Индукционная электропечь

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ц 1 947201 Сотов Советских СоциалистическихРеспублик(51)М. Кл. С 21 О 1/10 Н 05 В 6/36 Ъвударстваеый кеихтет ССВР ао двлаи взебретеххй в втхрмтхв(54) ИНДУКЦИОННАЯ ЭЛЕКТРОПЕЧЬ Изобретение относится к индукционному нагреву для высокотемпературной термообра. ботки изделий и может быть использовано в металлургической, машиностроительной и радио. технической промышленностях. 5Известна индукционная электропечь, содер.жащая цилиндрический сосуд, внутри которогоконцеитричио с ним размещен индуктор. Внутрииндуктора установлена графитовая труба. Она на.гревается токами высокой частоты, индуктируемы ми в ней индуктором, и является нагревателем длятермообрабатываемых иэделий. Пространство меж.ду индуктором и графитовой трубой заполненографитовой крупкой, служащей теплоизоляцией11,15Недостатком такого устройства является необходимость установки значительной дополни. тельной мощности, объясняющаяся тем, что нагрев термообрабатываемых изделий осуществляется тепловым потоком от нагревателя. Поэто му, чтобы нагреть изделия до 2700 С необходимо на нагревателе иметь 2800 С, а в области рабочей температуры 2700 С повышение температуры нагрева нз 100 С требует увеличения мощности приблизительно 500 кВт на каждый 1 м нзгревземой поверхности.Известен индукционный нагреватель, содер. жзщий индуктор, внутри которого размещены сегменты, в плоских перемычках которых выполнены продольные пазы (2.Недостатком нагревателя является то, что он позволяет нагревать только плоские изделия.Кроме того, назначение прорезов в плоских перемычках нагревательных сегментов заключается только в создании плоских перемычек плоских индукторов, которые индуктируют ток в изделии по всей его высоте, частично нагревая его зз счет индуктивности, Таким образом, нагрев изделия от основного индуктора осуществляется через промежуточные плоские индукторы, что приводит к снижению КПД всей системы, з следовательно, при сохранении температуры нагрева ведет к увеличению подводимой мощности.Наиболее близким к предлагаемому по тех. нической сущности и достигаемому эффекту является индукционная электропсчь, содержащая цилиндрический индуктор, устзновленньй947201 012 0,14 0,17 0,20 0,230,28 0,34 0,41 0,63 2000210022002300 3снаружи цилиьдрического муфеля, выполненногоиз графита, и контейнер для загрузки изделий,размещенный внутри муфеля, толщина стенкикоторого составляет 0,5 - 1,1 толщины стенкиконтейнера 33.5Недостатком этого технического решенияявляется ограниченность применения данногосоотношения между толщинами муфеля и контейнера в индукционных электрических печах.Оно действительно только в индукционных 1 опечах смешанного нагрева, в которых глубинапроникновения тока больше толщины муфеля,Толщина чуфеля в этой печи 20 мм, а глуби.на проникновения тока в графит уже при частоте 10000 Гц составляет 17 мм. Следователь.но, вся мощность выделяется в муфеленезависимо от величины соотношения между толщинами муфеля и контейнера и печь обладаеттеми же недостатками, что отмечены в первоманалоге: необходимость установки значительной эОдополнительной мощности. Таким образом,при нагреве токами высокой частоты данноесоотношение непригодно, так как при этомглубина проникновения тока в графит становится меньше толщины стенки муфеля. 25Цель изобретения - уменьшение подводнмой мощности высокочастотной печи при со.хранении температуры нагрева и повышениекачества термообрабатывасмых изделий,Поставленная цель достигается тем, что виндукционной электропечи, содержащей ци.линдрический индуктор, внутри которого кон.центрично расположены контейнеры для изделий и муфсль с теплоизоляцией, выполненныеиз графита, в графитовом муфсле от торцов35к центру выполнены продольные пазы, длинакоторых связана с линейными размерамиконтейнера следующим соотношениемЯ Р ЬЫ=4013 лкгде А - коэффициент, полученный расчетнымпутем из условия, что градиент температур муфеля и контейнера 50 -100 С квт(мо4510-3 о С1300140015001600 50170018001900., - длина контейнера, м;Р - мощность высокочастотного генератора, кВт;э - электрический КПД печи.На фиг, 1 изображена электропечь; на фиг. 2 - ,муфель печи", на фиг. 3 - разрез А.А на фиг. 2.Печь содержит цилиндрический индуктор 1, виутри которого концентрически расположены муфсль 2, имеющий перфорированную и монолитную зоны с намотанной на них теплоизоляцией 3, и контейнер 4 для изделий. Количество пазов выбрано таким образом, чтобы теплоизо. ляция из графитовой ткани, намотанная на муфсль, позволяла свободно размещать в нем контейнер, а ширина перемычек между пазами сделана минимальной по условиям прочности муфеля.Индукционная печь работает следующим образом.Магнитный поток индуктора индуктирует ток в зонах контейнера, которые открыты для магнитного потока перфорированной частью В муфеля, т. е, на длине от торцов контейнера к центру, За счет индуктируемого тока эти зоны контейнера нагреваются до рабочей температуры. В зоне контейнера, которая экранирустся муфслем, отсутствует тепловыделение за счет индуктирусмого тока. Она нагревается тсплопроводностью от верхних зон и при отсутствии или компенсации теплопотсрь температура контейнера выравнивается. Но контейнер теряет тепло как через торцовые, так и чсрсз боковую поверхность.Потерю тепла контейнером с его торцовых поверхностей и боковой поверхности через перфорированную зону муфсля компенсируют тепловыделением индуктируемого тока и таким образом, стабилизируют рабочую тсмпсратуру в этих зонах контсйнсра. В эонс контейнера, которая экранируется монолитной зоной С муфсля, отсутствуст тспловыдслснис за счст индуктируемого тока. При работс муфсля только в качестве5 94720 теплового экрана он имеет более низкую тем. пературу, чем контейнер и градиент его для графитовых материалов составляет 50 - 100 С, Чтобы в этой зоне ликвидировать теплообмен между контейнером и муфелем, в муфеле 5 за счет индуктируемого тока вьщеляют такое количество телла, которое достаточно, чтобы поднять температуру муфеля на величину гра диента, т. е. до рабочей температуры. Таким образом, ликвидируя теплоотвод с центральной 10 части контейнера, получают зону равномерной температуры по всей длине контейнера, что значительно повышает качество термообрабатываемых изделий.Применение предлагаемого устройства поэво. 15 ляет уменьшить мощность печи на 500 кВт с каждого квадратного метра нагреваемой поверхности (в зоне рабочей температуры 2700 С и повысить качество термообрабатываемых из. делий, 20Формула изобретенияИндукционная электропечь, содержащая цилиндрический индуктор, внутри которого концентрично расположены контейнер для изделий и муфель с теплоиэоляцией, выполненные из 25 Ф 1 6графита, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что,с целью уменьшения подводимой к индукторумощности, в, муфеле от торцов к центру вы.полнены продольные пазы, длина которых вы.брала иэ соотношенияк фкЕ= . . .Ь 1Р 1 С Эа+"К Кгде А - числовой коэффициент, зависящий отрабочей температуры, кВт/м;О, - наружный диаметр контейнера, м;1.1 - длина контейнера, м;Р - мощность нагревателя, кВт;- электрический КПД печи.Источники информации,принятые во внимание приэкспертизе1. Лейканд М, С. Конструкция индукцион.ных вакуумных злектропечей и их узлов, М - Л,1 осэнергоиэдат, 1960, с. 59.2. Бабат Г. И. Индукционный нагревметаллов и его промышленное применение. М.,Госэнергоиэдат, 1946, с. 395 в 3.3. Авторское свидетельство СССР У 720833,кл. Н 05 В 6(36, 1978.947201 Составитель А, ДенисоваРедактор П, Макаревич . Техред М. Надь Корректор О. Била Подписи 55 к д, ул. Проектная Патент",изл ВНИИПИ по дел 3035, МТираж 587Государственного комитета ССам изобретений и открытийсква, Ж, Раушская наб., д. 4