Секционированный охлаждаемый тигель
1, СЕКЦИОНИРОВАННЫЙ ОХЛАЖЖАЕШЙ ТИГЕЛЬ для индукционной пла ки, сод ержащий рабочую стенку, набранную из электрически изолированных друг от друга электропроводящих . пластин, обращенных малой к садке, и рубашку охлаждения стенок тигля, отличающийся тем, что, с целью сокращения, электрических потерь и поввпиенйя надежности , пластины выполнены клиновидными по поверхности их соприкосновения между собой от рабочей поверхности , обращенной к садке, до зоны, где расстояние между осями пластин в горизонтальном сечении достига вт 0,5-1,5 глубины проникновения тока в материал пластины, а в осталь;ной части - плоскими.
ООЮЗ= СО ВЕТСНИХ
ЮфЦФюн
РЕСПУБЛИК
3(51) F 2 D 11 06
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ „
Н АВТОРСКОМУ СВЩ ЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДЮСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬПЪЙ (21) 3412046/22-02 (22) 26.03.82 (46) 07.07.83. Вюл. В 25 (72) Л.Л. Тир, A.П. Губченко, С.Л. Шеффер и Н..И. Фомин (71) Всесоюзный научно-исследовательский проектно-конструкторский и технологический институт электротермического оборудования (53) 621.365.52(088.8) (56) 1. Петров Ю.В., Ратников Ф.Г.
Холодные тнгли. М., 1972, с. 52 °
2. Тир Л.Л., Фомин Н.Й. Современные методы индукционной плавки.
К., 1975у с. 43-51. .(54)(57) 1, СЕКЦИОНИРОВАННЫИ ОХЛАЖЖАЕИйй ТИГЕЛЬ для индукционной нлая„„SU„„102749i А ки, содержащий рабочую стенку, набран- ную из электрически изолированных друг от друга электропроводящих пластин, обращенных малой стороной к садке, и рубашку охлаждения стенок тигля, отличающийся тем, что., c целью сокращения, электрических потерь и повышения надежности, пластины выполнены клиновидными по поверхности их соприкосновения между собой от рабочей поверх-. ности, обращенной к садке, до эоны, где расстояние между осями пластин в горизонтальном сечении. достигает
0,5-1,5 глубины проникновения тока . в материал пластины, а в осталь-,.
-:ной части — плоскими. O
1027497
2. Тигель поп. 1, отлн ч а ю щи и с я тем, что сторона тигля, обращенная к охлаждающей среде, образует зубчатую поверхность высотой зубцов 0,3-4,0 их толщины. (Изобретение относится к металлургии, в частности к конструкциям секционированных охлаждаеьых тиглей. . Известен металлический охлаждаеьэай разрезной тигель для индукционной плавки, содержащий продольные секции, электрически изолированные друг от друга в зоне индуктора f1) .
Данная конструкция тигля имеет большие тепловые потери из -за большой площади соприкосновения расплава с металлической стенкой тигля.
Наиболее близким к предлагаемому
nî технической сущности и достигаемому результату является секционированиый охлаждаемый тигель для индукционной плавки, содержащий рабочую стенку, набрайную из электрически изолированных друг от друга электропроводящих пластин, обращенных малой стороной к садке, и рубашку ;2О охлаждения стенок тигля )2) .
Однако известный тигель имеет большие электрические потери и не достаточно хорошие условия охлаждения рабочей стенки тигля, поскольку поверх 25 ность ее соприкосновения с охлаж-. дающей средой ограничена торцаьы пластин. Цель изобретения - сокращение электрических потерь в. тигле и повышение надежности.
Поставленная цель достигается. тем, что в секционированном охлаждаемом тигле для индукционной плавки, содержащем рабочую стенку, набранную иэ электрически изолированных друг от друга .электропроводящих пластин, обращенных малой сторойой к садке, и рубашку охлаждения стенок тигля, пластины выполнены клиновидными по поверхности их соприкосно- 40 вення между собой от рабочей поверхности, обращенной к садке, до .зоны, где расстояние между осями пластин в горизонтальном сечении достигает 0,5-1,5 глубины проникнове-4 иия тока в материал пластины, а в остальной части - плоскими.
Сторона тигля, обращенная к охлаждавщей среде, образует зубчатую поверхность с высотой зубцов 0,3-4,0 их толщины.
Тигель содержит пластины, наружная кромка которых заделана в боко вув стенку рубашки охлаждения.
3. Тигель по и, 10 о т л ич а ю шийся тем, что он содержит пластины, наружная кромка которых заделана в боковую стенку рубашки охлаждения.
-2
Йа фиг. 1 показан предлагаемый тигель, горизонтальное сечение, на фиг. 2 - To же со стяжным устройством, вертикальный разрез.
Тигель состоит из рабочей стенки 1, окруженной рубашкой 2 охлаждения, содержащей охлаждаемую среду 3, и охватывает садку 4, опирающуюся на поддон или крнсталлизующийся слиток 5. Рабочая стенка 1 набрана иэ злектропроводящих пластин б.
В тигле часть пластин 7 имеет увеличенную ширину, а наиболее широкие пластины 8 заделаны по наружной кромке в рубашку 2 охлаждения.
Пластины тигля имеют клиновидный участок 9 и плоский участок 10.
Между клиновидными участками пластин имеется злектроиэоляция .11, а между их плоскими участкамн - компаундное заполнение 12.
Наружная поверхноСть рабочей стенки 1 тигля имеет посадочную поверхность 13 для стяжки совокупности пластин в монолит .с помощью стяжного устройства 14, позволяющего выполнить такую стяжку по двум встреч ным коническим поверхностям.
Предлагаемай тигель работает следующим образом.
При индукционной плавке вокруг тигля создают продольное переменное магнитное поле заданной частоты.
Посколько пластины тигля во всех зонах. своего сечения имеют толщину не более. 0,5 -1 5 глубины проникновения тока в их материал при данной частоте, они почти прозрачны для ориен тированйого вертикального магнитного поля и иаводкваае в них;вихревые токи невелики, а следовательно, невелИки и электрические потери. Магнитное по ле свобддно проникает к садке, чем обеспечивается ее интенсивный нагрев.
В то же время конструкция рабочей стенки тигля герметична и имеет достаточную надежность.
Верхний предел толщин плоской части пластин (сортветственно. и верх.ний предел расстояния между осями пластин в месте перехода клиновой части пластин в плоскув1 определяют условием органичения вихревых токов в пластине. Исследование двухсторонне. го проникновения электромагнитной волны в пластину показывают, что
1027497. Составитель И. Вилкова
Редактор Н. Кешеля Техред О.йеце торре ктор A . .Повх
Заказ 4717/42 Тираж 615- Подписное
ВНИИНИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, X-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП "Патент", r. ужгород, ул. Проектная, 4 при толщине последней более 1,5 глубины проникновения тока потери энергии от вихревых токов .превышают
70% от потерь в тигле с массивными с секциями, что делает применение изобретения малоэффективным. 5
Нижний предел толщины плоской части пластин (соответственно расстояния между осями пластин в месте перехода) составляет 0,5 глубины проникновения тока, поскольку при 10 этом соотношении размеров потери снижаются до 10% потерь в тигле с массивными стенками а дальнейшее уменьшение толщины пластин, не изменяя существенно потери,- сил о )5 усложняет изготовление тигля.
Надежйая герметизация расплава и невозможность просачивания в него воды обеспечивается достаточно большей поверхностью прилегания смежных пластин и сильным сжатием граничных поверхностей при затяжке клиновых участков пластин.
Надежность предлагаемой конструкции особенно велика при склейке клиновых участков пластин (в стянутом виде,) и при заполнении промежутков между плоскими участками малоупругим компаундом.
Охлаждение рабочей стенки тигля значительно улучшается благодаря раэвитию ее охлаждаемой поверхности путем выполнения ее зубчатой. Прн этом принято, что высота зубцов, равная разности ширины пластин (размер Б на фиг. 1), не должна быть менее 0,3 толщины пакета широких пластин, т. е. толщины зуба (размер В на фиг. 1 ), поскольку в этом случае эффект усиления охлаждения будет несущественным (менее 15%) н не должен превышать 4-х толщин пакета широких пластин, поскольку в этом случае возросшее тепловое сопротивление зуба делает неэффективным расход материала пластин. дальнейшее повыаение надежности. конструкции достигается путем заделки наружной кромки наиболее широких пластин в обечайку рубашки охлаждения. Одновременно достигается возможность разделения потока охлаждающей среды на несколько частей и после довательное обмывание охлаждающей средой охлаждаеьых элементов стенки тигля, что позволяет улучшить ее теплоотвод при ограниченном расходе охлаждающей среды.
