Устройство для снятия перегрева жидкого металла

СОЮЗ СОВЕТСНИХ ОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН А р В 22 Р 11 ИЯ ИЗОБ ОПИСАН 3506 29,1 23. 0 Л.А. ални М.Паршин, едкин, А,И.ТаЮ.А.Гусенков.Ци Цен ого кий мф 621(71) Крас тель гии (53)(56) лить14662 Германн 3 М., 1961,прерывное7, рис.146 ГОСУДЮ СТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ 136/22-020.824,84, Бюл.Р 15СОколов р Внь, Я.В.НефВ,В,ПОляковийральный ордена ТрудовогоЗнамени научно-исследоваинститут черной металлур(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СНЯТИЯ ПЕРЕГРЕВА ЖИДКОГО МЕТАЛЛА, содержащеенаружный обратный усеченный конус с,дном, над которым расположен открытый торец внутреннего обратного усеченного конуса с каналом для подвода охладителя, и патрубок для отводаохладителя, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью повышения однородности структуры литого металла,оно снабжено ротором с постояннымимагнитами, размещенными в теле ротора, и крыльчаткой, при этом роторустановлен между наружным и внутренним обратными усеченнь 1 ми конусами,а крыльчатка оасположена в каналедля подвода охладителя и жестко связана с ротором.е канала ьв= в . Сечен1= 0,0поток поилок :сечен 11335 м . Сред вычисляется, элементарнойе водотока. Та яя скорде чтруйки,как ин тьорост ра ходу щ во ение, ср по форму ч е дняе з данное сечопределится0,004ш 0,001133я крылй форм ос 3,5ьчаткиуле: м стьо(ко ляе нращени знестно лреде 0 3 53;Л ".575- 1775 Изобретение относится к металлургии, в частности к устройствамдля снятия перегрева жидкого металлаоИзвестно устройство для снятияперегрева жидкого металла, представляющее собой металлический вибратор,выполненный в виде концентрично расположенных труб, причем наружная труба снабженасо стороны рабочего концасферическим дном, над которым расположен открытый торец внутренней трубы. Отвод тепла производится за счетохладителя, циркулирующего внутриданного устройства. Наружная трубавибратора покрыта теплоиэоляцией1 .15Наличие изоляции, как показали исследования, не устраняет роста корочки на поверхности устройства. Вместе с тем изоляция существенно снижает теплоотвод от устройства, заметноснижая эффективность его работы.Устройство сложно н эксплуатациии, как следствие этого, наблюдаетсяего низкая работоспособность.Наиболее близким по техническойсущности и достигаемому результатук предлагаемому является устройство,содержащее наружный обратный усеченный конус, снабженный со сторонырабочего конца дном, над которым со"осно расположен внутренний обратныйусеченный конус. Внешняя и внутренняя образующие наружного конуса выполнены под углами 12-20 и 7-10коси симметрии соответственно. Отводтелла от устройства производится эа 35счет охладителя, циркулирующего через его внутренние каналы 2 ).Однако отпадание кристаллиэующейся корочки от стенок устройствапроисходит только после того, как 40ее толщина достигнет 10-15 мм. Этоснижает частоту попадания корочкивглубь слитка и, как следствие,снижает эффект снятия перегрева жицкого металла и порождает неоднородность структуры литого металла слитка,Целью изобретения является повышение однородности структуры литогометалла.Поставленная цель достигаетсятем, что устройство для снятия перегрева жидкого металла, содержащеенаружный обратный усеченный конус сдном, над которым расположен открытый торец внутреннего обратного усеченного конуса с каналом для подвода охладителя, и патрубок для отводаохладителя, снабжено ротором с постоянными магнитами, размещенными втеле ротора, и крыльчаткой, при этом 60ротор установлен между наружным ивнутренним обратными усеченными конусами, а крыльчатка расположена вканале для подвода охладителя и жестко связана с ротором. 65 Нд фиГ, 1 изображ."О устроство, продол ьный раз рез; н,. Фи г, 2 - ра з - реэ Л-А на фиг.1.Устройство состоит иэ наружного обратного усеченного конуса 1 с дном 2 и открытого с обоих концов внутреннего обратного усеченного конуса 3, н котором имеется цилиндрический канал 4 для подвода охладителя х устРойству, патрубка 5 для отвода охладителя. от устройства, ротора б, в теле которого встроены постоянные магниты 7. Ротор, выполненный иэ алюминиевого сплава, жестко связан посредством соединительной планки 8 с крыльчаткой 9, укрепленной на оси 10, крепящейся с помощью упора 11 и крестовины 12 в цилиндрическом канале устройства.Устройство работает следующим образом.Сначала подается охладитель в цилиндрический канал устройства. Охладитель, проходя по каналу, приводит во вращение крыльчатку и жестко связанный с ней ротор с размещенными в его теле постоянными магнитами. Затем конусообразная часть устройства погружается н жидкий металл.При вращении ротора будет наводиться вращающееся магнитное поле в жидком металле, контактирующим с конусной частью устройства. Вращающееся магнитное поле будет смывать кристаллизующуюся на конусной части устройства корочку. В результате этого произойдет снятие перегрева жидкого металла и образование н нем дополнительных центров кристаллизации. Все это обеспечит однородность структуры литого металла.Расчет полезной мощности гидротурбинки, установленной в канале устройства, Исходные данные: Диаметр калана 0 = 0,038 м. Расход воды через канал й = 4 л/с (определено экспериментально), удельный вес воды т = 1000 кг/м.КПД при угле наклона лопаток 36, 1,= 0,8.Б 3 14 0 038 ь , т,е. ранен общему108725 фиай где у - скорость потока воды,в - диаметр водотока, м .Полезная мощность гидротурбинайки ф=2к 8 т . или, учитывая,102 ю5 что= 1 О 00 кг/м Н 99,8 0,004 50 ф 0,8 = 1,568 кВтгде Н - напор в канале.Расчет электрической мощности гидО ротурбинки.Исходные данные:в = 1775 об/мин крыльчатки.а = 9 см - средний диаметр конусаустройства.В = 0,5 Тл = 5000 Го - индукция вжидкой стали.гр = 4 - число пар полюсов ротора,15 см - высота жидкого металла,подвергаемого воздействию магнитного поля, которая равна длине магнитных полюсов.0,25 - коэффициент полезногодействия системы ротор-металл.д - окружная скорость ротора, определяемая из мй. 1775 3 149 836 см 30 ч = 0,7 - отставание вращения жидкого металла от вращенияротора. По известной Формуле определяем 35 ЭДС, наводимойжидком металле: Е = 2 рЬ Р ч10 = 4 ф 5000 15 836 102,3 В. Для определения силы тока выбираем толщину слоя жидкого металла, окружавшего охлаждаемую поверх О ность устройства, 5 мм, а длину его 15 см = 150 мм.Тогда сечение выбранного контура1505 = 750 мм. Омическое сопротивление, согласноформулеВ --- = 0,000272 Омя 7 где у - удельное сопротивление стали при 1500 С, Сила тока, наводимая приЕ 2 3этом, 1 = - = -ф= 8455УЭлектрическая моыность без учета вращения жидкого металла определится Рв = 1 Е Ч,= 84552,3 О,5 = 4862 Вт.При вращении металла с известным отставанием его от вращающегося магнитного поля сс - 0,7, действующая величина мощности будет Р = Р и (1-Рс) =4862 0,3 =1,46 кВт где Р - мощность при вращении метал 6ла;Р - мощность в состоянии покояижидкого металла.Конструкция устройства проста в изготовлении и надежна в эксплуатации. Для работы устройства не требуется дополнительный источник энергии, так как сам охладитель является таковым.Вращение постоянных магнитов, встроенных в ротор, позволяет наводить без подвода электроэнергии извне вращающееся магнитное поле в жидком металле, контактирующим с устройством, Экранируюший Фактор наружного конуса устоойства для поля,создаваемого постоянными магнитами, будет бесконечно мал по сравнению с наводимыми ими электромагнитным полем вокруг наружнй поверхности устройства.В пересчете на годовую программу разливки высокоуглеродистой стали экономическая эффективность составит:Э = 230000 1,19 = 274000 руб,ВНИИПИ Заказ 2540/8Тираж 775 Подписное Филиал ППП "Патентф,г.ужгород,ул.Проектная,4