Холодный тигель для плавки металлов

1397690 Коэффицент проходного азатели чения 0 Пленочное кипение 150 14 1,0(без ребержесткости) Изобретение относится к областиметаллургии, в частности к холоднымтиглям для плавки металлов.Цель изобретения - повышение эфМ"фективности охлаждения,На фиг. 1 показан тигель дляплавки материалов, общий вид; нафиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; наФиг. 3 - вид Б на Фиг. 2.Тигель состоит иэ охлаждаемыхсекций 1, собранных с помощью текстолитовых колец 2 на поддоне 3 и помещенных в полость индуктора 4, служащего для расплавления садки 5.Стяжные болты 6 и шпильки 7 крепят индуктор от перемещений в вертикальномнаправлении,Секции имеют полость охлаждения,внутри которой расположены ребра 8жесткости.Работа холодного тигля для плавкиматериалов происходит следующим образом.В рабочее пространство холодного 25тигля, образованное секциями 1, иподдона 3 помещают исходные материал, включают индуктор на нагрев ирасплавление шихты, Тепловой поток,обусловленный тепловыми потерями от 30расплава и электрическими потерямиза счет выделения джоулева тепла вметалле секции, распространяясь теп-,ло проводностью по ребрам, отво;,дится водой, омывающей ребра жесткости.Развитие поверхности теплосъемапозволяет увеличить удельную тепловую нагрузку со стенки, так как ребра жесткости, размещенные в канале 40охлаждения в шахматном порядке (ане в одну линию друг за другом), приводят к местному нарушению нормального уст.ановившегося течения воды,к усилению обмена количеством движения между частицами движущейся жидкости, повышая тем самм диссипацию мощностиЧем больше развита поверхность теплосъема, тем больший тепловой поток можно отвести.Однако расположение ребра жесткости в канале приводит к потере напора, к местному увеличению гидравлического сопротивления.Экспериментально установлено, что при существующей цепи подвода и отвода воды на печах с холодным тиглем для обеспечения нормального протока воды коэффициент проходного сечения секций (т.е. проходное сечение канала) должен составлять 0,6-0,8. Границей проявления положительного эффекта выбранного живого сечения является достижение температуры стенки канала 6 ) 150 С, так как при такой температуре пузырьковое кипение жидкости переходит в режим пленочного кипения, когда вся поверхность охлаждения обволакивается сплошной пленкой пара, оттесняющей жидкость от поверхности. Перенос тепла в режиме пленочного кипения от поверхности нагрева к жидкости осуществляется, путем конвективного теплообмена и излучения через паровую пленку, Интенсивность теплообмена в таком режиме достаточно низкая. В момент наступления пленочного кипения тепловой поток, отводимый от поверхности, имеет минимальное значение. Пленочный режим кипения нежелателен.Результаты экспериментальных данных представлены в таблице.(ребра повсей высоте) температуры стенки канала 0,9(в шахматномпорядке) 130 35 150 Начало режима пленочного кипения 109 104(в шахматном порядке) 115 -, Верхний предел оптимального сечения 0,7(в шахматномпорядке) 105 108 1 2 Значительное снижение тем пер атурыстенки 0,6 108 123 128 Нижний предел(в шахматном кипениепорядке) Во всех сравниваемых вариантах давления на входе в секцию были равны, а скорости течения воды были разными.Как видно из приведенных реэульта 40 тов, температура в характерных точках при коэффициенте проходного сечения 0,52 значительно превышает 150 С, что свидетельствует о недостаточности охлаждения. Это объясняет 45 ся тем, что в каждом сечении канала перекрыто почти 507 проходного сечения, причем при переходе в другое сечение вода наталкивается на преграду из ребер жесткости, поток турбулиэу 50 ется, давление потока тратится на пре-. одоление сил сопротивления (трения), скорость потока падает. Таких препятствий на пути потока несколько (количество их зависит от высоты секции хо 55 лодного тигля), теплосъем с поверхности затрудняетсяэто все приводит к повышению температуры стенки канала. Начиная с коэффициента проходного сечения равного 0,9, температура в характерных точках также начинает повышаться. Это происходит потому, чтохотя в канале и помещены ребра, ноони тонкие, поэтому набегающий поток,почти не наталкиваясь и не турбулиэуясь, рассекается на несколько потоков (по числу ребер) и продолжает следовать дальше с неизменной скоростью. Применение предлагаемой конструкции тигля дает возможность значительно повысить отводимую плотность теплового потока. Вместе с тем развитие поверхности теплосъема позволяет отводить большие тепловые потоки без кипения теплоносителя на поверхности теплосъема, что приводит к увеличе- нию срока службы из-за отсутствия выпадающих на стенках солей жесткости. Для улучшения теплоотвода в существующих конструкциях холодного тигля приходится прибегать к приме 5 139 нению двух полостей охлаждения, что значительно увеличивает радиальный размер секции, Это приводит к плохой магнитной связи между индуктором и расплавом, к низкому созПрименение ребер жесткости в канале позволяет отказаться от второго канала охлаждения, тем самым увели. 1 чив соз У,что значительно съэкономит количество конденсаторов, необходимых для компенсации индуктивности контура. 76906Формула изобретенияХолодный тигель для плавки металлов, содержащий индуктор, электрически изолированные одна от другой металлические секции с каналами охлаждения, в которых расположены ребра жесткости, о т л и ч а ю щ и й - с я тем, что, с целью повышения эффективности охлаждения, ребра жесткости установлены по высоте индуктора в шахматном порядке, причем коэффициент проходного сечения канала составляет 0,6-0,8,1397690 Составитель М. Ви Техред А.Кравчук Пожо едактор Л, Зайцев Тираж 560 Заказ 2582/3 одписное омитета СССРоткрытийая наб д. 4/5 оектная, 4 твенно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, у Произво ВНИИПИ Государственно по делам изобретений113035, Москва, Ж, Ра оваКоррек