Индукционное устройство для нагрева и перемешивания жидких металлов

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистически)т Реслублик(23) Приоритет --5 ) М. Кл-, Н 02 М 4/20 Государственный квинте СССР оо делам нзооретеннй н открытнй(71) Заявитель роизводствецное объединение Уралэнергоцветмет(54) ИНДУКЦИОННОЕ УСТРОЙСТВ О ДЛ Я НАГРЕВА И П ЕРЕМЕШИ ВАНИЯ ЖИДК 11 Х .ЧЕТА,1 ЛОВИзобретение относится к электротермии и предназначено, в частности для нагрева и перемешивания свинца при его рафинировании в котлах.В настоящее время рафинировочные котлы с жидким металлом обогреваются элект рическими спиралями, которые располагаются на внутренней поверхности топки, в которую устанавливается котел 1.Однако это устройство характеризуется быстрым выходом котлов из строя из-за разрушений стенки котла, связанных с термическими перенапряжениями при подаче тепла через стенку и большими потерями энергии в окружающую среду из-за высокой температуры греющих спиралей (1200 С ) .Эти недостатки устраняются при исполь зовании погружных индукционных установок, от которых наводится индукционный ток непОсредственцо в жидком металле, и электрическая энергия преобразуется в тепловую объемно в самом жидком металле, разогревая его.Известно также устройство для нагрева и перемешивания жидких металлов, содержащее шихтованную магнитную систему с обмотками, полюсные наконечники которой образуют канал. 11 ри включении обмотки в электросеть в кацале создается переменное магнитное поле, которое наводит перемеццьк электрические токи, замыкающиеся по жидкомх металлм, окрхжающему иолюсцыс наконечцики, эти токи нагревают жидкий металл. При взаимодействии тока с магнитным полем создактгся объемные электромагнитные силы, выталкивающие жидкий металл из канала и приводящие к его циркуляции 2 .Известное устройство имеет следуюгцие недостатки: недостаточно эффективное объемное перемецшвацие. так как канал является плоским и циркуляция жидкопо металла организуется в плоскости; большой расход активных материалов на изготовление, так как на фазу приходится два стержня и два полюсных наконечника и цоле в канале создается одной фазной обмоткой; вносит асимметрию в нагрузку на фазы электросети питания, так как устройство является однофазным.Цель изобретения -- повышение техникоэкономической эффективности.6875504токи плотностью 1, замыкающиеся вокруг полюсных наконечников. Эти токи нагревают жидкий металл в ванне до требуемой температуры; взаимодействие электрического тока плотностью с индукцией В приводит к появлению электродинамических сил объемной плотностью 1 =1 Х В. Эта сила выталкивает нагретый жидкий металл из канала, и в ванне организуется конвективное движение в трех плоскостях, сдвинутых относительно друг друга в пространстве на 120, за счет10 которого происходит перемешивание жидкого металла в ванне, выравниваются температуры по объему, интенсифицируются процессы рафинирования.Исполнение магнитной системы такимобразом, что продольные оси полюсных наконечников в поперечном сечении являются вершинами равностороннего треугольника, а поверхности полюсных наконечников, образующие канал, выполнены в форме двугранных углов по 120, приводит к форми 26 рованию трехфазного канала в форме призмы с направляющей в виде трехлучевой звезды, что создает циркуляцию жидкого металла в ванне в трех плоскостях, сдвинутых относительно друг друга в пространстве25на 120 и обеспечивает эффективное объемное неремешивание жидкого металла. формула изобретения Это достигается тем, что полюсцые наконечники расположены так, что их продольные оси в поперечном сечении являются вершинами равностороннего треугольника, а поверхности полюсных наконечников, образующие канал, выполнены в форме двугранных углов по 120. Такое исполнение устройства обеспечивает эффективную циркуляцию металла в трех плоскостях, сдвинутых в пространстве на 120, на фазу в этом случае приходится по одному стержню и полюсному наконечнику, что снижает расход электротехнической стали на изготовление магнитной системы, поле в каждой из зон канала создается в каждый момент времени намагничивающими силами обмоток двух фаз, что снижает расход проводниковой меди; симметричная конструкция трехфазного устройства обеспечивает симметрич ность нагрузки на фазы электросети питанияНа чертеже изображено предлагаемое устройство, обгццй вид.Устройство для цагрсва и перемешивация жидких металлов имеет шихтованную магнитную систему 1, состоящую из трех стерж ней 2, с одного торца устройства зашуитированных ярмом 3, а с другого - - имеющих три полюсных наконечника 4. На стержни 2 нанизаны катушечные обмотки 5. Полюсные наконечники 4 образуют канал 6, который заполняется жидким металлом. Полосцые наконечники расположены относительно друг друга так, что их продольные оси в поперечном сечении являются вершинами равцостороццего треугольника, а поверхности полюсньх наконечников, образук)цгие канал, выполнены в форме двугра 1 гных углов по 120. Полюсные наконечники 4 одеты в теплоизоляционные рубашки, предотвращающие также проникновение жидкого металла в шихтонанную магнитную систему .Устройство работает следующим образом. Его опускают в ванну с жидким металлом так, чтобы полюсные наконечники 4, одетые в тецлоизоляцию, погрузились в жидкий металл, а стержни 2 с расположенными на них обмотками 5 и ярма 3 находились выше зеркала жидкого металла. При включении обмоток 5 в трехфазную электросеть по ним потекут переменные токи и в магнитной системе 1 наведутся переменные магнитные потоки, а в канале 6 между полвсными наконечниками 4 - магнитные пульсирующие поля плотностью В, которые наведут в жидком металле переменные электрические 36 1. Индукционное устройство для нагреваи перемешивания жидких металлов, содержащее шихтованную магнитную систему с обмотками, полюсные наконечники которой образуют канал, отличающееся тем, что, с целью повышения технико-экономической 35эффективности, полюсные наконечники расположены таким образом, что их продольные оси в поперечном сечении являются вершинами равностороннего треугольника.2. Индукционное устройство по п. 1, от гичающееся тем, что поверхности полюсныхнаконечников, образующие канал, выполнены в форме двугранных углов по 120. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Основы металлургии, 1975, т. И 1, М, Металлургия.2. Верте К. А. Электромагнитная разливка и обработка жидкого металла. М., Металлургия, 1967, с. 24.Составитель С. Кочем азов Редактор Л. Лашкова Техред О. Луговая Корректор М. Селехман Заказ 5738/50 Тираж 857 Подписное ЦН И ИП И Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП кПатентэ, г. Ужгород, ул. Проектная, 4