Индукционная печь для плавки окислов

Индукционная печь для плавки окислов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (») бб 1490 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено15.12.75 (21) 2198769/02 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликоваио25.08.77-Бюллетень № ll (45) Дата опубликования описания 08 06 77 (51) И. Кл.

F 27 В 14/00

Гасударственный комитет

Совета Министров СССР аа делам изобретений н открытий (53) УДК 669.187 (088.8) Ю. Б. Петров, В, М. Бындин B. М. Ганюченко, Т. В. Миловидова, А. С. Носов, Ю. А. Полонский и А. B. Шкульков (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ИНДУКЦИОННАЯ ПЕЧЬ ДЛЯ ПЛАВКИ ОКИСЛОВ

Изобретение относится к эпектропечестроению, и может использоваться при создании высокочастотных индукционных уста новок дпя плавки окислов в холодных тиглях, которые все шире используются при 5 производстве плавленых огнеупорных материалов.

Известны индукционные плавильные печи с холодными тиглями для переработки окисных порошков в кристаллический матери- Ip ап, например, при плавке на блок или для выращивания монокристаллов (1) . Однако эти печи имеют малую производительность, обусловленную периодичностью процесса плавки в тигле с глухим дном. 15

Известна индукционная печь с холодным тиглем дпя непрерывного процесса плавки и затвердевания электроппавпенных огнеупоров, содержашая бункер для порошковой шихты, высокочастотный индуктор для нагрева и во- 20 доохпаждаемый тигепь с подвижным опускающимся дном (21 .

Печь работает следующим образом.

Порошковая шихта поступает из бункера на поверхность расплава в тигель, где она 25

2 плавится. Одновременно подвижное дно тигля опускается, вытягивая из тигля кристаплизующийся слиток. При условии равенства скоростей плавления шихты и кристаллизации расплава, процесс продолжается до тех пор, пока слиток не достигнет размеров, определяемых ходом дна. Затем слиток изымается из установки, а дно поднимается вверх, и процесс повторяется.

Такая индукционная печь работает без перебоев, если используется шихта, которая не спекается прежде, чем начнет плавиться, например крупнозернистая шихта.

Если шихта окисного материала имеет повышенную склонность к спеканию, например, мелкодисперсная шихта или шихта, имеющая в своем составе легкоплавкие компоненты, то над расплавом, в так называемой колошниковой зоне, образуется твердый и прочный свод, препятствующий сходу шихты по -шахте тигля в расплав. Нарушается равенство скоростей плавления шихты и кристаппизации расплава. Последний процесс преобладает над первым, расплав может быстро исчезнуть, что равносильно прекращению наг551490 рева, так как при плавке окислов энергия высокочастотного электромагнитного поля выделяется только в электропроводной жидкой фазе.

Кроме того, при плавке в такой индукционной печи окислов высшей огнеупорности, .например, окиси циркония, окиси магния и других, если поверхность расплава остается открытой и излучение не экранируется шихтой в колошниковой зоне, то в силу зна- р чительных тепловых потерь на поверхности расплава образуются настыли (корки застывшего расплава), которые также препятсч вуют сходу шихты в расплав и могут служить причиной прекращения плавки. 15

Пель изобретения — исключение перебоев в поступлении шихты в расплав и обеспечение условий непрерывного процесса плавки шихтовых материалов, склонных к спеканию и образованию в шахте тигля сводов и нас- 20 тыле й.

Это достигается тем, что в известной индукционной печи с холодным тиглем для плавки окислов, имеющей бункер для шихты, плавильный индуктор и водоохлаждаемый тигель с подвижным дном между бункером и тиглем, дополнительно размещается ручная или механическая шуровка, представляющая собой водоохлаждаемую трубу из немагнитного металла с хорошей теплопровод- 30 ностью (например из меди).

Шуровка имеет возможность совершать рабочие движения с помощью ручного или механизированного привода. Внутренняя полость трубы служит каналом для подачи шихты из бункера в раси,ав. Этот способ подачи шихты существенно рациональнее подачи шихты на свод под шуровку, так как порция шихты вводится непосредственно в расплав через созданный прокол и при этом не спе- 40 кается вследствие охлажления стенками шуровки.

Шуровка выполнена водоохлаждаемой и из металла с хорошей теплопроводностью для исключения возможных загрязнений рас- 45 плава материалом шуровки при их соприкосновениях.

Шуровка выполнена из немагнитного металла с хорошей электропроводностью для снижения мощности, выделяющейся в шуровке от индукцированных токов в электромагнитном поле индуктора.

Индукционная печь с холодным тиглем и с предлагаемой шуровкой является устройством с иным распределением электрического.потенциала, чем печь без шуровки. Если металлическая шуровка имеет потенциал земли, например, будучи электрически соединенной с корпусом или станиной печи че60 рез крепления или механизм привода, то при подведении шуровки к расплаву возможно возникновение высокочастотного электрического разряда (дуги). Возникший разряд разрастается в электрический пробой зазоров между тиглем и инцуктором или между витками индуктора. Это является аварийной ситуацией и требует выключения нагрева.

Для исключения в предлагаемой индукционной печи электрических разрядов между бровкой и расплавом, а также между шуровкой и холодным тиглем в предлагаемой индукционной печи с холодным тиглем и водоохлаждаемой шуровкой, шуровка электрически изолирована от корпуса индукционной печи и от холодного тигля.

Начертеже изображена предлагаемая индукционная печь с механической шуровкой, общий вид в сечении, Печь имеет бункер 1, шуровку 2, индуктор 3, холодный тигль 4 с подвижным опускающимся дном 5. Стрелками показан подвод и слив охлаждающей воды. Наплавляемый слиток заштрихован двойной штриховкой.

Устройство работает следующим. образом.

Если опека шихты или настылей на поверхности расплава 6 не образуется, то шуровка

2 служит лишь шихтопроводом от бункера

1 к тиглю 4. При этом она либо неподвижна и находится в верхнем положении (на чертеже изображено пунктиром), либо с помощью электромеханического (пневматического или moro) привода 7 совершает короткие возвратно-поступательные движения вдоль вертикальной оси для лучшего прохождения шихты по каналу 8.

Если над расплавом 6 образовался спекшийся свод 9 или возникли настыли 10, то механизм привода 7 придает шуровке 2 полный рабочий ход, в результате которого она прокалывает свод 9, и шихта по каналу 8 поступает непосредственно в расплав 6, Частота проколов зависит от требуемой скорости плавки.

Для того, чтобы обеспечить проколы свода не только на оси тигля, но и в любой точке, шуровка 2 и привод ее 7 имеют возможность перемещения в горизонтальной плоскости по двум координатам. С этой целью механизм привода и шуровка смонтированы на горизонтальной платформе 11, имеющей механизм перемещения (на чертеже не показан). Электрическая изоляция шуровки от тигля и корпуса печи осуществляется изоляцией подвижной платформы 11 от несущего корпуса (каркаса печи ) 12 с помощью изолирующих прокладок 13, а также резиновыми буферами 14, Предлагаемое изобретение расширяет технические возможности индукционных установок

551490

Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Уж ород, ул. Проектная, "4 для плавки окислов, в частности, расширяет номенклатуру обрабатываемых материалов и увеличивает производительность процесса плавки.

Формула изобретения

l. Индукционная лечь для плавки окислов,. содержащая бункер и плавильный индуктор, охватывающий водоохлаждаемый тигль с под-10 вижным дном, отличающаяся тем, что, с целью обеспечения непрерывного процесса плавки шихтовых материалов, она снабжена пустотелой шуровкой, расположенной между бункером и тиглем и имеющей три сте45 пени свободы.

ЦЙИИ. ка Заказ 111/20 Тираж Т82

2. Индукционная печь по и. 1, о т л и— ч а ю и а я с я тем, что, шуровка выполнена из немагнитного материала водоохлаждаемой.

3. Индукционная печь по пп. 1 и 2,о тл и ч а ю щ а я с я тем, что шуровка электрически изолирована от корпуса печи и холодного тигля.

Источники информации, принятые Во внимание при экспертизе:

1. Петров Ю. Б., Ратников Д. Г. жХолодные тигли", М., 1972.

2. Патент Франции № 1400962, класс С 04 В, 29.12.64 (прототип).