Индукционная печь

СВОЗ С 08 ЕТСНИХовипювисщяРЕСПУБЛИК 7011 ОСУДАРСТНЕНО ДЕЛАМ ЕТЕНУ феса им;жюавзщ,р т НЫЙ КОМИТЕТ СССРОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ПИСАНИЕ ИЗ ТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ(56) 1. РЖ "Технология иавиностроения", 1961, У 11, реф, 11 г 106.2. Авторское. свидетельство СССР У 705229, кл. Г 27 В Й/00, 1978. (5 В)(57) 1. ИНДУКЦИОННАЯ йБЧЬ, соде жащая тигель, внутри которого распо ложен индуктор, выполненный в виде вертикального полого цилиндра из огнеупорного материала.с винтовым каналом в стенке, сообщенным нижним концом с полостью тигля, и электроды, о т л и ч а ю щ а.я с я тем, что, с целью повьаения производительности и расщиреиия функциональных возможностей печи, винтовой канал выполнен трехходовым и сообщенным через верхние концы с полостью тигля, а элекроды подведены к средним виткам трехходового канала.2. Печь по и. 1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что верхние концы трехходового канала сообщаются с по" лостью тигля посредством кольцевойканавки, выполненной е верхнем тор" це цилиндра,1 10338Изобретение относится к металлургии, в частности к конструкциям индукционных печей.Известна индукционная тигельнаяпечь, содержащая тигель и индуктор, 5выполненый в виде вертикального сердечника из огнеупорного диэлектрического материала, установленноговнутри тигля и концентрично ему 11,Однако такая конструкция не позволяет получить высокий КПД печи.Наиболее близкой к изобретениюпо технической сущности и достигаемому результату является индукционная печь, содержащая тигель, . 15внутри которого расположен индуктор,выполненный в виде вертикального полого цилиндра из огнеупорного материала с винтовым каналом в стенке,сообщающимся нижним концом с по Олостью тигля, и электроды. Электроды соединены с концами винтовогоканала 1 2.Недостатком этой печи являетсянизкая производительность, обусловленная невозможностью интенсификациипроцесса плавления из-за перегрева ибыстрого разрушения огнеупорной стенки канала, кроме того функциональныевозможности печи ограничены процессом плавления,Цель изобретения - повышение про"изводительности и расширение функциональных возможностей печи.Эта цель достигается тем, что виндукционной печи, содержащей тигель, З 5внутри которого расположен индукторвыполненный в виде вертикальногополого цилиндра из огнеупорного материала с винтовым каналом в стенке,сообщенным нижним концом с полостьютигля, и электроды, винтовой каналвыполнен трехходовым и сообщенным через верхние концы с полостью тигля, аа электроды подведены к средним вит-,кам трехходового канала.45Причем верхние концы трехходового канала сообщаются с полостью тигля посредством кольцевой канавки, выполненной в верхнем торце цилиндра.На чертеже схематически изображе" 50на индукционная печь, продольный разрезПечь состоит иэ тигля 1, в цилиндрическое.углубление дна которого установлен полый цилиндр 2 из огнеупор.його материала с винтовым трехходовым каналом 3 в его стенке. Средниевитки трехходового канала 3 сообщеЗЗ 2ны с электродами 4, эаутерованными в стенку цилиндра 2. В резьбовые отверстия электродов 4 ввинчены токо- подводы 5, выполненные в виде штанг иэ материала с высокой удельной злек-. тропроводкостью и снабженные прямоугольной резьбой, обеспечивающей надежный контакт с электродами 4. Токоподводы 5 проходят через футеровку дна тигля 1, они могут быть выведены также вверх через металл ванны, Та и другая конструкции обеспечиваютбыструю замену огнеупорного цилиндрас винтовым каналом, Нижние концы 6 канала 3 сообщены с внутренней полостью цилиндра 2, а верхние - с канавкой 8, выполненной в верхнем торце цилиндра 2. Канавка 3 в поперечном сечении может быть прямоугольной, овальной или другой. формы, причем внутренняя ее боковая стенка выполнена ниже наружной; чем обеспечивается при пуске первостепенное заполнение жидким металлом внутренней полости цилиндра 2.Работа печи осуществляется следующим образом.Для запуска печи цилиндр 2 заполняют расплавленным металлом до уровня, обеспечивающего контакт с электродами 4, после чего на токо" подводы 5 подают трехфаэное напряжение. При этом по трехходовому винтовому каналу 3 текут трехФаэные токи, которые разогревают жидкий металл в винтовом канале, создают бегущее магнитное поле как внутри, так и снаружи цилиндра 2, Бегущее поле создает электромагнитный напор, под действием которого жидкий металл нагнетается внутри цилиндра 2 вниз иподнимаясь вверх по винтовому каналу 3 полностью заполняет его и коль цевую канавку 8, после чего .в работу включается верхняя половина индуктора, и он выходит на рабочий режим. Иеталл иэ канавки 8 через более низкую ее внутреннюю стенку стекает в полость цилиндра 2, куда загружается кусковая еихта. После заполнения ци" линдра 2 доверху, жидкий металл перетекает в полость тигля 1, расплавляет предварительно загруженную в него шихту, и печь выходитнна рабочий режим. Достаточно интенсивное перемешивание жидкого металла обеспечивает выравнивание его состава по объему ванны, однако наиболее горячей оста- ется зона над цилиндром 2. В эту наЗаказ 5601/41 . Тираж 615 . Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Иосква, 335, Раушская наб., д. 4/5татевтита тае а титеаиа вават Витти те щит и итеФилиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная,3 10338 иболее горячую зону и .загружается свежая шихта, что обеопечивает ее интенсивное плавление.Если после плавления необходимо провести операцию раФинирования жидкого металла,. то этот режим осуществляется следующим образом. Внутренняя полость цилиндра 2 заполняется . рафинирующим реагентом, на два ( из трек) токоподвода 5 включается напря- ю жение. При этом перекечиеаяие жидкого металла. отсутствует и в полости цилиндра быстро создается температура, при которой наиболее интенсивт, но проходят химические. реакции. Пос пе этого подается напряжение на третий токоподвод ( режим. нагрева и про" качки), при этом жидкий металл ванны прокачивается через реагент, зат. полняющий полость цилиндра 2, и ра О финируется, После очистки металла от одного элемента 1 например. свйнца от .висмута) реагент. в полости цилиндра 2 заменяют,. и аналогицно металл ван- . ны рафинируется от другого элемента (например, свинец от серебра) и так далее; После. йроведения. плавления и рафинирования осуществляют выпуск металла известными средствами. Если есть необходимость держать печБ в миксерном режиме, то к одному из трех токоподводовподают фазу, к дру" гому - ноль. В результате устраняется перемешивание жидкого металла, а . нагрев осуществляется мощностью в б раз ниже номйнальнвой. Возможны дру., гие схемы подключения с мэмеиением .мощности в широком дйапазоие без при-. менения дополнительных устройств для. регулирования ее., В. режиме нагре 33 4ва перемещивание осуществляется только за счет тепловой конвекции, Этогодостаточно, чтобы внять перегрев свинтовых каналов, если учесть, что.режим нагревалибо кратковременный,либо осуществляется мощностью ниженоминальной,Конструктивное рещение печи, вкоторой винтовой каналвыполнен трехходовым, фазы переменного тока присоединены к электродам, сообщающимсясо средними витками, а верхние и нижние концы канала выполнены сообщающимися с полостью тигля, обеспечивает интенсивную прокачку жидкого металла по винтовому каналу и снижаетего перегрев относительно металлаванны с 300 фС (что имеет место в из"вестном устройстве/ до 30 С, что даетвозможность увеличиватьподводимуюэлектрическую мощность к каналу и врезультате повышать производительность печи Перемешивание металла вванне интенсифицирует процессы плавления ( передача тепла массопереносомзначительно интенсивнее, чем теплопроводностью. Кроме одновременногонагрева, прокачки и перемешиваниявозможен только нагрев (как в извест"яом устройстве, однако мощность нагрева без применения регуляторов можно изменять в широком диапазоне. Этодает возможность более тонковоздейаествовать на технологические операции,осуществлятьакроме режимов плавления,также миксернйе режимы печи, процессырафинирования жидкого металла, т.е.расширять Функциональное. возможностипечи,