПК F27D11/06 

.(54) ИНДУКЦИОННАЯ ПЕЧЬ

Изобретение относится к литейному производству, в частности, к кон струкциям индукционных печей для не прерывной плавки. Известна индукционная печь, соде жащая корпус, шахту с подиной, запа ненную электропроводной огнеупорной насадкой и имеющую шлаковую летку. В верхней зауженной части шахты, снабженной индукторст, работающим на токе средней или высокой частоты осуществляется подогрев шихты до температуры ее плавления.. Нижняя расширенная часть шахты, снабженная индуктором, работающим на токе низкой частоты, разделена вертикальной перегородкой с отверстиями в ее верхней части на зону плавления . и зону перегрева. Для расплава из сливного отверстия миксера служит желоб C lОднако известная печь сложна по устройству и в обслуживании. Затруд нителен ремонт футеровки, стойкость футеровки перегородки в нижней расш ренной части шахты не может быть высокой, так как перегородка с двух сторон омывается жидким металлом, имеющим разную температуру, при наличии нерасплавившейся шихты в шахТе печи, особенно в аварийных ситуациях, невозможно выпускать твердожидкий металл из зоны плавления через летку. Кроме того, не решена проблема выпуска ишака, который постепенно будет накапливаться в зоне плавления на уровне отверстий в перегородку перекрывая эти отверстия и затрудняя сход шихты из зоны подогрева в зону плавления, не оптимизированы конструктивные параметры печи. Целью изобретения является повышение стабильности, надежности, эффективности работы и увеличение производительности печи. Цель достигается за счет того, что в индукционной печи, содержащей шахту с подиной, заполненную электропроводной огнеупорной насадкой и имеющую основьой плавильный индуктор в нижней ее части и шлаковую летку, миксер с подиной и. сливным отверстием, соединенный с шахтой переходной леткой, миксер выполнен раздельно с шахтой и снабжен дополнительным индуктором, переходная летка выполнена на уровне подин шахты и миксера, а сливное отверстие миксера и шлаковая летка расположеы от нижнего торца основного плаильного индуктора соответственно а уровне 0,3-0,4 и 0,33-0,48 его ысоты, причем электропроводная огеупорная насадка выполнена на высоу, равную 0,36-0,56 высоты основого плавильного и,ндуктора. .

На чертеже изображена предлагаемая индукционная печь, разрез.

Индукционная печь содержит шахту 1 с подиной 2 и основным плавильным индуктором 3 в нижней ее части, миксер 4 с подиной 5 и сливным отверстием 6, соединенный с шахтой 1 переходной леткой 7. Миксер 4 выполнен раздельно с шахтой 1 и снабжен дополнительным индуктором 8, предназначенным для перегрева жидкого металла. Переходная летка 7 выполнена на уровне подины шахты и миксера, что позволяет жидкому металлу

поступать из нижней части Шахты 1 в нижнюю часть миксера 4 и поддерживать одинаковый уровень жидкого металла в шахте 1 и миксере 4 по способу сообщающихся сосудов.

Сливное отверстие 6 миксера 4. расположено от нижнего торца основного плавильного индуктора 3 на уровне h 0,3-0,4 его высоты h, в результате чего обеспечивается оптимальное расположение уровня жидкого металла в плавильной части шахты 1 и достигаются оптимальные величины производительности печи и температуры перегрева металла на выпуске.. .

Между витками основного индуктора 3 в шахте 1 выполнена шлаковая Летка 9, расположенная на уровне h 0,33-0,48h от нижнего торца основного плавильного индуктора 3, а шахта от подины 2 до уровня на высоте h 0,36-0,56 h заполнена электропроводной углеродосодержащей огнеупорной насадкой 10, например, боем угольных электродов. Такое размещение шлаковой летки 9 между уровнями жидкого металла и электропроводной углеродосодержащей огнеупорной насадки 10 в шахте 1 позволяет перегревать образующийся при плавке шихты шлак и свободно его выпускать через шлаковую летку, так как насадка 10 нагревается до более высокой .температуры, чем поступающий в нижнюю часть шахты 1 жидкий металл..

Высота основного плавильного индуктора h от нижнего его торца является определяющей в достижении требующихся показателей процесса плавки при .указанных оптимальных величинах h , h, , зависимых от h, и прочих оптимальных условиях. Для подогрева шихты, удаления влаги, сжигая масла и других горючих веществ и материалов, поступающих с шихтой, в шахте 1 выше плавильного индуктора 3 установлены Газовые горелки 11. Верхняя часть шахты 1 над индуктором 3 опирается на плиту 12 с опорными колоннами 13, а нижняя часть щахты 1 и миксер 4 размещены на плите 14, закрепленной к е К опорным колоннам 15.

Для выбивки подины 2 шахты 1 и облегчения ремонта футеровки предусмотрено открывающееся днище 16. Шихта загружается в шахту через загруQ зочное окно 17. Для ремонта футеровки миксера 4 и разогрева футеровки перед плавкой предусмотрена крышка 18, перекрывающая миксер 4. Выпуск жидкого металла в процессе плавки производится через отверстие 6 по

желобу 19, а в конце плавки чере-з летку 20 по желобу 21.

Индукционная печь работает следующим образом...

Перед началом плавки включается

0 .подача охлаждающей воды в индукторах 3 и 8, а затем при открытой крышке 18 в миксер 4 вставляется переносная горелка и горящим факелом прогревается футеровка миксера

5 4, подины 5, переходной летки 7, подины 2, и нижней части шахты 1. После прогрева футеровки переносная горелка вынимается и миксер. 4 перекрывается крышкой 18. В шахту

п 1 на подину 2 загружаются кусковые материалы электропроводной уГлеродсодержащей огнеупорной насадки 10 . на оптимальную высоту Ь-,,, которая контролируется мерками. Затем разжигаются горелки 11.

Футеровка верхней части шахты 1 нагревается. Далее через загрузочное окно 17 в шахту 1 загружают шихту, состоящую из металла и флюсов в соответствии с расчетами на

0 получение требуемой марки металла. После заполнения шахты 1 шихтой к индукторам 3 и 8 подается требуемое количество охлаждающей воды и электрический ток соответствующей час- .

5 тоты. .Нагретая продуктами сгорания газообразного топлива шихта доводится до температуры плавления и плавится в пределах верхней части расположения индуктора 3, а в нижнюю

Q часть расположения индуктора 3,

где размещена насадка 10, поступает жидкий металл, который здесь частич-. но перегревается и поступает через переходную летку 7 в миксер 4, где происходит его окончательный перегрев до требуемой температуры.

По мере плавления металла и прохода его через переходную летку 7 в миксер 4 при закрытой летке 20 происходит подъем металла в нижней

0 части шахты 1 и в миксере 4 до оптимального уровня h;j , на котором размещено сливное отверстие 6. При этом одновременно происходит и перегрев металла до требуемой темпера5 туры. Далее через сливное отверстие

6 происходит непрерывный выпуск .металла , а процессы плавления и перегрева стабилизируются с достижением требуемых производительности печи и температуры получаемого металла.

По мере накопления шлака при расположении шлаковой летки 9 на опти-. мальном уровне h происходит непрерывный его перегрев в нагретой насадке 10 и свободный выход через шлаковую летку 9. В конце плавки, когда весь твердый металл расплавится, о чем может свидетельствовать прекращение поступления жидкого металла через сливное отверстие б, и температура металла в миксере 4 и нижней части шахты 1 выровняется, открывают летку 20 и по желобу 21 сливают весь жидкий металл, который может использоваться для заливки отливок.

Без ремонта футеровки в таком сое тоянии печь можно многократно использовать для возобновления процесса плавки. Плавка может быть прекращена и при наличии твердой шихты в шахте 1. В этом случае следует лишь выпустить жидкий металл через летку 20. В дальнейшем плавку можно возобновить. В случае необходимости , когда требуется ремонт футеровки, после выпуска жидкого металла летку 20 следует открыть днище 16 и выбить подину 2-, в результате чего нижняя часть шахты 1 освободится от насадки 10 и после охлаждения футеровки можно производить ремонтные работы. Во всех случаях перед окончанием плавки выключаются горелки 11 сначала отключается, подача газообразного топлива, а затем воздуха.

Установлено, что оптимальными являются соотношение

Ъ. 0,3 - 0,4 h ho 0,33 - 0,48 h . h 0,36 - 0,56 h, что объясгняется следующим:

При h 0,3 h в плавильной части печи накапливается недостаточное количество жидкого металла для -обеспечения необходимого перегрева чугуна. .

При Ц 7 О,4 h снижается производительность плавильного агрегата за счет уменьшения объема шихты, расположенной в зоне индуктора.

При h.2. 0,33 h уменьшается зона нагрева жидкого чугуна, что приводи

к затруднению передачи холодного металла из -плавильного агрегата в миксер.

При 0,48 h резко снижается производительность печи за счет уменьшения зоны интенсивного индукционного нагрева и расплавления ших ты. При этом не происходит достаточный перегрев шлака, и затрудняет ся его выход через летку, появляется опасность образования моста из затвердевшего шлака.

При h 0,36 h нарушается нормальный ход плавки и перегрева чугуна, а также передачи его в миксер за счет уменьшения зоны перегрева. При этом нарушается соотношение.

При h,7 0/56 h снижается производительность плавильного агрегата за счет уменьшения объема шихты, находящейся в зоне индуктора.

Оптимальные условия процесса плаки и перегрева металла, повышение стабильности, надежности и эффективности работы, увеличение произва дительности печи достигается при

hj, h ЦФормула изобретения

Индукционная печь, содержащая шахту в подиной, заполненнуюсэлектропроврдной огнеупорной насадкой и имеющую основной плавильный индуктор в нижней ее части и шлаковую летку, миксер с подиной и сливным отверстием, соединенный с шахтой переходной леткой, отличающаяся тем, что, с целью повышения стабильности, надежности и эффективности работы и увеличения производительности печи, миксер выполнен раздельно с шахтой и снабжен дополнительным индуктором, переходная летка выполнена на уровне подин шахты и миксера, а сливное отверстие миксера и шлаковая летка расположены от нижнего торца основного плавильного индуктора соответственно на уровне 0,3-0,4 и 0,330,48 его высоты, причем электропроводная огнеупорная насадка заполнена на ВЫСОТ, равную 0,36-0,56 высоты основного плавильного индуктора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 358597, кл. F 27 В 14/04, 1970.