Индукционная канальная печь

Индукционная канальная печь

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП И

ИЗОБРЕТЕН Ия

Союз Советскик

Социалистических

Республик

„„771912

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 25.08.78 (21) 2657841/24-07 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет 16.05.77 (51) М. Кл з

Н 05 В 6/20

F27 D 11/06

Государственный комитет

Опубликовано 15.10.80. Бюллетень № 38

Дата опубликования описания 25.10.80 по делам изобретений и открытий (53) УДК 621.365..51 (088.8) (72) Авторы изобретения

А. К. Шидловский, А. Ф. Колесниченко, Ю. М. Гориславец, А. П. Бундя, Б. П. Борисов, Г. А. Агужен, Б. С. Демин, В. И. Горохов, В. В; Харчук, Н. С. Витчинников, В. А. Куроедов, Н. М. Лещинер и В. И. Асташов

Институт электродинамики АН Украинской ССР и Артемовский завод по обработке цветных металлов (71) Заявители (54) ИНДУКЦИОННАЯ КАНАЛЬНАЯ ПЕЧЬ

Изобретение относится к электротехнике, в частности к индукционным канальным печам, в которых нагрев металла происходит в канале, расположенном вокруг индуктора с железным сердечником.

Существенно повысить единичную мощность, производительность, ресурс работы, а также улучшить другие показатели канальных печей возможно за счет интенсификации процессов тепло-массообмена между канальной частью и ванной печи, что может быть осуществлено путем создания сквозйого (однонаправленного) движения жидкого металла в индукционных каналах.

Известны индукционные канальные печи, содержащие ванну для плавления металла, индуктор с железным сердечником и индукционные каналы, в которых указанное движение создается за счет либо несимметричной формы самих каналов (расширяющиеся каналы), либо несимметричного расположения их относител но индуктора (1)

Такое выполнение канал в приводит к появлению составляющей эл ктродинамических усилий, направленной вдоль индукционных каналов, под действием которой и возникает указанное движение. Проведенные экспериментальные исследования на различных моделях этих печей показывают, что они имеют невысокую скорость однонаправленного движения, что обусловлено малым значением сил, которые его возбуждают.

Наиболее близкой к изобретению является индукционная канальная печь, содержащая корпус, в котором размещены ванна для плавления металла и расположенный под ванной по меньшей мере один индукционный канал, охватывающий горизонтально уста1о новленный индуктор с сердечником, устья индукционного канала связаны соединительным каналом, имеющим два участка, один из которых, расположенный у одного устья, выполнен открытым в направлении ванны, а второй, расположенный у другого устья,—

15 закрытым (2).

Недостатками такой печи являются низкий тепло-массообмен из-за недостаточной скорости однонаправленного движения жидкого металла, а также сложность конструкзо ции, требующей изготовления отдельных элементов (вставок, трубок) и закрепления их в соединительном канале.

Цель изобретения — устранение указанных недостатков.

77!

Это уостигпется тем, что в предлагаемой печи закрытый участок соединительного канала вы пол пен из JI Bvx горизонтал ьн ы х ветвей, симметричных относительно соединяющей их одной вертикальной ветви.

При двухфазном выполнении с двумя индукционными каналами открытые устья обоих каналов совмешены, а при трехфазном выполнении печь дополнительно снабжена третьим индукционным каналом, закрытое устье которого совмещено с одним из закрытых устьев двух других индукционных каналов.

На фиг. изображен а и редл а гаем ая печь, обший вид; на фиг. 2 — разрез А — А фиг. 1; на фиг. 3 — канальная часть однофазной печи; на фиг. 4 и 5 — каналы для двух-и трехфазных печей соответственно.

Индукционная канальная печь состоит из корпуса 1, внутри которого футеровка 2 образует ванну 3 и индукционный канал 4, расположенный вокруг индуктора 5 с железным сердечником (магнитопроводом) 6.

Устья индукционного канала связаны соединительным каналом, который имеет два участка. Участок 7, примыкающий к одному из устьев индукционного канала (левому на фиг. 1 и 3), выполнен открытым в направлении ванны, а другой участок представляет собой два горизонтальных канала 8, соединяющих участок 7 с боковыми, перпендикулярными оси индуктора стенками второго (правого) устья. Оба устья индукционного канала выходят в ванну печи.

Электрический ток J, протекающий в индукционном канале 4, в устье, к которому примыкают каналы-тоководы 8, разветвляется на две части, изгибаясь в двух плоскостях, как показано на фиг. 3. Наличие в индукционном канале изгибов тока приводит к появлению в нем электродинамических усилий, аналогичных усилиям, возникающим в криволинейных проводниках с током. На фиг. 3 показана эпюра распределения усилий f, равнодействующая которых, как видно, направлена вверх, т. е. вдоль индукционного канала. Под действием этой силы в канале возникает движение металла, направление которого показано на фиг. 1 стрелками. Полученное таким образом движение металла в каналах существенно усиливает тепло-массообмен в печи, что приводит к снижению разности температур между канальной частью, в которой выделяется основная часть Джоулева тепла, и ванной печи.

Данная конструкция позволяет использовать ее как для однофазных, так и для двух-и трехфазных индукционных печей, канальные части которых представлены на фиг. 4 и 5. Двухфазные печи, т. е. печи, имеюгцие два канала, каждый из которых расположен вокруг своего индуктора (сдвоенные индукционные единицы), выполнены таким образом, что открытые устья обоих каналов совмещены. При трехфазном выпол912

4 пении печи (три индукционных канала), два соседних канала выполнены также, как и в двухфазной печи, а закрытое устье третьего канала совмещено с аналогичным устьем одного из первых двух каналов. Стрелками

5 на фиг. 4 и 5 показано направление движения жидкого металла.

Выполнение закрытого в направлении ванны участка соединительного канала в виде двух ка палов-тоководов, входяших в обе боковые, перпендикулярные оси индук, тора стенки одного из устьев индукционного канала, позволяет за счет наличия изгибов (в двух плоскостях) электрического тока увеличить скорость однонаправленного движения жидкого металла в канале, т. е. интенсифицировать тепло-массообмен в пе чи. Это дает возможность увеличить единичную мощность, производительность, КПД, а также повысить стойкость (ресурс работы) и надежность индукционных плавильных печей канального типа.

О Отсутствие элементов, которые необходимо изготавливать отдельно и фиксировать в соединительном канале (на дне ванны), позволяет упростить конструкцию и технологию изготовления (монтажа) печи. Необходимая форма канальной части предлагае мой печи может быть получена с помошью шаблона, повторяющего форму ее канальной части.

Формула изобретения

1. Индукционная канальная печь, содер30 жашая корпус, в котором размещены ванна для плавления металла и расположенный под ванной по меньшей мере один индукционный канал, охватываюший горизонтально установленный индуктор с сердечником, устья индукционного канала связ заны соединительным каналом, имеющим два участка, один из которых, расположенный у одного устья, выполнен открытым в направлении ванны, а второй, расположенный у другого устья, — закрытым, отличающаяся тем, что, с целью интенсификации

4 тепло-массообмена в печи и упрошения ее конструкции, закрытый участок соединительного канала выполнен из двух горизонтальных ветвей, симметричных относительно соединяюшей их одной вертикальной ветви.

2. Печь по п. 1, отличающаяся тем, что при двухфазном выполнении с двумя индукционными каналами открытые устья обоих каналов совмещены.

3. Печь по п. 1 — 2, отличающаяся тем, что при трехфазном выполнении она допол о нительно снабжена третьим индукционным каналом, закрытое устье которого совмешено с одним из закрытых устьев двух других индукционных каналов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Патент США № 2320692. кл. 13 — 29, 1943.

2. Патент США № 2539800, кл. 13 — 29, 1951.

I . 774012

Составитель О. Щедрина

Редактор Е. Яковчик Техред К.Шуфрич Корректор В. Синицкая

Заказ 6722/73 Тираж 885 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий! 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП сПатент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4