Индукционная тигельная печь

 

1. ИНДУКЦИОННАЯ ТИГЕЛЬНАЯ ПЕЧЬ, содержащая индуктор и тигель , изготовленный из огнеупорных материалов , внутри которого свободно установлен графитовый нагревательный элемент, отличающаяся тем, что, с целью сокращения длительности плавки, нагревательный элемент выполнен в виде полого цилиндра без дна с внутренним и внещним диаметрами , равными соответственно 0,4-0,6 и 0,90 ,95 от внутреннего диаметра тигля. 2. Печь по п. 1, отличающаяся тем, что, с целью многократного использования нагревательного элемента, высота полого цилиндра составляет 0,8-1,5 высоты тигля. (Л со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

З(5ц F 27 В 14/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3499364/22-02 (22) 11.10.82 (46) 07.05.84. Бюл. № 17 (72) А. С. Лобода, В. С. Дуб, Ш. А. Якубов и В. А. Литвак

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (71) Научно-производственное объединение по технологии машиностроения «ЦНИИТМАШ» (53) 621.365.52 (088.8) (56) 1. Вайнберг А. М. Индукционные плавильные печи. М., 1960. с. 179.

2. Авторское свидетельство СССР № 624929, кл. С 21 С 5/52, 1977.

„„SU„„1091005 А (54) (57) 1. ИНДУКЦИОННАЯ ТИГЕЛЪНАЯ ПЕЧЬ, содержащая индуктор и тигель, изготовленный из огнеупорных материалов, внутри которого свободно установлен графитовый нагревательный элемент, отличающаяся тем, что, с целью сокращения длительности плавки, нагревательный элемент выполнен в виде полого цилиндра без дна с внутренним и внешним диаметрами, равными соответственно 0,4-0,6 и 0,90,95 от внутреннего диаметра тигля.

2. Печь по п. 1, отличающаяся тем, что, с целью многократного использования нагревательного элемента, высота полого цилиндра составляет 0,8-1,5 высоты тигля.

1091005

Изобретение относится к металлургии, в частности к конструкциям индукционных тигельных печей для плавления материалов, обладающих низкой электропроводностью.

Известна индукционная тигельная печь, состоящая из индуктора и расположенного внутри тигля из огнеупорного материала, предназначенная для расплавления электропроводных материалов (1).

Недостатком печи является практическая невозможность расплавлять в ней материалы с низкой электропроводностью, например губчатое железо, шлаки и др.

Наиболее близкой к предлагаемой является индукционная тигельная печь, содержащая индуктор и тигель, изготовленный из огнеупорных материалов, внутри которого свободно установлен графитовый нагревательный элемент, выполненный в виде стержня диаметром 0,3-0,5 от внутреннего диаметра тигля (2).

Однако в этой печи процесс плавления материалов с низкой электропроводностью длителен вследствие малого активного периметра графитового стержня, расположенного в центре печи, т. е. в зоне с наименьшей напряженностью электромагнитного поля.

Целью изобретения является сокращение длительности плавки, а также возможность многократного использования нагревательного элемента.

Цель достигается тем, что в индукционной тигельной печи, состоящей из .индуктора и тигля, изготовленного из огнеупорных материалов, внутри которого свободно установлен графитовый нагревательный элемент, последний выполнен в виде полого цилиндра без дна с внутренним и внешним диаметрами, равными соответственно 0,40,6 и 0,9-0,95 от внутреннего диаметра тигля. Высота полого ц или ндр а соста вляет

0,8-1,5 высоты тигля.

На чертеже представлена схема предлагаемой печи.

Индукционная тигельная печь состоит из нагревательного элемента (полый графитовый цилиндр) 1, огнеупорного тигля

2, индуктора 3, отверстия для захвата и подъема из печи графитового цилиндра 4.

Принцип действия предлагаемой печи заключается в следующем.

Перед включением печи графитовый цилиндр опускают в тигель и внутреннюю

его полость заполняют до высоты индуктора расплавляемым материалом, например губчатым железом. Затем печь включают. Графитовый цили ндр под воздействием вихревых токов, наводимых электромагнитным полем, быстро нагревается и выделяющаяся в нем тепловая энергия передается расплавляемому материалу. По мере плавления расплавляемый материал догружают во внутреннюю полость графито10

S0

2 ного цилиндра. После наплавления жидкого металла в количестве 20-50О/р от номинальной емкости тигля графитовый цилиндр удаляют из печи и в жидкую ванну догружают оставшиеся материалы.

Конструкция нагревательного элемента в виде полого цилиндра с указанными геометрическими параметрами обеспечивает расположение его в печи вблизи стенок тигля, т. е. в зоне с максимальной напряженностью электромагнитного поля, создаваемого индуктором. Кроме того указанные соотношения внутреннего и внешнего диаметров графитового цилиндра определяют толщину его стенки не менее эквивалентной глубины проникновения электромагнитной волны в проводнике (графите) .

Проведенные эксперименты и расчеты показывают, что увеличение внутреннего диаметра графитового цилиндра (более 0,6 от внутреннего диаметра тигля) уменьшает толщину его стенки, которая при этом становится уже меньше эквивалентной глубины проникновения электромагнитной волны в графите, в результате чего энергия электромагнитной волны используется не полностью, что приводит к понижению электрического КПД печи. Кроме того, при этом значительно снижается механическая прочность графитового цилиндра.

Уменьшение внутреннего диаметра графитового цилиндра (менее 0,4 от внутреннего диаметра тигля) приводит к нерацион альному увеличению толщины его стенки, которая. в этом случае превышает эквивалентную глубину проникновения электромагнитной волны в графите, и количество выделяющейся в нагревательном элементе энергии уже не увеличивается, а полезный объем внутренней полости цилиндра при этом уменьшается.

Максимальный внешний диаметр графитового цилиндра определяется внутренним диаметром ти гля. При уменьшении внешнего диаметра графитового цилиндра менее 0,9 от внутреннего диаметра тигля графитовый нагревательн ый элемент располагается в зоне с меньшей напряженностью магнитного поля, что приводит к значительному сокрашению его активного периметра и уменьшению количества выделяющейся в нем энергии.

Указанное соотношение высоты графитового цилиндра и онеупорного тигля, с одной стороны, позволяет многократно его использовать, а с другой — облегчает загрузку шихты и предотвращает излишне тепловые потери. В процессе эксплуатации при выплавке стали или чугуна на протяжении компании плавок происходит некоторое допустимое уменьшение высоты графитового цилиндра — до 0,8 от высоты тигля, при котором извлечение его из печи

1091005

Составитель М. Вилкова

Техред И. Верес Ко рре кто р A. Ференц

Тираж 578 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор А. Шандор

Заказ 2830/37 еще не представляет трудности, так как он плавает в металлической ванне и поднимается по мере повышения ее уровня в тигле в процессе плавления шихтовых материалов, например губчатого железа. Дальнейшее уменьшение высоты графитового цилиндра (менее 0,8 от высоты тигля) нерационально, так как при этом уже затрудняется извлечение его из печи после расплавления шихты. Увеличение высоты графитового цилиндра более 1,5 от высоты тигля приводит к излишним тепловым потерям от его выступающей из печи части и вызыва ет неудобст ва п р и 3 а грузке ш и хт ы.

Индукционная печь с полым графитовым цилиндрическим нагревательным элементом обеспечивает быстрое эффективное расплавление шихтовых материалов с низкой электропроводностью, например губчатого железа, что практически невозможно осуществить в печах старой конструкции. Длительность плавления шихты в предлагаемой печи по сравнению с известной сокращается в среднем на 40Р/р и продолжительность всей плавки уменьшается на 35 /р, что приводит к увеличению производительности на 50Р/р.

Экономический эффект от использования предлагаемой промышленной индукционной тигельной печи емкостью 1,5 т для выплавки стали, расчитанный только за счет получения прибыли от реализации дополнительной продукции, изготавливаемой вследствие повышения производительности составит 110 тыс. руб. в год.

Индукционная тигельная печь Индукционная тигельная печь Индукционная тигельная печь 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к плавильному оборудованию, а именно к конструктивным элементам вакуумно-дуговых гарнисажных печей, плазменно-дуговых и электронно-лучевых печей с холодным подом

Изобретение относится к металлургии, а именно к плавке и литью тугоплавких реакционных металлов в гарнисажных печах преимущественно с плазменным или электронно-лучевым нагревом

Изобретение относится к специальной электрометаллургии, в частности к вакуумным дуговым гарнисажным печам для выплавки слитков высокореакционных металлов и сплавов, преимущественно титановых

Изобретение относится к плавильному оборудованию, а именно к конструктивным элементам вакуумно-дуговых гарнисажных печей, а также плазменно-дуговых и электронно-лучевых печей с холодным подом

Изобретение относится к электрометаллургии, в частности к индукционным печам открытого типа, используемым в производстве черных и цветных металлов, в частности к печам небольшой мощности для плавки лома металлов

Изобретение относится к области металлургии, а именно к металлическим холодным тиглям, и может быть использовано для плавки алюмосиликатов и минералов

Изобретение относится к области машиностроения, оборудования для термической сварки

Изобретение относится к металлургической отрасли промышленности, в частности к технологии изготовления футеровки индукционных печей для плавки высококачественных металлов и сплавов, и направлено на увеличение ресурса работы тиглей и плавильных печей в целом
Изобретение относится к металлургии, а именно к изготовлению футеровки тигля индукционной печи для выплавки высокореакционных сплавов, например ферротитана повышенной чистоты
Наверх