Индукционная ванна для обработки изделий в расплаве

Индукционная ванна для обработки изделий в расплаве

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Использование: изобретение относится к металлургической промышленности и может быть применено, например, в метизном производстве, для цинкования проволоки, ленты и т„д„ Сущность изобретения заключается в том, что ванну выполняют с защитными перегородками, приваренными по ее углам с внутренней стороны, образующими полость для защитного расплава. Зеркало защитного расплава установлено выше зеркала рабочего расплава. 2 ил. Недостаток данной конструкции заключается в том, что она не позволяет осуществить защиту угловых (боковых ) сварочных швов ванны, так как если установить Н-обрэзную перегородку в углах ванны, то нижняя часть перегородки , погруженная в рабочий расплав пропустит его в зону сварочного углового шва ванны и участок шва, расположенный ниже воздушной подушки , будет подвержен действию рабочего расплава, что приведет к преждевременному разрушению этого участка шва. При обогреве боковой поверхности ванны индуктором наибольшему нагреву подвергаются углы ванны, которые требуют первоочередной защиты от воздействия расплава на угловой сварочный шов„ Наличие воздушной подушки лишь дополнительно способствует перегреву углов вследствии ухудшения w е 00 Ю О О ю

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5I)5 С 23 С 2/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) (21) 4903629/26 (22) 18. 01,91 (46) 07.06.93, Бюл. М 21 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт метизной промышленности и Белорецкий металлургический комбинат (?2) В;А.Петров, Е..В.Савельев, Д.A.Èáðàãèìîâ, П.А.Гнетов, А.Й.Козлов, l0.Н.Портсман и И В.Враго (56) Авторское. свидетельство СССР

908934, кл. С 23 С 2/05, 1980, Руководство по горячему цинкованию, перевод с немецкого под редакцией М.И.Огинского. М,, 1975 г., изд-во "Металлургия", стр. 230-232, Изобретение относится к металлургической промышленности и может. быть применено, например, в метизном производстве, для цинкования проволоки, ленты и т.п.

Известная ванна для горячего нанесения металлических покрытий, .содержащая дно, стенки с горизонтальными сварочными швами и защитные перегородки Н-образной формы, уста» новленные внутри ванны по ее периметру ниже горизонтальных сварочных швов.

Перегородки образуют две полости.

Верхнюю полость заполняют расплавом защитного металла, предохраняя шов от взаимодействия с расплавом ванны, а нижняя полость, погруженная в рабочий расплав металла, образует со стенкой ванны воздушную .подушку, Перегородки полностью утоплены в расплав рабочего металла.

„„Я2„„1819909 А1 (54) ИНДУКЦИОННАЯ ВАННА ЛЛЯ 06РАБОТКИ ИЗДЕЛИИ В РАСПЛАВЕ (57) Использование: изобретение относится к металлургической промышленности и может быть применено, например, в метизном производстве, для цинкования проволоки, ленты и т.д. Сущность изобретения заключается в том, что ванну выполняют с защитными перегородками, приваренными по ее углам с внутренней стороны, образующими полость для защитного расплава, зеркало защитного расплава установлено выше зеркала рабочего расплава. 2 ил.

Недостаток данной конструкции заключается в том, что она не позволяет осуществить защиту угловых (боковых) сварочных швов ванны, так как если установить Н-образную перегородку в углах ванны, то нижняя часть перегородки, погруженная в рабочий расплав пропустит его в зону сварочного

1 углового шва ванны и участок шва, расположенный ниже воздушной подушки, будет подвержен действию рабочего расплава, что приведет к преждевременному разрушению этого участка шва. При обогреве боковой поверхности ванны индуктором наибольшему нагреву подвергаются углы ванны, которые требуют первоочередной защиты от воздействия расплава на угловой сварочный шов, Наличие воздушной подушки лишь дополнительно способствует перегреву углов вследствии ухудшения

1819909 условий теплопередачи в расплав. К недостаткам описанной конструкции следует отнести и невозможность контроля за состоянием защитной„перегородки,. так как она полностью закрыта рабочим расплавом, поэтому не представляется возможным своевременно обнаружить и оперативно устранить возникший дефект в перегородке, что соз" g, дает предпосылки для.возникновения аварийных ситуаций.

Известна индукционная ванйа для обработки изделий в расплаве цинка, солержащая.-стальную емкость с металлическим расплавом и индуктор прямоугольного сечения, охватывающий боко- вую поверхность емкости.

Существенным недостатком такой конструкции индукционной ванны явля- щ ется перегрев боковых углов стальной емкости. ванны вследствие повышенной концентрации магнитного потока, соз" даваемого индуктором на этих участ° ках емкости. Такое. явление .приводит 25 к преждевременному выходу из строя ванны из-за нарушения сварочного шва при взаимодействии с. расплавом цинка при повышенных температурах (более

480 C)., так как рабочая температура ЭО цинка должна быть в пределах 440ч60 C. Степень взаимодействия стали с расплавом цинка при различных.тем" пературах показана на графике рис.19б вышеуказанной литературе, Отмеченный

-недостаток усугубляется тем, что такая конструкция не позволяет проконтролировать предаварийный .момент (пока не образовалась течь ванны) и своевременно предотвратить аварию, 4О

Известна конструкция индуктора, которая позволяет устранить перегрев углов, С этой целью конфигурацию витков индуктора в угловой части .выпал- 4Q няют в виде окружности, удаляя тем самым индуктор на этих участках от нагреваемого изделия, что способствует рассеивания магнитного потока индуктора на этих участках. 50

Такая конструкция индуктора позволяет уменьшить температуру нагрева боковых углов емкости, но приводит к снижению энергетической мощности индуктора (снижение КПД), а также усложняет изготовление индуктора, Кроме того, и при такой конструкции ин-. дуктора угловые сварочные швы ванны следует защитить от взаимодействия с расплавом с тем,. чтобы повысить срок службы ванны, Наиболее близкой по технической сущности является индукционная ванна, описанная в книге "Руководство по горячему цинкованию" под ред. M.È.Îãèíского, Иелью изобретения является повышение срока службы ванны путем обеспечения контроля за состоянием ее угловых сварочных швов.

Эта цель достигается тем, что в ванне., вдоль ее углов, дополнительно устанавливают стальные защитные перегородки, которые по периметру приварены к ванне, по ее углам с внутренней стороны, а образовавшуюся при этом полость, прилегающую к углам ванны, заполняют защитным расплавом, например свинцом, имеющим удельный вес больше удельного веса рабочего расплава ванны, причем уровень за.щитного расплава устанавливают выше уровня рабочего расплава. Такая конструкция позволяет осуществить защи ту углового сварочного шва от. контакта с рабочим расплавом ванны, а наплавка уровня свинца выше, уровня рабочего расплава дает возможность проконтролировать его утечку в слу« чае нарушения целостности защитной . перегородки, т.к. в этом случае уровень свинца (из-.за большего удель- ного веса) окажется ниже уровня ра-. бочего расплава.

На фиг,1 представлена индукционная ванна горячего цинкования; на фиг.2 - то же, вид сверху.

Ванная содержит корпус 1, сваренный из стальных лйстов, защитные перегородки 2, охватывающие боковые углы ванны, индуктор 3. Емкости, образованные перегородками, запол- . нены расплавом свинца 4 (донная часть ванны также заполнена слоем свинца,. который защищает донные сварочные швы). Ванна заполнена расплавом цинка 5 °

Ванна работает следующим- образом.

Сначала в угловые емкости загружают слитки свинца и после наплавления его до заданного уровня {2030 мм ниже бортов ванны) наплавляют рабочий расплав в.основную емкость ванны . Уровень рабочего расплава ниже уровня бортов ванны на 70 мм. В процессе работы индуктор нагревает углы ванны ро более высокой темпе5 !81 ратуры, по сравнению с боковой поверхностью ванны, так как имеет место повышенная .концентрация магнитного потока в углах ванны. Однако для данной конструкции ванны это не представляется опасным, поскольку углы ванны контактируют с защитным металлом (свинцом), а с цинком контакти рует лишь защитная перегородка, вынесенная из зоны повышенных температур.,При нарушении перегородки в процессе эксплуатации ванны свинец из угловой емкости перетечет в ванну по закону сообщающихся сосудов (высота . столбов жидкостей обратно пропорциональна их плотностям), следовательно, уровень свинца окажется ниже уровня цинка. Нарушение защитной перегородки не приведет к аварии. В этом случае можно будет своевременно принять меры по ремонту перегородки, . не допустив нарушения сварочного шва ванны. Следует отметить, что даже при нарушении углового сварочного шва большой аварии не произойдет, а будет лишь иметь место утечка свинца . из угловой емкости, В такой ситуации

9909 6 возможно оперативно осуществить ремонт ванны.

Предлагаемая конструкция индукци5 онной ванны повышает надежность работы и долговечность ванны за счет увеличения срока службы угловых сварочных швов и обеспечивает контроль за состоянием угловых перегородок и бо1р ковых углов ванны.

Формула изобретения

Индукционная ванна для обработки изделий в расплаве, содержащая сталь15 ную прямоугольную ванну для рабочего расплава и индуктор, охватывающий боковую поверхность ванны, отличающаяся тем, что, с целью .повышения срока службы ванны путем

2Р обеспечения контроля за состоянием ее угловых сварочных швов, за счет изменения уровня защитного расплава, ванна выполнена с защитными перегородками, приваренными по ее углам с

25 внутренней стороны, образующими по" лость для защитного расплава, причем зеркало защитного расплава установлено выше зеркала рабочего расплава.