Индукционная печь

(54) (57) ИНДР 1033833, отем, что, слогическихна съемным мложенным воотверстия внем торце эотвод, чапосочленен сцевой канав ельики,СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ РСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) 1. Авторское свидетельствоУ 1033833, кл. Р 27 Р 11/06, 198 УКЦИОННАЯ ПЕЧЬ по авт.с т л и ч а ю щ а я с я целью расширения техноозможностей, она снабже агнитным экраном, распо Руг индуктора.и имеющим нижней части, а на верх рана установлен металло ный патруоок которого нутренней стенкой коль- и.Изобретение относится к области металлургии, в частности, к индукционным печам для выплавки металлов и сплавов.Цель изобретения - расширение 5 технологических возможностей печи.На чертеже изображена индукционная печь, продольный разрез.Печь состоит из тигля 1, в цилиндрическое углубление дна которого 1 О установлен полый цилиндр 2 из огнеупорного материала с винтовым трех- ходовым каналом 3 в его стенке, Средние витки трехходового канала сообще- ны с электродами 4, зафутерованными 15 в стенку цилиндра 2, В резьбовые отверстия электродов 4 ввинчены токо- подводы 5, выполненные в виде штанг из материала с высокой удельной электропроводцостью и снабженные прямо угольной резьбой, обеспечивающей надежный контакт с электродами 4, Токоподводы 5 проходят через футеровку дна тигля 1. Нижние концы б канала 3 сообщены с внутренней полостью цилин 25 дра 2, а верхние концы 7 - с кольцевой канавкой 8., выполненной в верхнем торце цилиндра 2, Внутренняя боковая стенка кольцевой канавки 8 выполнена ниже наружной; этим обеспе- ЗО чивается при пуске первостепенное заполнение жидким металлом внутренней полости цилиндра 2,Печь снабжена съемным магнитным экраном 9 в виде колпака, укрывающего индуктор. В нижней зоне экрана 9 выполнены отверстия 10 для входа жидкого металла, а сверху в экран 9 введен металлоотвод 11, напорный патрубок 12 которого сочленен с внутренней стенкой кольцевой канавки 8.Зкран 9 выполнен из огнеупорного материала с ферромагнитным наполнителем (колошниковая пыль, железные опилки и т.п,); внутренний диаметр экрана 9 больше наружного диаметра цилиндра 2 на (2-4) 6, где Ь - глубина проникновения электромагнитной волны в жидкий металл. Печь работает следующим образом, 50Съемный экран 9 с металлоотводом 11 вынимают из печи, Для запуска печи цилиндр 2 запопняют расплавленным металлом до уровня, обеспечивающего контакт с электродами 4, после чего 55 на токоподводы 5 подают трехфаэное напряжение, При этом по трехходовому винтовому каналу 3 течет трехфазный ток, который разогревает жидкий металл в винтовом канале, создает 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 и, поднимаясь вверх по винтовому каналу 3, полностью заполняет его и кольцевую канавку 8, после чего в работу включается верхняя половина индуктора и он выходит на рабочий режим. Металл из канавки 8 через низкую ее внутреннюю стенку стекает в полость цилиндра 2, куда загружается кусковая шихта. После заполнения цилиндра 2 доверху жидкий металл перетекает в полость тигля 1, расплавляет предварительнозагруженную в него шихту, и печь выходит на рабочий режим. Достаточно интенсивное перемешивание жидкого металла обеспечивает выравнивание его состава по объему ванны, однако наиболее горячей остается зона над цилиндром 2. В эту зону и загружается свежая шихта, что обеспечивает 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 трех) токоподвода 5 включается напряжение. При этом перекачивание жидкого металла отсутствует и в полости цилинд- ра 2 быстро создается температура, при которой наиболее интенсивно проходят химические реакции, После этого подается напряжение на третий токоподвод (режим нагрева и прокачки), при этом жидкий металл ванны прокачивается через реагент, заполняющий полость цилиндра 2, и рафинируется. После очистки металла от одного элемента например, свинца от висмута) реагент в полости цилиндра 2 заменяют, и аналогично металл ванны рафинируется от другого элемейта (например, свинец от серебра) и т,.д. Еслиесть необходимость держать печь в миксерном режиме, то к одному из трех токоподводов подают фазу, к другому - ноль. В результате устраняется перемешивание жидкого металла, а нагрев осуществляется мощностью в шесть раз ниже номинальной. Возможны другие схемы подключения,ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5филиал ППП "Патент", г. Ужгород,ул. Проектная, 4 с изменением мощности в широком диапазоне беэ применения дополнительных устройств для регулирования ее, В режиме нагрева перемешивание осуществляется только за счет тепловой конвекции. Этого достаточно, чтобыснять перегрев с винтовых каналов, если учесть, что режим нагрева либо кратковременный, либо осуществляется мощностью ниже номинальной. По О сле проведения плавления и рафинирования осуществляютоткачку металла следующим образом. В печи устанавлиЬают съемный экран 9 с металлоотвоЦом 11 (фиг, 1). Затем транспозицией 15 двух фаз реверсируют направление бегущего электромагнитного поля. После этого поле бежит снизу вверх, при этом жидкий металл поступает через отверстия 10 в экране 9 в канал, 20 образованный внутренней поверхностью экрана 9 и наружной поверхностью цилиндра 2, и под действием бегущего вверх электромагнитного поля нагнетается через кольцевую канавку 8 в 25 верхние концы 7 винтового канала 3, проходит по нему вниз, нагревается, и выходит через нижние концы 6 во внутреннюю полость цилиндра 2, здесь снова попадает в зону бегущего вверх электромагнитного поля и нагнетается в напорный патрубок 12 металлоотво- да 11, поступая. через него на следующую технологическую операцию например на разливочную машину.35. Конструктивное решение печи, в которой индуктор, выполненный в виде вертикального полого цилиндра из огнеупорного материала с винтовым трехходовым каналом в стенке и сооб щенным с верхним и нижним концами с полостью тигля, а электроды подведены к средним виткам трехходового канала, снабжен съемным магнитным экраном в виде колпака, укрывающего индуктор, причем в нижней зоне экрана выполнены отверстия, а сверху введен металлоотвод, напорный патрубок которого сочленен с внутреннейСоставительРедактор Т. Кугрышева Техред Л.Микг стенкой кольцевой канавки, обеспечивает откачку жидкого металла из печибез применения дополнительных энергетических агрегатов. При этом на откачку поступает отстойный жидкий металл из нижних слоев ванны печи(так как экран предотвращает перемешивание), а зеркало остается спокойным под слоем шлака (вне контакта своздухом), футеровка печи не ослабле-на шпуровым отверстием в днище, отсутствует затраты на пробивание изакрывание шпурового отверстия. Откачка жидкого металла осуществляетсяпод действием электромагнитного напора, более чем в два раза превышающегоэлектромагнитный напор инд ктора вметаллургических режимах, при этомоткачиваемая струя жидкого металла,идущая на разлив., проходя последовательно каналы индуктора, подогревается, а печь при откачке работает вмиксерном режиме и, таким образом,экономится электроэнергия. Кроме того, в печи .осуществляется очисткажидкого металла: более легкие включения всплывают при отстое вверх назеркало, более тяжелые опускаются надно, от прочих включений жидкий металл очищается в каналах ийдуктора:в зоне действия электромагнитных сил,направленных вверх, жидкий металлквазиоблегчается, а неметаллическиевключения (шлаки), на которые электромагнитные силЫ не действуют, по отношению к жидкому металлу "квазиутяжеляются", опускаются на дно, а в ме-.таллоотвод и далее на разлив поступает, таким образом, отсепарированныйжидкий металл, что улучшает микроструктуру слитков и отливок. Таким образом, в печи, кроме режимов плавле"ния, миксерных режимов, процессовРафинирования жидкого металла, можноосуществлять сепарцию жидкого металла от неметаллических включений, откачку жидкого металла из печи с подогревом откачиваемой струи, т.е. рас-ширить технологические возможностипечи.М. Вилковаеш Корректор.Л. Зимокосов