Погружной индукционный нагреватель для металлического расплава

 

1, ПОГРУЖНОЙ ИНДУКЦИОННЫЙ НАГРЕВАТЕЛЬ ДЛЯ, МЕТАЛЛИЧЕСКОГО РАСПЛАВА , содержащий кожух из жаропрочного материала, в котором выполнен сквозной канаш, охваченный заключенным в кожух индуктором, выполненным в виде кольцевого магнитопровода с охватывающей его тороидальной обмоткой , отличающийся тем, что, с целью повышения срока службы нагревателя, он снабжен вторым идентичным индуктором, заключенным в кожух симметрично указанному, обмотки индукторов соединены синфазно, а в кожухе по оси симметрии перпендикулярно каналу выполнено сквозное отверстие . , 2. Нагреватель по п.1, отличающий ся тем, что участок сквозного канала в месте пересечеi . ния с отверстием выполнен дугообразным , причём угол между касательными (Л в крайних точках дугообразной части составляет 60-90° . 00 ел ю со

5023 А

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (1I) 3(51) Н 05 В 6/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ) К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3523911/24-07 (22) 15.12.82 (46) 07.04.84. Вюл. )) 13 (72) Г.И.Майхрук, С.В.Олейник, В.И.Шарамкин, Я.С.Шопот и М.Я.Столов (71) Винницкйй политехнический инстйтут и Всесоюзный научно-исследовательский проектно-конструкторский и технологический институт электротермического оборудования (53) 621.365 ° 511 (088.8) (56) 1.Авторское свидетельство СССР

У 799165, кл. Н 05 В 6/10, 1979.

2.Авторское свидетельство СССР по заявке )) 3491825/24-07, кл. Н 05 В 6/10. (54)(57) 1. ПОГРУЖНОЙ ИНДУКЦИОННЫЙ

НАГPEBATEJlb ДЛЯ МЕТАЛЛИЧЕСКОГО РАСПЛАВА, содержащий кожух иэ жаропрочного материала, в котором выполнен сквозной канал, охваченный заключенным в кожух индуктором, выполненным в виде кольцевого магнитопровода с охватывающей его тороидальной обмоткой, отличающийся тем, что, с целью повышения срока службы нагревателя, он снабжен вторым идентичным индуктором, заключенным в кожух симметрично указанному, обмотки индукторов соединены синфазно, а в кожухе по оси симметрии перпендикулярно каналу выполнено сквозное отверстие.

2. Нагреватель по п.1, о т л и— ч а ю шийся тем, что участок сквозного канала в месте пересечеС2 .. ния с отверстием выполнен дугообраэ- е ным, причем угол между касательными в крайних точках дугообразной части составляет 60-90 .

1085023

Изобретение относится к нагревателям расплавов металлор и может быть использовано для обработки меаллов, сплавов и флюсов в литейном, машиностроительном и т.п. проиэводствах. 5

Известен погружной индукционный нагреватель для нагрева металлического расплава, содержащий тороидальную катушку переменного тока, заключенную в выполненный иэ жаропрочно- >0 го материала кожух, кольцевой формы со сквозным каналом по вертикальной оси, выполненным в форме усеченного конуса. Течение металлического расплава через сквозной канал опреде- 35 ляется тем, что электромагнитная сила на выходе сквозного канала больше электромагнитной силы на его выходе (1)

Однако это течение недостаточно интенсивно. В результате происходит сильный нагрев кожуха вблизи канала.

Большая разность температур кожуха в разных участках и размыв поверхности сквозного канала иэ-за агрессивности среды сокращает срок службы нагревателя и ограничивает его мощность»

Устройство работает следующим образом.

После того, как нагреватель помещается в ванну с расплавом с пониженной температурой, обмотки 2 и 7 4. подключаются к источнику 3 переменного тока и начинается нагрев ðàñплава. В магнитопроводах 1 и 6 возбуждаются переменные потоки. Угол сдвига фаз этих магнитных потоков равен нулю. В результате токи, индуцируемые во всасывающем отверстии

8, имеют противоположные направления и взаимно компенсируются. Электромагнитные силы во всасывающем отверстии 8 равны нулю.

В результате наличия на выходах сквозного канала 5 электромагнитных сил от взаимодействия индуцируемого тока с его собственным магнитным полем происходит всасывание металлического расплава через всасывающее

1 отверстие 8 и вход его по обоим наНаиболее близким по техни ".ескому существу к изобретению является погружной индукционный нагреватель для металлического расплава, содержащий кожу.. из жаропрочного материала, в котором выполнен сквозной канал, охваченный заключенным в кожух индук- 35 тором, выполненным в виде кольцевого магнитопровода с охватывающей его тороидальной обмоткой. В известном устройстве интенсивность .перемешивания увеличена с помощью дополни- 40 тельного цилиндрами.

Однако из-за размыва поверхности. сквозного канала происходит выравнивание электромагнитных сил на входе и выходе сквозного канала, в резуль- 45 тате чего скорость течения через канал снижается до нуля, устройство быстро перегревается и выходит из строя. Срок службы такого нагревателя составляет около 1,5-3 мес.

Белью изобретения является увеличение срока службы нагревателя.

Поставленная цель достигается тем, что погружной индукционный нагреватель для металлического расплава, содержащий кожух из жаропрочного материала, в котором выполнен сквозной канал, охваченный заключенным в кожух индуктором, выполненным в виде кольцевого магнитопровода с охва60 тывающей его тороидальной обмоткой, снабжен вторым идентичным индуктором, заключенным в кожух симметрично указанному, обмотки индукторов соединены синфазно, а в кожухе по оси 65 симметрии перпендику".ÿðíî каналу выполнено квоэное отверстие.

Для интенсификации. перемешивания расплава участок сквозного канала в месте пересечения с отверстием выполнен дугообразным, причем угол между касательными в крайних точках дугообразной части составляет 60-90

На фиг. 1 показан погружной индукционный нагреватель с прямым сквозным каналом, на котором стрелками показано направление движения металлического расплава, общий вид; на фиг. 2 — тороидальные катушки с обмотками; на фиг. 3-5 - варианты выполнения погружного нагревателя с дугообразной формой сквозного канала между замкнутыми магнитопроводами .

Погружной индукционный нагреватель содержит замкнутый магнитопровод 1 с обмоткой 2, подключенной к источнику 3 переменного тока. Магнитопровод 1 с обмоткой 2 помещен в выполненный иэ жаропрочного материала кожух 4 со сквозным каналом 5 по оси. Нагреватель также снабжен дополнительным замкнутым магнитопроводом 6 с обмоткой 7 переменного тока, охватывающим сквозной канал 5,.а в кожухе 4 выполнено соединенное со сквозным- каналом 5 всасывающее отверстие 8, расположенное между замкнутыми магнитопроводами 1 и 6. Обмотки 2 и 7 переменного тока соединены между собой синфазно.

Сквозной канал 5 может быть выполнен с дугообразным участком, расположенным между замкнутыми магнитопроводами,-при этом всасывающее отверстие 8 соединено с дугообразным участком, а угол между касательными к осям дугообразной части в крайних точках дуги составляет 60-90О (фиг. 3-5) 1085023

VZ. правлениям сквозного канала 5. Скорость течения расплавленного металла определяется величиной электромагнитных сил на выходах сквозного канала 5, в то время как во всасывающем отверстии 8 электромагнитная сила равна нулю.

Электрический ток проходит через сквозной канал 5 и замыкается в ванне. На обоих выходах канала 5 плотность тока в сторону ванны снижается и, следовательно, электромагнитные силы тоже направлены от обоих выходов канала 5 в сторону ванны.

При наличии дугообразного участка сквозного канала между замкнутыми магнитопроводами 1 и б в, результате взаимодействия тока в каждой ветви дугообразного участка сквозного канала с магнитным полем тока соседней ветви возникает вихревая электромагнитная сила, создающая дополни-тельный отсасывающйй эффект из всасывающего отверстия 8. В результате скорость сквозного течения увеличивается на 20Ъ. Однако если угол между касательными к осям дугообразной части будет меньше ЬО, потенциальная составляющая электромагнитной силы будет превалировать и действие вихревой составляющей, вызывающей

5 дополнительный отсасывающий эффект, станет малоэффективным.

Если угол между ветвями дугообразного участка сквозного канала выполнить больше чем 90, то соглас10 но закону Био-Савара, взаимодействие электрического тока, проходящего по одной ветви, с магнитным полем тока соседней ветви становится просто невозможно и, следовательно, не будет ни дополнительной вихревой магнитной силы, ни дополнительного отсасывающего эффекта.

Таким образом, в предлагаемом устройстве происходит интенсивное перемешивание расплава за счет взаи20 модействия электромагнитных сил и исключены зоны перегрева, поэтому срок службы устройства определяется только стойкостью выбранной футеровки к расплаву и превышает срок службы известного нагревателя в 2 раза °

1085023

1085023

Составитель О.Дедрина

Редактор Н.Данкулич Техред М.Надь Корре к тор А, Тя с к о

Закаэ 2039/55 Тираж 783 Подписное

ВРИИПИ Государственного комитета СССР по делам Иэобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4