Индукционная вакуумная электропечь
(19)SU(11)1098369(13)A1(51) МПК 6 F27B14/04(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯк авторскому свидетельствуСтатус: по данным на 27.12.2012 - прекратил действиеПошлина: учтена за 3 год с 19.06.1995 по 18.06.1996
(54) ИНДУКЦИОННАЯ ВАКУУМНАЯ ЭЛЕКТРОПЕЧЬ
Изобретение относится к области металлургии и, в частности, к конструкциям индукционных вакуумных электропечей для плавки металлов в секционированном охлаждаемом металлическом тигле. Известна индукционная плавильная печь для плавки металлов, содержащая вакуумную камеру, в которой размещены секционированный металлический охлаждаемый тигель, индуктор, охватывающий тигель, охлаждаемый поддон. Недостатком этих печей является их громоздкость, обусловленная наличием вакуумной камеры, внутри которой расположены плавильные устройства, и сложностью извлечения готового слитка из камеры. Известна индукционная вакуумная электропечь, являющаяся наиболее близким техническим решением, содержащая секционированный металлический герметичный охлаждаемый тигель с охлаждаемым металлическим поддоном, индуктор, герметично заделанный в неэлектропроводный цилиндр, верхнюю торцевую крышку с технологическими устройствами для ведения плавки. Недостатком этой индукционной печи является относительно низкая производительность, связанная с тем, что процесс смены отработанного тигля требует значительного времени, так как выплавленный металл находится в тигле до момента полной его кристаллизации, затем требуется разгерметизировать нижнюю крышку. При повторении плавки эти операции повторяются в обратном порядке (только вместо слитка засыпается шихта). Целью изобретения является повышение производительности печи. Указанная цель достигается тем, что в индукционной вакуумной электропечи, содержащей секционированный металлический охлаждаемый тигель с охлаждаемым металлическим поддоном, индуктор, герметично заделанный в неэлектропроводный цилиндр, верхнюю торцевую крышку с технологическими устройствами для ведения плавки, согласно изобретению, тигель снабжен механизмом вертикального перемещения, а наружная поверхность тигля уплотнена относительно индуктора с помощью кольцевого вакуумного уплотнения, установленного в нижней части индуктора. На чертеже дана схема предлагаемой индукционной вакуумной электропечи. Электропечь состоит из тигля 1, охватывающего тигель индуктора 2, верхней крышки 3, установленной на верхнем торце индуктора 2, и поддона 4, расположенного в нижней части тигля 1. Тигель 1 состоит из металлических охлаждаемых секций (преимущественно медных), электрически изолированных друг от друга прокладками и герметично заделанных в неэлектропроводный цилиндр 5, выполненный, например, из стеклопластиковой композиции. Наружная стенка цилиндра 5 обработана под кольцевое вакуумное уплотнение 6. В нижней части тигля 1 герметично, на прокладках 7, установлен металлический охлаждаемый поддон 4, предназначенный для удержания расплава 8. В верхней части тигля выполнен заходной конус 9, предназначенный для облегчения ввода тигля 1 с помощью механизма 10 вертикального перемещения в рабочее пространство индуктора 2. Индуктор 2 герметично заделан в цилиндр 11, на верхнем торце которого имеется фланец 12 для герметичной установки на нем верхней крышки 3 на прокладках 13. В нижней части индуктора 2 во внутренней его стенке установлено кольцевое вакуумное уплотнение, представляющее собой, например, манжетное или сальниковое устройство, регулируемое с помощью нажимного кольца 14. Цилиндр 11 выполнен из материала, аналогичного материалу цилиндра 5. Верхняя крышка 3 представляет собой герметичную камеру, на которой установлены технологические устройства для ведения плавки (на чертеже не показаны), такие как дозатор, гляделки, термопары, патрубки для откачки, ломики для осаживания шихты и т.д. Электропечь работает следующим образом. В установленный на поддоне 4 тигель 1 загружают шихтовые материалы, затем тигель 1 подают под индуктор 2 и механизмом 10 вертикального перемещения вводят конусом 9 в кольцевое вакуумное уплотнение 6. После проверки герметичности и правильности сборки печи, тигель 1 перемещают в верхнее крайнее положение, включают на откачку устройства создания рабочей среды (на чертеже не показаны) и начинают плавку включением энергопитания индуктора 2. По мере расплавления шихты тигель 1 перемещают по вертикали механизмом 10 в соответствии с технологией плавки. После введения присадок, дополнительных порций шихты, полученный расплав 8 рафинируют и, при отключенном электропитании индуктора 2, проводят кристаллизацию слитка. После образования корочки на зеркале расплава, не дожидаясь полного остывания слитка, печь разгерметизируют путем напуска в полость верхней крышки 3 воздуха, а тигель 1 механизмом 10 выводят из рабочего пространства индуктора 2 для завершения процесса кристаллизации наружу и отводят его в сторону. Затем, вместо отработанного тигля 1 подают на его место новый тигель 1 и повторяют весь процесс. Извлечение слитка из отработанного тигля производят лишь после полного затвердевания и полной усадки. Использование заявляемого изобретения позволит упростить смену тигля, сократить время рабочего цикла и за счет этого повысить производительность установки. Экономический эффект от применения заявляемого изобретения может быть подсчитан в каждом отдельном случае применения и зависит от емкости тигля. Например, для печи типа ИСВ-1, ОПХ-И1 с тиглем емкостью по стали 1 т, слиток остывает около часа при общей продолжительности рабочего цикла 2,2 ч. Таким образом, время цикла сокращается на 1 ч и составит 1,2 ч. Исходя из этого, производительность печи возрастает минимум на 40% что снижает капитальные затраты.
Формула изобретения
ИНДУКЦИОННАЯ ВАКУУМНАЯ ЭЛЕКТРОПЕЧЬ, содержащая секционированный металлический герметичный охлаждаемый тигель с охлаждаемым металлическим поддоном, индуктор, герметично заделанный в неэлектропроводный цилиндр, верхнюю торцевую крышку, с технологическими устройствами для ведения плавки, отличающаяся тем, что, с целью повышения производительности печи, тигель снабжен механизмом вертикального перемещения, а наружная поверхность тигля уплотнена относительно индуктора с помощью кольцевого вакуумного уплотнения, установленного в нижней части индуктора.
