Индукционная печь для нагрева цилиндрических изделий

Индукционная печь для нагрева цилиндрических изделий

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ИНДУКЦИОННАЯ ПЕЧЬ ДЛЯ НАГРЕВА ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ, преимущественно проволоки в бунтах, содержащая ивдуктор с тепловой изоляцией и фланцами, продольные магнитопроводы, устано-пенные по образующим индуктора, продольные и торцовые изоляционные 1рокладки, отличающаяся .тем, что, с целью новышения КПД, печь снабжена закрепленными на фланцах радиальными торцовыми магкитопроводамв и регулировочными винтами, -опертыми на торцовые изоляционные рокладки и установленными на продольных магнитопроводах, а последние мЙстко связаны с фланцами.

(19) (11) СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(51) С 21 D 1/42 % М Ю .Ц ° В! °

1 а 1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ .СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3276295/22 — 02 (22) 13.04.81 (46) 15.04.83. Бюл. Н 14 (72) P К. Ведерников, И. М. Гельфанд, В. А. Петров, А. М. Астанина, С. Б. Пушкин, Л. Г. Стоббе, Ю. И. Тартаковский и С. Ф. Котельников (71) Всесоюзный научно -исследовательский институт метизной промышленности и Магни. тогорский горно-металлургический институт им. Г. И. Носова (53) 621.783 (088.8) (56) 1. АвторсКое свидетельство СССР 1(а358794, кл. Н 05 В 6/36. 1972. „

2. Патент США Р 370433б; кл. Н 05 В 5/16, 1973. (54) (57) ИНДУКЦИОННАЯ ПЕЧЬ ДЛЯ НАГРЕВА ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ, преимущественно проволоки в бунтах, содержащая индуктор с тепловой изоляцией и фланцами, продольные магнитопроводы, устано ченные по образующим индуктора, продольные и торцовые изоляционные, прокладки, о т л и ч аю щ а я с я тем, что, с целью повьнпения

КПД, печь снабжена закрепленными на фланцах радиальными торцовыми магннтопроводами и регулировочными винтами, опертыми на а торцовые изоляционные прокладки и установленными на продольных магнитопроводах, а последние жестко связаны с фланцами.

1011705

Изобретение относится к индукционному нагреву "сплошных и есплошных цилиндрических тел из черных и цветных металлов и сплавов, например бунтов калиброванной стали или рулонного проката, и может быть

5 применено в металлургической промышленнос.

- ти.

Известен индукционный нагреватель для нагрева металла, содержащий индукционную й" катушку, заформованную в жароупорный бетон, на внешней стороне катушки в жароупорный бетон заформован ферромагнитный орошок, размеры частиц которого не более глубины проникновения тока в металл. Несущей конструкцией нагревателя является бетонный 15 цилиндр (1) .

Однако при таком конструктивном решении ухудшаются условия охлаждения внешней поверхности катушки. (из-за отсутствия конвективного теплообмена с окружающей средой), 20 вследствие чего имеет место повышенный расход воды на охлаждение витков катушки.

Кроме того, замена магнитопроводов ферромагнитным порошком, заформованным в бетон, неизбежно приведет к значительному рас- 25 сеиванию магнитного потока и снижению KM индуктора. Нагреватель такой конструкции не поддается ремонту,так как место неисправности витков катушки обнаружить практически невозможно.

Известна индукционная печь для нагрева цилиндрических изделий, содержащая много секционный индуктор, расположенный внутри стальной обечайки между фланцами, .скрепленными с обечайкой; В кольцевом зазоре между обечайкой и катушкой размещены магнитопроводы в виде пакетов листовой электротехнической стали, стянутые алюминиевыми швеллерами. Эти магнитопроводы с помощью болтов имеют возможность перемещаться относительно обечайки в радиальном направлении через диэлектрические прокладки прижимаются к виткам, катушки, тем самым фиксируя их.

Кроме того, для предотвращения смещения

1 катушки iÿä действием электродинамических сил между магнитопроводами размещены короткие деревянные .бруски, которые притягиваются к виткам с помощью шпилек, приваренных к виткам. Эти бруски в свою очередь заложены в алюминиевые швеллеры, а концы шпилек и гайки изолированы от них. 50

Роль теплового экрана выполняют стенки тигля, устанавливаемого внутри катушки (2) .

Недостатками известной печи являются применение сгальной обечайки в качестве несущего элемента конструкции, по отношению к которому закреплены все элементы конструкции, увеличивающей металлоемкость печи и ее стоимость; образование алюминиевыми швеллерами и стальной обечайкой замкнутых полостей относительно небольшого объема, что ухудшает условия воздушного охлаждения витков катушки, увеличивает нагрузку на систему водяного охлаждения и ухудшает условия охлаждения пакетов стали, что снижает

КПД устройства в целом; конструктивная сложность узлов крепления витков индуктора с помощьЮ приваренных к ним шпилек и деревянных брусков, необходимость тщательной электрической изоляции элементов крепления, практическая недоступность элементов крепления и электрической изоляции для профи- . лактического осмотра и ремонта, отсутствие стягивания витков индуктора .в осевом направлении, вызывающее вибрации витков, повышенный шум,;I также быстрый износ изоляции витков; отсутствие магнитопроводов с торцов индуктора, что способствует рассеянию электромагнитной энергии и разогреву металлических конструкций вблизи торцов индуктора, что в свою очередь снижает КПД устройства, искажает равномерность магнитного поля внутри катушки вблизи ее торцов и способствует неравномерности нагрева садки.

Цель изобретения — повышение КПД.

Поставленная цель достигается тем, что индукциоиная печь для нагрева цилиндрических изделий, содержащая индуктор с тепловой изоляцией и фланцами, продольные магнитопроводы, установленные по образующим индуктора, продольные и торцовые изоляционные прокладки, снабжена радиальными, закрепленными на фланцах торцовыми магнитопроводами и регулировочными винтами, опертыми на торцовые изоляционные прокладки и установлен— ными на продольных магнитопроводах, а пос = ледние жестко связаны с фланцами.

На фиг. 1 изображена индукционная печь, продольный разрез; на фиг. 2 — то же, вид сверху; на фиг. 3 — разрез А-.А на фиг. 1; на фиг. 4 — разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг,5— о разрез В-В на фиг. 1.

Индукционная печь состоит из нижнего фланца 1, верхнего фланца 2 с вырезами дчя торцов- пакетов продольных магнитопроводов

3, продольных магнитонроводов, выполненных в виде пакетов, изолированных лаком листов электротехнической стали, стянутых между уголками 4 с помощью болтов 5 через электроизолирующие втулки 6, многосекционного индуктора 7, нижний виток которого опирается на опорное диэлектрическое кольцо 8, а верхний через диэлектрические подкладки 9 прижимается болтом 10, у тановленным с внутренней стороны верхнего конца продопьного магнитопровода 3, нижних радиальных магнитопроводов 11, прикрепленных одновременно к нижним торцам продольных маг25

Ток, протекающий по индуктору 7, вызывает его разогрев. Зто тепло отводится частич но за счет конвективного теплообмена с развитой поверхности индуктора в атмосферу и

- большей частью с помощью охлаждающей воды, прогоняемой насосами через внутренний канал трубки, из которой сформированы витки катушки, Открытая конструкция устройства способствует эффективному конвективному отводу тепла от поверхности катушки, снижая

З5 тем самым расход охлаждающей воды и мощ- ность на ее перекачку через индуктор.

Ожидаемый газовый экономический эффект, от внедрения одной печи составляет . 42 тыс. руб.

3 101 нитопроводов 3 и к нижнему фланцу 1, верхних радиальных магнитопроводов 12, установленных внутрь крышки 13, установленной во фланце 2 сквозь радиальные окна в ее опорном кольце 14, деревянных брусков 15, поджимаемых к виткам индуктора 7 для их фиксации в радиальном направлении болтами

16 через опорные металлические пластины 17, направляющей 18 для центровки якоря с садкой 19, а также тепловой изоляции 20.

Устройство работает следующим образом.

При снятой крышке 13 внутрь печи устанавливают якорь с садкой, который при опускании центрируется направляющими 18, что защищает от повреждений тепловую изоляцию . 20. Затем устанавливают на фланец 2 крышку 13 и включают ток.

При подаче напряжения на индуктор 7 по магнитопроводам 3, 11 и 12 проходит электромагнитный поток, обтекающий индуктор с внешней цилиндрической поверхности и торцов. Замыкается электромагнитный поток внутри индуктора 7, пронизывая пространство между радиальными магнитопроводами ll и 12, заполненные садкой металла, который разогревается индуктированным и B нем токами.

От интенсивности электромагнитного потока в каждой точке рабочего пространства зави, сит скорость разогрева и конечная температура отдельных точек садки.

Электромагнитное поле внутри цилиндри, ческой катушки равномерно в середине катушки и неравномерно у краев ее, и неравно мерность тем выше, чем короче катушка (т. е. меньше ее относительная длина .1.

9 где 1 — длина катушки;Π— диаметр катушки) .

Радиальные магнитопроводы 12 и 13 в значительной мере выравнивают неоднородность

1705 4 электромагнитного поля внутри иидуктора,повышая тем самым равномерность температурного поля садки нагреваемого металла.

Перемагничивание пакетов магиитопроводоЬ в переменном электромагнитном поле приводнт к некоторому выделению тепла, но открытая конструкция устройства не препятствует отводу этого тепла с их поверхности в атмос1О феРУ.

При протекании по катушке переменною тока возникают электродинамические силы как межвитковые, приводящие к сильным выбрациям и шуму, так и разрывающие— центральные. Межвитковые (продольные) вибрации блокируются в предлагаемом устройстве нажимными болтами 10, с помощью которых индуктор 7 стягивается в продольном направлении. От смещений в радиальном

20 направлении витки иидуктора удерживаются с помощью деревянных брусков 15, прижимаемых к его виткам через опорные пластины

17 с IIoMCIIIbIQ болтов 16, ввернутых в полки уголков 4.

1011705

1011705

Составитель В. Белофастов

Техред М.Кошгура Корректор Г. OriP

Редактор А. Гулько

Заказ 2691/33

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Тираж 566 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета. СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/8