Индукционная печь

Союз СоветскмнСоцмалистическинРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1832294Опубликовано 23.05,81, Бюллетень19 Дата опубликования описания 230581(72) Авторы изобретения Ю. Б. Петров, Г. И, Бадьин, Е. И. Безрукова,В. М, Бындин, В, В, Неженцев и А, В, Шку ков",",. .,",Ленинградский ордена Ленина электротехн еские 1 ттиститутим. В, И, Ульянова (Ленина)Ю 2 ГЗмю.(54) ИНДУКЦИОННАЯ ПЕЧЬ Изобретение относится к металлурггии, в частности к конструкциям индукционных печей для плавки окисныхогнеупорных материалов.Известна индукционная печь дляплавки полупроводниковых материа 5лов, содержащая индуктор, охватывающий металлический водоохлаждаемыйтигель, выполненный в виде горизонтальной цилиндрической ло",:чки,имеющей плавильную и выпускную полос,ти,с выпускным отверстием 11 ),Однако при сливе расплава из известной печи струя расплава в процессе прохождения от ванны до сливногоноска успевает остыть, теряет жидкотекучесть и застывает в виде настьцтей, препятствующих выпуску.Кро ме того, по поверхности расплавапоперек оси кюветы время от временивозникают каналы проводимости с токомшунтирующим индуктирующий ток навнутренней поверхности кюветы. Это .приводит к колебаниям температуры ванны расплава, а также электрического режима печи в целом.Цель изобретения - улучшение условий выпсука расплава из печи и стабильности процесса плавки.Эта цель достигается за счет того, что полость выпускного участка тигля имеет переменное и уменьшающееся к выпускному отверстию сечение, причем горизонтальный осевой размер в поперечном сечении по всей длине тигля одинаков.На фиг.1 показана индукционная печь, разрез; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - разрез Б-Б на фиг.1.Индукционная печь содержит индуктор 1, охватывающий водоохлаждаемый тигель 2 из металла с высокой электропроводностью, например, из меди, Тигель 2 выполнен в виде незамкнутого горизонтального цилиндра с верхней продольной щелью, Он может наклоняться под углом 10-15 к го 832294ризонту, поворачиваясь вокруг оси3 с помощью механизма наклона,ко-торым служит%оворотный рычаги 4.Под индуктором 1 внутренняяполость тигля 2 имеет две зоны вдольоси. Первая имеет цилиндрическоесечение, вторая - уменьшающееся сечение слева направо, причем форма сечения сложной конфигурации,Это сечение образуют детали 5,6 и 7, 10изготовленные из меди и припаянныек внутренней поверхности тигля. Налевом торце тигля имеется заглушка 8, выполненная из огнеупорногоматериала или из меди, охлаждаемой 15водой. Кроме того, печь может иметьбункер 9 с шихтой переплавляемогоматериала,Печь работает следующим образом.Первая зона печи служит для Расплавления шихты и накопления расплава. Шихта поступает из бункера 9под индуктор 1 через верхнюю продольную щель тигля, которая служит и дляпроникновения электромагнитного поля внутрь тигля. Это поле индуцируетток в расплаве. Ширина щели выбирается только из соображений электри -ческой прочности, так как в щелиимеется электрическое поле, определяемое разностью потенциалов противолежащих кромок щели. Посколькувоздух над расплавом термоионизирован щель не должна быть уже 15 мм,Шихта расплавляется под индуктором 35с образованием ванны расплава и гарниссажа,По мере поступления новыхпорций шихты расплав переполняет ванну и растекается по тиглю, Слеварасплав ограничивает заглушка 8, .щкоторая должна быть установлена отторца индуктора на расстоянии неменьше его радиуса, чтобы не испытывать на себе влияния краевого поляиндуктора, 45Справа расплав ничем не ограничени поступает в зону тигля, служащуюдля перегрева и выпуска расплава.Подовая часть этой зоны 5 имеет форму конического лотка и заканчивается на торце сливным носком. Она служит для формирования струи расплаваи задания траектории ее движения.Сводовая часть этой зоны служит только для уменьшения сечения полости,аФорма поверхности элементов 6 и 7сводовой части должна быть такой,чтобы обеспечить возможно меньшие градиенты напряженности электрического поля в полости тигля. Уменьшение поперечного сечения полостиобеспечивает перегрев расплава припрохождении его по лотку к сливномуноску. Глубина лотка в любом сечениидолжна быть больше глубины проникновения тока в перегретый расплав,таккак в противном случае падает электрический КПД индукционного нагрева,Обязательным условием успешнойработы печи является постоянство зазора между индуктором и внешней поверхностью тигля, т,е, должна бытьсоблюдена цилиндричность внешней поверхности.Расплав из зоны плавления попадает в зону перегрева либо в результате переполнения емкости ванны, либопри наклоне тигля вращением его вокруг оси 3 с помощью рычага 4. Поскольку перегрев расплава связан пря.мой зависимостью со временем пребы вания его в зоне перегрева, то очевидно, что при выпуске расплава наклоном тигля перегрев меньше, чемпри сливе переполнением ванны.Изменяя скорость движения струи полоткч.можно регулировать температчрчперегрева расплава,Шунтирующий ток поверхностного разряда, проходящийпоперек ванны расплава, снижен до минимума при предлагаемых условиях плавки тем, что зеркало расплава на всем протяжении тигля имеет постоянную ширину, равную диаметру первой зоны, а уровень расплава в процессе плавки и выпуска не поднимается выше продольной оси тигля. Формула изобретенияИндукционная печь для плавки окисных материалов, содержащая индуктор, охватывающий металлический водоохлаждаемый тигель, представляющий собой горизонтальный цилиндр, разрезанный сверху вдоль оси и образующий цилиндрическую внутреннюю плавильную полость и полость выпускного участка с выпускным отверстием, о т л и ч а ю щ а я - с я тем, что с целью улучшения условий выпуска расплава из печи и стабильности процесса плавки, полость выпускного участка тигля выполнена переменного с уменьшением к выпускно832294 Подпис каз 4906 Тираж 6 НИИПИ лиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная му отверстию сечением, причем горизонтальный осевой размер в поперечном сечении по всей длине тигляодинаков,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Патент Англии У 827,676 кл. 327, 1960,