Устройство для обработки расплавленного металла

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИХ А 1 09) (1 РЕТЕНИЯ ОПИСАН СЬ г ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬП ИЯМПРИ ГННТ СССР(71) Всесоюзный научно-исследовательский институт металлургической теплотехники цветной металлургии и огнеупоров(56) Авторское свидетельство СССР % 719806, кл. В 22 Р 39/00, 1980.Авторское свидетельство СССР(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ РАСПЛАВЛЕННОГО МЕТАЛЛА(57) Изобретение относится к металлургии и предназначено для обработки расплавленного металла в ваннах, миксерах, котлах, печах. Целью изобретения является сниже(51) 5 Н 02 К 44 00,. С 21 С 7 00 нне материалоемкости за счет уменьшения объема устройства, Устройство содержит однофазную обмотку 2, охватывающую сердечник 3 нз магнитомягкого материала, цилиндрический магнитопровод 1, расположенный снаружи обмотки 2. Сердечник 3 имеет высоту, равную высоте магнитопровода, Втулка 4 выполнена из ферромагнитного материала и установлена вплотную между сердечником 3 и магнитопроводом 1 до торца обмотки 2. Выполнение втулки 4 из ферромагнитного материала и установка ее вплотную между сердечником 3 и цилиндрическим магнитопроводом 1 до торца обмотки позволяет уменьшить объем устройства за счет уменьшения объема обмотки, относительного увеличения канала, уменьшения реактивной мощности. 3 ил.3Изобретение относится к метулларгии и предназначено для обработки расплавленного металла в ваннах, миксерах, котлах, печах.Целью изобретения является снижение материалоемкости за счет уменьшения объема устройства.На фиг, 1 представлено устройство, продольный разрез; на фиг. 2 - поперечный разрез А-А на фиг. 1; на фиг, 3 - попе. речный разрез Б-Б на фиг. 1.Устройство содержит электромвгнтнуа систему, состоящую из полого и.:.ьндрического магнитопровода 1 с внутренней рас. точкой для размещения однофазной обмотки 2, внутреннего сердецнка 3 из магнитомягкого материала; в нижней части между магнитопроводом 1 и сердечником 3 до торца обмотки 2 впрессована втулка 4 из ферромагнитного материала со сквозными всасывающими осевыми отверстиями 5. Части 1, 3 и 4 магнитной системы выполняются шихтованными. Поверхности магнитопровода 1 с обмоткой 2,сердечника 3, втулки 4 с отверстиями 5 защищены оболочкой 6 из огнеупорного материала (или кожухом из стали). Пространство, ограниченное магнитопроводом 1 с обмоткой 2, сердечником 3 и втулкой 4, есть кольцевой канал 7 для протекания жидкого металла.Для обработки (рафинирования) металла на кольцевой канал 7 на его выходе устанавливается (фиг. 1) насадок 8 с рафинирующим реагентом 9. Для откачки металла из ванны на канал 7 на его выходе устанавливается отводящий патрубок (не показан).Устройство работает следующим образом.Устройство погружают в ванну 10 с расплавленным металлом. При этом жидкий металл через сквозные осевые отверстия 5 заполняет кольцевой канал 7. При включении обмотки в сеть переменного тока возбуждается пульсирующий магнитный поток, силовые линии которого, пронизывая радиально канал 7, замыкаются по магнитопроводу 1, ферромагнитной втулке 4 и сердечнику 3 (фиг. 1). В витке жидкого металла, находящемся в кольцевом канале 7, индуцируется ток, направленный азимутально вокруг сердечника 3, Взаимодействие азимутального тока и радиального магнитного потока приводит к возникновению электромагнитной силы, направленной аксиально от ферромагнитной втулки 4. Под действием электромагнитного напора, создаваемого электромагнитными силами, жидкий металл из ванны через отверстия 5 всасывается в канал 7 и, одновременно подогреваясь в канале 7 протекающими в нем токами, снова подается в ванну. Так осуществляется перемешивание (с подогревом) металла в ванне.В режиме рафинирования жидкий металл прокачивается (фиг. 1) через рафинирующий реагент 9, поступает чз насадка 8 в ванну 10.Для пода ги металла в другчю прие;.нуюемкость на выход канала 7 нанизываетсяотводя щи й па трубок (не пока".а н) . Выполнение втулки 4 из ферромагнитного материала и установка ее вплотн.,;жцу сердечником и цилиндрическим маги"тонроводом до торца обмотки позволяют уменьшить объем устройства (за счс уменьшения объема оботки, относительного увели 0 чения канал:, уеньшения реакти нг;" мощности). Это позволяет экономирасходср дства из. с-овлсние и эксп;.уатациюустройства.Изобретенье ьа"равлено на то, чтобыэлектром нитная сила в качале ниже середг" обычной ш ч ", 1 оической обмотки(фиг. 1) была направлена вверх (была быполезной). Это достигается выполнениемвтулки из ферромагнитного материала и установк:й ее между сердечником и магнито 20 проводом вплотную (без зазоров 1) до торцаобмотки При этом получается как бы сдвигвсей топографии магнитного поля вниз; вканале остается радиальная компонентаиндукции только одного направления, а радиальная компонента индукции обратногонаправления как бы втянулась в магнитный шунт, получившийся ниже нижнего торца обмотки.Магнитное поле в канале замерялосьдатчиками - калиброванными катушками,выведенными на электронный милливольтметр. Распределение электромагнитных силпо длине канала замерялось токопроводящим витком, соединенным с динамометром(виток располагался на различных уровнях канала и замерялась действующая нанего эле тромагнитная сила).Экспериментальные исследования устройства показали следующее. Индукция увеличивается по длине канала от нижнеготорца обмотки к верхнему, достигая максимума, а затем экспоненциально уменьшается4 О к концу канала. Плотность тока слабоуменьшается по длине канала от нижнеготорца обмотки к верхнему и быстро уменьшается к концу канала вне обмотки. Оодавления развивается на участке канала, где45 расположена обмотка (из них 38 Я - научастке канала ниже середины обмотки и32 Я - на участке канала выше серединыобмотки), остальные 30 Я давления развиваются на участке канала выше верхнего торца обмотки,50 Установка ферромагнитной втулки 4вплотную между ферромагнитным сердечником 3 и ферромагнитным магнитопроводом 1делает магнитную цепь магнитно замкнутойсо стороны входа в устройство расплавленного металла. При этом потери магнит 55 ного напряжения на участках магнитопровод - втулка - сердечник минимальны(практически близки к нулю). Это позволяет уменьшить (при той же магнитной индук1612365 формула изобретения СостаТехред А.Тираж 4 Редактор Г. ГербеЗаказ 3834 ТСС 5ции в канале 7) ампер-витки обмотки 2 и, как следствие, уменьшить обьем всего устройства (при той же эффективности воздействия устройства на жидкий металл).Экспериментальные исследования устройства в ртутном кон"уре показали, что наличие немагнитных промежутков между магнитотроводом и втулкой, а также втулкой и сердчником суммарной величиной в 5 мм (как в известном устройстве, где толщину двух огнеупорных стенок невозможно выполнить менее " мм) приводит к практически нулевой эффективности устройства.Установка втулки до торца обмотки, в сравнении до середины обмотки, приводит: к увеличению напора в тех же габаритах (как показал эксперимент, на.топ увеличивается на 38 о); к уме:ьшению магнитного рассеяния (при установке втулки до середины обмотки половина ма "нитного потока не пронизывает МГД-канал, а уход,т в рассеяние).Иными словами, установка вт лки до середины обмотки исключает из работы часть ВНИИПИ Государственного комитета по и 113035, Москва, Ж - 35 Производственно-издательский комбинатбМГД-канала, где развивается 38 Я напора, не привнося положительного эффекта.Установка втулки до торца обмотки, а не до ее середины, таким образом, приводит к увеличению давления на 38 о в тех же габаритах или уменьшению габаритов и объема устройства при равных давлениях. Устройство для обработки расплав. пенно.го металла, содержащее однофазную обмот- КУ, ОХВатЫВаЮЩ 1 О СЕРДЕЧНИК ИЗ МаГНИтОМЯгкого материала, цилиндрический магнитопровод, расположенный снаружи обмотки, причем сердечник имеет высоту, равную высоте 15 мзгнитопровода, втулку со сквозными осевымн отверстиями, установленную со стороны всасывающей части, отличаю цееся тем, что, с целью снижения материалоемкости за счет уменьшения объема устройства, втулка выполнена из ферромагнитного материала и установлена вплотную между сердечником и магнитогроводом до торца обмотки. итель А ь зноиКравцук Коррек 1 ор Л. Пилипенк11 одписноеобрс ен .окрмтиям при ГКНРаушскзя нло, д. 4 оПатент, г. Ужгород,л. Гагарина. 1