Канал магнитогидродинамического устройства

+1цвЦД,нных ыполне тойких т ищу м литья АН Укра-,ции вр менения ля в 8.8)етельство СССР Р 39/00, 1966. ИТОГИДРОДИНАМИ- преимущественно ия жидких агресными в стенных против х к устан нитных сиссполож работ ми из 2 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ(46) 15.09.85. Бюл. (72) М.Р.Цин, В.П,П и А.Ю.Хандогин (71) Институт пробл инской ССР (53) 621.746.22 (08 (56) Авторское свид У 287520, кл. В 22 (54)(57) КАНАЛ МАГН ЧЕСКОГО УСТРОЙСТВА, для транспортирован асплавов, стенки которого ы из немагнитных материалов в среде этих расплавов, ч а ю щ и й с я тем, что, повышения магнитной индукбочей зоне устройства и израспределения магнитного жидком расплаве, он снабжен лубину неразрушаемого прилоя, стержнями, ныполненньгрромагнитного материала.1 О 15 20 25 30 Изобретение относится к литейномупроизводству и металлургии, а болееточно к магнитогидродинамическимустройствам, которые применяютсядля транспортировки, дозирования иперемешивания расплавленного металла.Известен канал магнитогидродинамического устройства, стенки которо"го выполнены из немагнитных материалов, стойких в среде агрессивныхрасплавов.Недостатком этого канала является большая толщина его стенок. Этообуславливает значительный немагнитный зазор между полюсами магнит-.ной системы магнитогидродинамического устройства и жидким металлом(30-40 мм) и, как следствие этого,значительное рассеяние магнитногополя, что вызывает увеличенное потребление мощности магнитогидродинамическим устройством и уменьшаетдостигаемую в нем величину электромагнитного давления в жидком металле,Цель изобретения - повышение магнитной индукции в рабочей зоне устройства и создание возможности изменения распределения магнитного поля в жидком расплаве.Цель достигается тем, что в стенках канала, расположенных против полюсов магнитной системы,установ- лены на глубину неразрушаемого в процессе работы слоя стержни из Ферромагнитного материала.На фиг. 1 изображена конструкция однослойного канала; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1; на фиг. 3 - конструкция стенки канала для случая, когда она выполняется из нескольких слоев и содержит холодильник для ее принудительного охлаждения; на фиг. 4-6 - распределение индукции в жидком металле Ь по длине рабочей эоны 3 для различных вариантов конструкции канала. В простейшем случае, когда весь 50 канал магнитогидродинамического уст" ройства выполнен из одного и того же огнеупорного немагнитного материала, например калиевого фторфлогопита в стенках 1 рабочей зоны канала, расположенных 55 против полюсов 2 магйитных систем МГДУ, установлены стержни 3 из ферромагнитного материала. 2Если же канал имеет многослойную стенку, желательно, чтобы стержни 3 проходили через все слои футеровки, в частности, .слой теплоизоляции 4 и кожух 5, выполняемый обычно из немагнитной стали. Для канала с принудительно охлаждаемым кожухом желательно, чтобы стержни 3 проходили исквозь короб 6 с охлаждающим реагентом 7. Рекомендуется выводить стержни через короб холодильника на его наружную стенку.Дополнительным преимуществом последней конструкции является принудительное охлаждение стержней, что снимает ограничения к их материалу по точке Кюри и улучшает общее охлаждение стенки канала. Магнитогидродинамическое устройетво с каналом новой конструкции работает следующим образом,Магнитный поток, сходящий с полюса магнитной системы, пронизывает немагнитный зазор и достигает металла, с которым взаимодействует. В старой конструкции канала в связи с большим магнитным сопротивлением стенки происходит большое рассеяние магнитного потока: он выпучивается на стенки активной зоны или замыкается непосредственно в самой магнитной системе, не достигая металла. Для создания в металле необходимой индукции магнитного поля требовалось подводить к обмотке большой ток и затрачивать значительную мощность.В новой конструкции магнитный поток концентрируется в стержнях и основную часть расстояния между жидким металлом и полюсом магнитной системы проходит по ним. Это резко уменьшает рассеяние магнитного поля и намагничивающую силу, необходимую для создания заданной индукции в жидком металле.Материал стержней выбирается в зависимости от температуры, при которой они работают, исходя из условия, что основная часть стержня должна нагреваться до температуры ниже точки Кюри для данного матерна" ла. Для цинковых и алюминиевых сплавов могут быть применены стержни из низкоуглеродистых сталей. Для медных и черных сплавов необходимо применять стержни иэ кобальтовых сплавов (например, пермендюра). При принудительном охлаждении стержней мате2 З 2 ч 4 30 35 40 В 100- ( )с ракс 45 50 55 3риал выбирается исходя из его магнитной проницаемости.Форма сечения стержней не имеет принципиального значения - оци могут быта, например, цилиндрическими или конусными.Максимальная эффективность применения стержней достигается при наибольшем перекрытии ими немагнитного зазора. Поэтому они должны начинаться как можно ближе к полюсу (зазор - в пределах допуска на сбор - ку) и кончаться как можно ближе к жидкому металлу. Величина э слоя огнеупора между стержнем и металлом должна обеспечить отсутствие прямого контакта между ними в процессегэксплуатации канала, то-есть она должна быть це менее величины разрушаемого в процессе эксплуатации слоя футеровки плюс допуск на точность установки стержней.Плотность распределения стержней, определяемая как отношение суммарцбй площади сечения всех стержней к общей площади рабочей эоны, определяется расчетом, исходя из конкретных параметров устройства, и не может быть задана в общем виде. Так, например, для средней индукции в метал. ле Ь = 0,1 Т и допустимой индукции в материале стержня Ьо = О, 1 Т плотность распределения стерх;ней 5 должна составлять 10% площади рабочей зоны канала: Изменяя величину плотности размещения стержней в пределах рабочейзоны, можно управлять распределениемв ней индукции, обеспечивая достижение максимального эффекта взаимодействия. Так, для равномерногораспределения индукции приложенногомагнитного поля стержни располагаются на равных расстояниях друг отдруга. Для увеличения индукции вдользоны, например, ца выходе из нее,плотность распределения стержнейувеличивают в направлении от входак выходу из рабочей зоны,В зависимости от материала стенок могут быть использованы различные приемы изготовления каналов предлагаемой коцструкции 1 5 10 15 20 25 При изготовлении основного огнеупорного слоя канала путем заполнения специальной формы подвижной смесью, как например, при шликерном литье, и последующего затвердевания этой смеси в форме под воздействием химических или физических методов отверждения предварительно - при сборке формы - стержни устанавливаются в отверстия, выполненные в наружной обечайке формы. При этом для того, чтобы при разборке формы расположение стержней не нарушалось, их выполняют с обратной конусностью (то-есть с увеличением толщины вглубь стенки), что способствует закреплению их в стенке и облегчает съем наружной обечайки формы при разборке. Выступающие части стержней, если они не нужны, срезают механической обработкой. Однако, в большинстве случаев они не удаляются и размещаются в слое теплоизоляционцой обмазки или воздушном зазоре между каналом и магнитной системой. Если же наружной обечайкой формы служит кожух канала, то стержни закреплятся в нем с гомощью сварки, клепки, на резьбе и т.п. При изготовлении канала методами механического уплотнения сыпучих материалов в специальной форме (трамбовкой или прессованием) предварительный ввод стержней мешает формовке, Поэтому стержни вводят в стенку канала непосредственно после уплотнения смеси через специальные отверстия в наружной обечайке формы или кожуха, если он служит обечайкой. Если канал после формовки подвергают обработке, способной ухудшить свойства стержней (например, высокотемпературному обжигу), стержни после формовки необожженного канала извлекаются и вновь устанавливаются при окончательной сборке канала. Если же в связи с недостаточной прочностью необработанного канала или изменения литейных размеров.при обработке может произойти изменение размеров отверстий под стержни, вместо них при формовке устанавливаются специальные модели - имитаторы из материала, способного выдерживать обработку (например, из жаропрочных сплавов). После обработки канала942324 металлов. она акпш 5 нац зоны модели удаляются и заменяются стержнями.При изготовлении канала из материала с хорошей механической обрабатываемостью(графит, калиевый фторфлогопит)отверстия высверливают в стенках готового канала.Применение предлагаемой конструкции канала позволяет значительно снизить мощность, потребляемую магнитной системой, магнитогидродинамического устройства, беэ снижения давления, развиваемого этим устрой" ством, либо повысить давление беэ увеличения мощности устройства и изменения его конструкции. Это особен" но важно при использовании устройст" ва для разливки тяжелых металлов и сплавов (свинца, цинка, олова), для литья под электромагнитным давлени О ем и т.п, Еще больший эффект можетбыть достигнут на магнитогидродинамических устройствах для черных942324 Сиина онпа 5 ноо зоны деа авп Редактор О,Юркова Техред А.Кикемезе Корректор А. Зимокосов Заказ 6397 писн Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4 2 ТирВНИИПИ Госудпо делам и 3035, Москва ак 747 рстве обрет Жого комитета СССРний и открытии Раупская наб., д.4/5