Индукционная канальная печь

Индукционная канальная печь

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскнк

Соцмалмстнчесимк

Реслублнм

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<п766044 (61) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено24.08.78 (21) 2656379/24-07 с присоединением заявки М (23) П рноритет

Опубликовано 23.09.80. Ьктллетень J% 35

Дата опубликования опнсания25.09.80

3 (53 }M. Кл ; .

Н 05 Э 6/20

27 D 11/06

3Ъвударетеенный комитет

СССР по делам изобретений н вткрытнй (53) УДК621. .365.51 (088.8) (72) Авторы изобретения

А. П. Бундя, Ю. М. Гориславец и А. Ф. Колесниченко

Институт электродинамики АН Украинской CCP (7I ) Заявитель (54) ИНДУКЦИОННАЯ КАНАЛЬНАЯ

ПЕЧЬ

Изобретение относится к электротехнике, в частности, к плавильным печам канального типа, в которых нагрев ме талла осуществляется индукционным методом.

Известны конструкции индукционных 5 печей, имеющих ванну для плавления металла, индукционный канал, расположенный вокруг индуктора с магнитопроводом, в которых, с целью интенсификации тепломассообмена между канальной частью и ванной печи, создано однонаправленное (сквозное) движение жидкого металла в каналах.

В этих печах указанное движение воз-никает либо за счет изменения формы

15 (геометрии) каналов (1), либо за счет установки дополнительных электромагнитных систем. (2) 20

Если в первом случае, как правило, не удается получить достаточную скорость направленного движения металла в каналах, то недостаток последних связан с дополнительными затратами, которые необходимы для создания таких систем.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является печь, содержащая корпус, внутри которого размещена ванна для плавления металла и индукционный канал, обхватывающий горизонтально установленный индуктор с магнитопроводом, устья индукционного канала связаны соединительным каналом, в котором становлена изоляционная перегородка (3J

Однако низкий тепломассообмен в таких печах между индукционными каналами и ванной печи приводит к перегреву ее канальной часта.

Зля интенсификации тепломассообмена в печи перегородка примыкает к поду ванны и выполнена в форме треугольника, два угла которого сопряжены с устьями индукционного канала, причем один из них тупой и составляет 130-150, а

О третий угол обращен в сторону ванны, толщина перегородки составляет 1:1,2

766044 металла, условно показанное на. фиг. 1 стрелками.

Как показали исследования, выполнен4О

55 от ширины индукциоиног0 канала, а ее высота — не менее 3:5 от глубины проникновения тока в металл.

Кроме того, одна из граней перегородки, образуюшая тупой угол и обращенная к индукционному каналу, выполнена из ферромагнитного материала.

На фиг. 1, изображена предлагаемая печь, общий вид; на фиг. 2 дан разрез

А-А иа фиг. 1;на фиг. 3, 4 и 5 показаны индуцированные в жидком металле токи и электродинамическйе усилия, возникающие в месте изгиба этих токов.

Индукционная печь состоит из корпуса 1, внутри которого футеровка 2 образует ванну 3 для плавления металла и индукционный канал 4, расположенный вокруг индуктора 5 с магнитопроводом

6. Устья индукционного канала связаны открытым в направлении ванны соединительным каналом 7, внутри которого (на

его дне) размещена изоляционная перегородка 8. Эта перегородка выполнена в форме треугольника и таким образом, что ее два угла сопрягаются с устьями индукционного канала, одйн, из которых (см. угол 05 на фиг. 1) тупой, а третий обращен в ванну. Ширина перегородки 5 равна 1:1,2 ширины индукционного канала ), т. е. размера канала, параллельного оси индуктора. Ширина соединительного канала Ь при этом больше ширины перегородки (см. фиг. 2). Грань треугольной перегородки, которая омывается металлом и образует угол Ж, может выполняться из ферромагнитного материала. Иля этого в перегородке 8 размещается ферромагнитныМ сердечник

9 (см. фиг. 3).

При питании индуктора 5 от сети переменного напряжения в индукционном канале 4 индукцируется ток,), условно показанный на фиг. 3, 4 и 5 сплошными линиями со стрелками. Как видно из этих фигур, перегородка 8 разделяет этот ток на выходе из правого устья индукционного канала на две части и одновременно меняет его направление.

Направление тока в районе левого устья практически остается таким, как и в отсутствие перегородки. Появление в районе правого устья изгибов тока приводит к возникновению в этом месте электродинамических усилий 1, аналогичных усилиям, возникающим в криволинейных проводниках с током. Эпюра распределения этих усилий показана на фиг. 5, (равнодействующая их направлена

lO

Z0 г5 зо

4 вверх, т. е. вдоль индукционного канаSIC 4 ) . l Iolt действиеM oTHx cttlf Bck3HHкает течение (однонаправленное движение) ные на физической модели такой печи, максимальная скорость металла в канале достигается в том случае, когда ширина перегородки составляет 1:1,2 ширины индукционного канала, а уголь равен

130-150. Йля получения максимальной скорости необходимо также чтобы высота перегородки (размер 4 на фиг. 1) была не менее 3:5 глубин проникновения электромагнитной волны и металл. В этом случае практически весь ток J огибает перегородку с ее двух боковых сторон, как показано на чертеже. Если высота перегородки меньше указанной величины, часть тока J огибает перегородку сверху, и, таким образом, эта часть практически не участвует в создании однонаправленного движения металла.

В случае плавления металлов или сплавов температура разливки которых ниже точки Кюри, возможно дополнительное увеличение расхода жидкого металла в канале за счет установки ферромагнитного сердечника 9. Как показывают опыты, электродинамические усилия, создающие однонаправленное движение в ка-. нале, увеличиваются при этом на 30-50% по сравнению со случаем, когда сердечник 9 отсутствует.

Выполнение изоляционной перегородки, расположенной в соединительном канале, треугольной формы, причем один из уРлов выпойн ен обращенным в ванну, а два других сопряжены с устьями индукционного канала, позволяет создать однонаправленное движение жидкого металла в индукционном канале, т. е. интенсифицировать тепломассообмен между ка- нальной частью, где выделяется основное количество тепла, и ванной печи. Это приводит к уменьшению разности температур между каналом и ванной печи, что позволяет увеличить единичную мощность

Г следовательно, производительность печи. Снижение температуры жидкого металла в канальной части позволяет также увеличить надежность и стойкость (ресурс работы) индукционной печи, а также за счет снижения тепловых потерь в окружающую среду увеличить ее КПЙ, т. е. снизить затраты электроэнергии на тонну выплавляемого металла.

5 766044

Формула изобретения

1. Индукционная канальная печь, содержащая корпус, внутри которого размещена ванна для плавления металла и индукционный канал, обхватывающий горизонтально установленный индуктор с магнитопроводом, устья индукционного канала связаны соединительным каналом, в котором установлена изоляционная пе-. регородка, отличающаяся тем, что, с целью интенсификации тепломассообмена в печи, перегородка примыкает к поду ванны и выполнена в форме треугольника, два угла которого сопряжены с устьями индукционного канала, причем один из них тупой и составляет 130о

150, а третий угол обращен в сторону

Ь ванны, толщина перегородки составляет

1:1,2 от ширины индукционного канала, а ее высота не менее 3:5 ото глубины проникновения тока в металл.

2. Печь ar1 п. 1, о т л и ч а ю щ а— я с я тем, что одна из граней перегородки, образующая тупой угол и обращенная к индукционному каналу, выполнена из ферромагнитного материала.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент США N. 232692, кл. 13-29, 1 943.

2.Патент США N. 3363044, кл. 1 3-29, 1 9 70.

3. Патент США № 2342617, кл. 13-29, 1944 (прототип).

76604 4 г.У

Составитель О. Щедрина

«Редактор Т Щагова Техоед Е. Гаврилешко Ко екто Г. Наза ова

Заказ 6530/54 Тираж 885 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

« 303 5 M ogz aa Ж-35 Ра. шская наб д 4/5

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