Индукционная печь

Индукционная печь

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскмн

Социалистически н

Респубттик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (»i832294

* ф (61) Дополнительное к авт. свил-ву— (22)Заявлено 09.07.79 (21) 2795188/22-02, (51)М. Кл, F 27 0 11/06 с присоединением заявки №

1Ъсударстненный комитет (23) Приоритет

11о делам изобретений н нткритнй

Опубликовано 23. 05. 81. Бюллетень № 19

Дата опубликования описания 23. 05. 81 (53) УЙ К 621. 365. . 52 (088. 8) (72) Авторы изобретения

Ю. Б. Петров, Г. И. Бадьин, Е. И. Безруко1за, В. М. Бындин, В. В. Неженцев и А. В. Шку ков 8.,.

Ленинградский ордена Ленина электротехн еские1..ттиститут им. В, И. Ульянова (Ленина) :г:.Фм ю. (71) Заявитель (54) ИНДУКЦИОННАЯ ПЕЧЬ

Изобретение относится к металлург гии, в частности к конструкциям индукционных печей для плавки окисных огнеупорных материалов.

Известна индукционная печь для плавки полупроводниковых материа5 лов, содержащая индуктор,. охватывающий металлический водоохлаждаемый тигель, выполненный в виде горизонтальной цилиндрической ло„,очки, имеющей плавильную и выпускную полос, ти,с выпускным отверстием (1 ).

Однако при сливе расплава из известной печи струя расплава в процессе прохождения от ванны до сливного носка успевает остыть, теряет жидкотекучесть и застывает в виде настыпей, препятствующих выпуску.Кро ме того, по поверхности расплава поперек оси кюветы время от времени возникают каналы проводимости с током шунтирующим индуктирующий ток на внутренней поверхности кюветы. Это приводит к колебаниям температуры ванны расплава, а также электрического режима печи в целом.

Цель изобретения — улучшение условий выпсука расплава из печи и стабильности процесса плавки.

Эта цель достигается за счет того, что полость выпускного участка тигля имеет переменное и уменьшающееся к выпускному отверстию сечение, причем горизонтальный осевой размер в поперечном сечении по всей длине тигля одинаков.

На фиг.1 показана индукционная печь, разрез; на фиг.2 — разрез А-А. на фиг.1; на фиг.3 — разрез Б-Б на фиг.1.

Индукционная печь содержит индуктор 1, охватывающий водоохлаждаемый тигель 2 из металла с высокой электропроводностью, например, из меди.

Тигель 2 выполнен в виде незамкнутого горизонтального цилиндра с . верхней продольной щелью. Он может наклоняться под углом 10-15 к ro832294 ризонту, поворачиваясь вокруг оси

3 с помощью механизма наклона,ко- торым служит%оворотный рычаги 4.

Под индуктором 1 внутренняя полость тигля 2 имеет две зоны вдоль оси. Первая имеет цилиндрическое сечение, вторая — уменьшающееся сечение слева направо, причем форма сечения сложной конфигурации.

Это сечение образуют детали 5,6 и 7, 1о изготовленные из меди и припаянные к внутренней поверхности тигля. На левом торце тигля имеется заглушка 8, выполненная из огнеупорного материала или из меди, охлаждаемой водой. Кроме того, печь может иметь бункер 9 с шихтой переплавляемого материала.

Печь работает следующим образом.

Первая зона печи служит для расплавления шихты и накопления расплава. Шихта поступает из бункера 9 под индуктор 1 через верхнюю продольную щель тигля, которая служит и для проникновения электромагнитного поля внутрь тигля. Это поле индуцирует ток в расплаве. Ширина щели выбирается только из соображений электри— ческой прочности, так как в щели имеется электрическое поле, определяемое разностью потенциалов противолежащих кромок щели. Поскольку воздух над расплавом термоионизирован щель не должна быть уже 15 мм, Шихта расплавляется под индуктором З5 с образованием ванны расплава и гарниссажа.По мере поступления новых порций шихты расплав переполняет ванну и растекается по тиглю, Слева расплав ограничивает заглушка 8, которая должна быть установлена от торца индуктора на расстоянии не меньше его радиуса, чтобы не испытывать на себе влияния краевого поля индуктора, 45

Справа расплав ничем не ограничен и поступает в зону тигля, служащую для перегрева и выпуска расплава.

Подовая часть этой зоны 5 имеет форму конического лотка и заканчивается на торце сливным носком. Она служит для формирования струи расплава и задания траектории ее движения.

Сводовая часть этой зоны служит только для уменьшения сечения полости. а

Форма поверхности элементов 6 и 7 сводовой части должна быть такой, чтобы обеспечить возможно меньшие градиенты напряженности электрического поля в полости тигля. Уменьшение поперечного сечения полости обеспечивает перегрев расплава при прохождении его по лотку к сливному носку. Глубина лотка в любом сечении должна быть больше глубины проникновения тока в перегретый расплав,так как в противном случае падает электрический КПД индукционного нагрева.

Обязательным условием успешной работы печи является постоянство зазора между индуктором и внешней поверхностью тигля, т,е. должна быть соблюдена цилиндричность внешней поверхности.

Расплав из зоны плавления попадает в зону перегрева либо в результате переполнения емкости ванны, либо при наклоне тигля вращением его вокруг оси 3 с помощью рычага 4. Поскольку перегрев расплава связан прямой зависимостью со временем пребы-вания его в зоне перегрева, то очевидно, что при выпуске расплава наклоном тигля перегрев меньше, чем при сливе переполнением ванны.

Изменяя скорость движения струи по лотку. можно регулировать температурч перегрева расплава.

Шунтирующий ток поверхностного разряда, проходящий поперек ванны расплава, снижен до минимума при предлагаемых условиях плавки тем, что зеркало расплава на всем протяжении тигля имеет постоянную ширину, равную диаметру первой зоны, а уровень расплава в процессе плавки и выпуска не поднимается выше продольной оси тигля.

Формула изобретения

Индукционная печь для плавки окисных материалов, содержащая индуктор, охватывающий металлический водоохлаждаемый тигель, представляющий собой горизонтальный цилиндр, разрезанный сверху вдоль оси и образующий цилиндрическую внутреннюю плавильную полость и полость выпускного участка с выпускным отверстием, о т л и ч а ю щ а я— с я тем, что с целью улучшения условий выпуска расплава из печи и

t стабильности процесса плавки, полость выпускного участка тигля выполнена переменного с уменьшением к выпускно832294

A-A

ВНИИПИ Заказ 4906

Подписное

Тираж 658

Филиал IIIIII "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 му отверстию сечением, причем горизонтальный осевой размер в поперечном сечении по всей длине тигля одинаков.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

l. Патент Англии Ф 827,676 кл. 327, 1960.