Индукционное устройство для нагрева и перемешивания жидких металлов

Индукционное устройство для нагрева и перемешивания жидких металлов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Реслублик

< I687550 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 12.01.78 (21) 2573441124-25 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет— (5! ) М. Кл - .

Н 02 ) 4/20

Государственный квинтет

СССР оо делам нзооретеннй н открытнй

Опх бликовано 25.09.79. Бюллетень № 35 (53 ) У ДК 538. 4 (088.8 ) Дата опубликования описания 05.10.79 (72) Автор изобретения

Г. К, Смолин (71) Заявитель

Производственное объединение «Уралэнергоцветмет» (54) ИНДУКЦИОННОЕ УСТРОГ)СТВО ДЛЯ НАГРЕВА

И П ЕРЕМЕШИ ВАНИЯ 7КИДК11Х .ЧЕТА, (ЛОВ

Изобретение относится .к электротермии и предназначенo, в частности для нагрева и перемешивания свинца при его рафинировании в котлах.

В настоящее время рафинировочные кот,1bl с жидким металлом обогреваются электрическими спиралями, которые располагаются на внутренней поверхности топки, в которуlo устанавливается котел (1).

Однако это устройство характеризуется быстрым выходом котлов из строя из-за разрушений стенки котла, связанных с термическими перенапряжениями при подаче тепла через стенку и большими потерями энергии в окружающую среду из-за высокой температуры греющих спиралей (1200 С) .

Эти недостатки устраняются при использовании погружных индукционных установок, от которых наводится индукционный ток непОсредственно в жидком металле, и электрическая энергия преобразуется в тепловую объемно в самом жидком металле, разогревая его.

Известно также устройство для нагрева и перемешивания жидких металлов, содержащее шихтованную магнитную систему с обмотками, полюсные наконечники которой образуют канал. 11ри включении обмотки в электросеть в канале создается переменное магнитное поле, которое наводит переMc ííbê электрические токи, замыкающиеся 110 жид5 комх металлу, окружающему иолюсныс наконечники, эти токи нагревают жидкий металл. При взаимодействии тока с магнитным полем создаются объемные электромапштныс силы, выталкивающие жидкий металл из канала и приводящие к его циркуляции (2) .

Известное устройство имеет следующие недостатки: недостаточно эффективное объемное перемеишвание. так как канал является плоским и циркуляция жидкопо металла

ts организуется в плоскости; большой расход активных материалов на изготовление, так как на фазу приходится два стержня и два полюсных наконечника и поле в канале создается одной фазной обмоткой; вносит асимго метрию в нагрузку на фазы электросети питания, так как устройство является однофазным.

Цель изобретения — — повышение техникоэкономической эффективности.

4 токи плотностью j, замыкающиеся вокруг полюсных наконечников. Эти токи нагревают жидкий металл в ванне до требуемой температуры; взаимодействие электрического тока плотностью с индукцией В приводит к появлению электродинамических сил объемной плотностью Т = j X В. Эта сила выталкивает нагретый жидкий металл из канала, и в ванне организуется конвективное движение в трех плоскостях, сдвинутых относительно друг друга в пространстве на 120, за счет

<О которого происходит перемешивание жидкого металла в ванне, выравниваются температуры по объему, интенсифицируются процессы рафинирования.

Исполнение магнитной системы таким образом, что продольные оси полюсных наконечников в поперечном сечении являются вершинами равностороннего треугольника, а поверхности полюсных наконечников, образующие канал, выполнены в форме двугранных углов по 120, приводит к формии рованию трехфазного канала в форме призмы с направляющей в виде трехлучевой звезды, что создает циркуляцию жидкого металла в ванне в трех плоскостях, сдвинутых относительно друг друга в пространстве

25 на 120 и обеспечивает эффективное объемное неремешивание жидкого металла.

Формула изобретения

Это достигается тем, что полюсные наконечники расположены так, что их продольные оси в поперечном сечении являются вершинами равностороннего треугольника, а поверхности полюсных наконечников, образующие канал, выполнены в форме двугранных углов по 120 . Такое исполнение устройства обеспечивает эффективную циркуляцию металла в трех плоскостях, сдвинутых в пространстве на 120, на фазу в этом случае приходится по одному стержню и полюсному наконечнику, что снижает расход электротехнической стали на изготовление магнитной системы, поле в каждой из зон канала создается в каждый момент времени намагничивающими силами обмоток двух фаз, что снижает расход проводниковой меди; симметричная конструкция трехфазного устройства обеспечивает симметрич ность нагрузки на фазы электросети питания

На чертеже изображено предлагаемое устройство, обгций вид.

Устройство для нагрева и перемешивания жидких металлов имеет шихтованную магнитную систему l, состоящую из трех стерж ней 2, с одного торца устройства зашуитированных ярмом 3, а с другого — - имеющих три полюсных наконечника 4. На стержни 2 нанизаны катушечные обмотки 5. Полюсные наконечники 4 образуют канал 6, который заполняется жидким металлом. Пол осные наконечники расположены относительно друг друга так, что их продольные оси в поперечном сечении являются вершинами равностороннего треугольника, а поверхности полюсных наконечников, образук>щие канал, выполнены в форме двугра1гных углов по 120 . 11олюсные наконечники 4 одеты в теплоизоляционные рубашки, предотвращающие также проникновение жидкого металла в шихтонанную магнитную систему !.

Устройство работает следующим образом.

Его опускают в ванну с жидким металлом так, чтобы полюсные наконечники 4, одетые в теплоизоляцию, погрузились в жидкий металл, и стержни 2 с расположенными на них обмотками 5 и ярма 3 находились выше зеркала жидкого металла. Г1ри включении обмоток 5 в трехфазную электросеть по ним потекут переменные токи и в магнитной системе 1 наведутся переменные магнитные потоки, а в канале 6 между полвсными наконечниками 4 — магнитные пульсирующие поля плотностью В, которые наведут в жидком металле переменные электрические з6 1. Индукционное устройство для нагрева и перемешивания жидких металлов, содержащее шихтованную магнитную систему с обмотками, полюсные наконечники которой образуют канал, отличающееся тем, что, с целью повышения технико-экономической

35 эффективности, полюсные наконечники ðàñположены таким образом, что их продольные оси в поперечном сечении являются вершинами равностороннего треугольника.

2. Индукционное устройство по п. 1, от40 гичающееся тем, что поверхности полюсных наконечников, образующие канал, выполнены в форме двугранных углов по 120 .

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. «Основы металлургии», 1975, т. И1, М, «Металлургия».

2. Берте К. А. Электромагнитная разливка и обработка жидкого металла. М., «Металлургия», 1967, с. 24. б87550

Составитель С. Кочем азов

Редактор Л. Лашкова Техред О. Луговая Корректор М. Селехман

Заказ 5738/50 Тираж 857 Подписное

ЦН И ИП И Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП к Патент>, г. Ужгород, ул. Проектная, 4