Индукционная канальная печь

Индукционная канальная печь

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскости

Социалнстичаснни

Респубпнк

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (ii) 930757 (Sl } Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 15.07.80 (21) 2956939/24-07 с присоединеииеит заявки М (23) Прио рнтет— (53 2/ . К .

Н 05 В 6/16

F 27 О 11/06

)Ъеудзретесииый комитет

СССР ио делаи изебретеиий н втирнтий

Опубликовано 23.05.82, Бюллетень М 19

Дата опубликования описания 23.05.82 (53) УЙK 621.365. .511 (088.8) И. Э. Буцениекс, М. Я, Левина, M. Я. Столов и Э. (72) Авторы изобретения

Институт физики АН Латвийской ССР и Всесоюзный н исследовательский проектно-конструкторский и технол институт электротермического оборудования (7I ) Заявители (54) ИНДУКЦИОННАЯ КАНАЛЬНАЯ ПЕЧЬ

Изобретение относится к электротехнике, а конкретнее к индукционным канальным печам.

Интенсификация тепломассообмена между ванной и индукционной единицей за счет создания транзитного течения металла чсрез каналы позволяет снизить перегрев металла в каналах, а также улучшить возможности канальной печи как металлургического агрегата. В результате этого возможно существен- ное повышение мощности индукционных то единиц, увеличение срока службы их футеровки и повышение производительности канальной печи.

Известна индукционная канальная лечь со .t5 сдвоенной индукционной единицей, в которой осуществляется способ плавки, обеспечивающий создание сквозного течения металла через каналы (1).

Однако интенсивность движения металла недостаточна для обеспечения высокой степени тепломассообмена.

Наиболее близкой к предлагаемой является иццукционная канальная печь, содержащая ванну и расположенную под ней сдвоенную индукционную единицу, выполненную в виде системы каналов, состоящей из донного, боковых и центрального каналов, соединенных с ванной, охваченных индукторами с магнитопро водами, причем в донной части центрального канала установлена диэлектрическая перегородка (2) .

Однако известной канальной печи присущи недостаточная интенсивность тепломассообмена н для ряда технологических процессов не оптимальное направление течения металла. Например, при обработке расплава каким-либо активным поверхностным флюсом во избежание разъедания футеровки печи флюс можно поместить на поверхность расплава над устьем центрального канала, ограниченную заглубленным в расплав огнеупорным стаканом.

Тогда, если металл будет выбрасываться из центрального канала, т.е. если сквозное течение расплава будет иметь противоположное направление, эффективность обработки резко возрастет.

930757

Цель изобретения — интенсификация тепломассообмена.

Поставленная цель достигается тем„что участок центрального канала выше горизонтальной оси индукторов выполнеч длиной в 5

1,2-2 раза превышающей длину тех же участков боковых каналов, а указанная перегородка выполнен шириной, равной ширине канала.

На фиг. 1 представлена конструкция печи; 10 на фиг. 2 — график изменения перегрева металла по длине печи.

Печь состоит из ванны 1 и присоединенной

K ней сдвоенной индукционной GgHHHBM 2, в подовом камне 3 которой выполнены центральный 4, боковые 5 и соединяющий их донный 6 каналы. Диэлектрическая перего. родка 7 размещена по осн симметрии единицы. Причем, нижний торец перегородки непосредственно примыкает к донной части нижнего канала и полностью перекрывает

cm, Участок центрального канала, расположенный выше горизонатльной оси индукторов, в 1„2 — 2 раза длиннее аналогичных участков боковых каналов.

Печь работает следующим образом, При подключении индукторов со сдвигом фаз магнитных потоков индукторов, равным нулю, токи, индуцируемые в центральном канале, противоположно направлены, и суммарный ток в нем также равен нулю. Однако наличие перегородки, перекрывающей полностью нижний канал, заставляет ток огибать ее, заходя в центральный канал. В месте изгиба тока от его взаимодействия с его собственным магнитным полем возникают электромагнитные силы, направленные по внешней нормали к линиям тока и имеющие составляющие вдоль центрального канала в направлении ванны печи. Такие же силы возникают и в верхней части центрального канала, 49

Удлинение центрального канала по сравнению с боковыми также создает благоприятную геометрию для вихрей гидродинамических, образующихся над устьем центрального канала. Оно. препятствует затеканию возвратных потоков металла в центральный канал, уменьшает неравномерность распределения плот ности тока в устьях боковых каналов и уменьшает тем самым. интенсивность возникающих там вихрей, противодействующих 50 основному направлению транзитного течения, способствует интенсификации движения металла во всем обьеме ванны. Таким образом, возникает интенсивное движение металла через каналы с выбросом перегреваемого з металла из центрального канала в ванну и затеканием относительно холодного металла в боковые каналы.

На фиг. 2 показано изменение перегрева металла (относительно температуры ванны печи) по длине канала для печи без удлинения центрального канала (кривая 1) и для нечи с удлинением центрального канала (кривая 2). Начало координаты соответствует срезу устья бокового канала, Как следует из кривых, в обоих случаях существует хорошее транзитное течение металла. Однако в первом случае на входе в боковой канал уже имеется перегрев, равный 16 С.

Это означает, что горячая струя из центрального канала не распространяется глубоко в ванну, а непосредственно разворачивается к

1 устьям боковых каналов. При этом макси мальный перегрев металла в канале составлчет 33 — 35 С, расчетная скорость транзитного течения из уравнения теплового баланса — 2 см/с. Во втором случае при удлиненном центральном канале струя из него распространяется далеко в ванну (фиг. 1) и на выходе в боковой канал температура металла даже на 2 — 3 С ниже, чем в ванне, при той же активной мощности печи, Скорость транзитного течения в этом случае равняется 2,65 см/с, а максимальный перегрев металла в канале уменьшается до 12 С, т.е. почти и три раза.

ТакиМ образом, осуществление известного способа плавки в индукционной печи предлагаемой конструкции позволяет получить транзитное течение металла противоположного направления. При этом при одинаковом токе в канале скорость транзитного течения возрастает примерно в четыре раза. Улучше. ние тепломассообмена между металлом в ванне печи и индукционною единицей позволяет увеличить срок службы футеровки за счет уменьшения температуры металла в каналах, повысить производительность печи на 20 — 40%.

Наличие интенсивного транзитного течения с выходом из центрального канала позволяет использовать предлагаемую конструкцию для эффективного проведения различных технологических операций, связанных с осуществлением реакций, проходящих на границе раздела жидкой и твердой фаз, Формула изобретения

Индукционная канальная печь, содержащая ванну и расположенную под ней сдвоенную индукционную единицу, выполненную в вице системы каналов, состоящей из донного, боковых и центрального, соединенных с ванной, охваченных индукторами с магнитопроводами, причем в донной части центрального канала установлена диэлектрическая перегородка,отличающаяся тем,что, с целью интенсификации тепломассообмена, дидА участок центрального канала выше горизонтальной оси индукторов выполнен длиной в

1,2 — 2 раза превышающей длину тех же участков боковых каналов, а указанная перегородка выполнена шириной, равной ширине канала.

0757 6

Источники информации, пршитые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР Н 589695, кл. Н 05 В 5/10, 1977.

2. Авторское свидетельство СССРНГ 664009, кл. F 27 0 11/06, 1978.

ВНИИПИ Заказ 3537/87

Тираж 856 Подписное

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