Индукционная тигельная печь

 

ИНДУКЦИОННАЯ ТИГЕЛЬНАЯ ПЕЧЬ, содержащая индуктор, холодный тьгель , в который установлен графитовый тигель, отличающаяся тем, что, с целью повышения стойкости графитового тигля, между холодным и графитовым тиглями вьтолнен зазор, заполненный электротеплоизоляционным материалом и равный на высоте, охваченной индуктором, 1-5% внутреннего диаметра холодного тигля. (Л ,1 00 00 ||

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СЫН ЛЮ

РЕСПУБЛИК

3 5}) F 27 D 11 06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3592404/22-02 (22) 19.05.83

{46) 07.12.84, Бюл. В 45 (72) А.П. Губченко и С.Л. Шеффер (71) Всесоюзный научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт электротермиЧеского оборудования (53) 621.365.52(088.8) (56) 1. Индукционные печи для плавки металлов и сплавов. M., 1976, с. 314.

2. Злектротермическое оборудование. Справочник. Под ред.А.П.Альтгау. зена, 1980, с. 352.

„„SU„„1128084 А (54) (57) ИНДУКЦИОННАЯ ТИГЕЛЬНАЯ ПЕЧЬ, содержащая индуктор, холодный тигель, в который установлен графитовый тигель, отличающаяся тем, что, с целью повышения стойкости графитового тигля, между холод ным и графитовым тиглями выполнен зазор, заполненный электротеплоизоляционным материалом и равный на высоте, охваченной индуктором, 1 - SX внутреннего диаметра холодного тигля.

Ф 1128

Изобретение относится к металлургии, в частности к индукционным тигельным печам для выплавки полу.,проводниковых материалов.

Известны индукционные печи для

5 плавки кремниевых сплавов и для силицирования материалов, содержащие каркас, в котором размещен индуктор,, охватывающий графитовый тигель, отделенный от индуктора теплоизоляционным слоем 1 1.

Недостатком этих печей является вытекание расплавленного кремния сквозь микропоры графитового тигля и последующий прожог трубки индуктора при перегреве расплава свыше

1800 С.

Наиболее близкой к изобретению является индукционная тигельная печь, содержащая индуктор, холодный тигель, в который установлен графитовый тигель, причем оба тигля установлены без зазора между собой (2j, Однако известная печь не имеет достаточной стойкости из-эа вытека25 ния расплава сквозь микропоры графитового тигля и попадания его на холодный тигель, что может привести к выходу последнего из строя.

Цель изобретения †. повышение стой30 кости графитового тигля., Зта цель достигается тем, что в индукционной тигельной печи, содержащей индуктор, холодный тигель, в который устандвлен графитовый тигель, между холодным и гвабитовыми. тигля35 ми выполнен зазор, заполненный элек тротеплоизоляционным материалом и равный на высоте, охваченной индуктором, 1 - 5X внутреннего диаметра холодного тигля.

На чертеже изображена предлагаемая печь, разрез.

Индукционная тигельная печь.

В имеет индуктор 1, охватывающий холодный тигель, состоящий из отдельных, взаимозаменяемых водоохлаждаемых трубчатых металлических секций 2. В нижней части холодного тигля установлен водоохлаждаемый поддон

3, на котором установлен коаксиально 5О холодному тиглю 2 графитовый тигель 4.

Зазор между графитовым тиглем 4 и охлаждаемым поддоном 3 заполнен теплоизоляционной засыпкой 5, например, нз плавленного магнезита.

Зазор между тиглями 2 и 4 заполнен электротеплонэоляционным материалом 6, например, порошком двуокиси циркония, 084 2 являющимся неэлектропроводным при высоких (порядка .1800-2000 С} температурах. Величина зазора равна на высоте, охваченной индуктором, 1 - 5X внутреннего диаметра холодного тигля. В плавильном пространстве тигля 4 помещен предназначенный для плавления кремний.

Индукционная тигельная печь работает следующим образом.

В плавильное пространство тигля 4 помещают шихтовые материалы, например кремний, включают на нагрев индуктор

1 и перегревают графитовый тигель 4 до заданной температуры, например до

2600 С. Затем в полученный расплав погружают детали, предназначенные для их силицирования. По окончании процесса силицирования детали извлекают и вместо нпх погружают новые..

При пров1здении процесса силицирования часть расплава проникает сквозь микропоры тигля 4 в зазор между тиглями 2 и 4, в котором находится слой электротеплоизоляционного материала 6, в котором расплав засты-. вает и вновь становится незлектропроводным и не экранирует тигель 4.

Расплав, попавший в слой теплоиэоляционного материала 6, также застывает, чем уменьшаются тепловые потери через днище тигля 4.

Для исключения явления экранирования графита необходимо, чтобы толщина слоя кремния в зазоре между тиглями не превышала критическую величину. Нижний предел величины зазора предложен не менее 1Х от внутреннего диаметра холодного тигля, так как при меньшем зазоре графитовый- тигель практически нввозI можно вставить в холодный тигель, а, учитывая, что графит при нагревании расширяется, то при меньшем зазоре графит, расширяясь, может повредить холодный тигель. Например, нри диаметре холодного тигля 100 мм (тнгли меньшего диаметра в процессах силицирования не применяются) минимальный зазор между тиглями составляет 1. мм. Верхний предел величины зазора не должен превышать 5Х от внутреннего диаметра холодного тигля, так как при зазоре большего размера эффект экранирования графи- . та кремнием начинает, существенно влиять на выделение мощности в графите.

Составитель И. Вилкова.

Техред С.Мигунова Корректор О. Билак

Редактор Н. Бобкова фФФВ ЮВ ФЮ 4Ю 4ю е

Заказ 9011,28 Тираж 577 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москэа, Ж-35, Рауаекая наб., д. 4/5 й» ° Ф ° В Ю

Филиал ППП.".Патент",.r, Ужгород, ул. Проектная, 4

3 .. 11

Экономическая. эффективность изобретения может быть. подсчитана в каждом отдельном случае применения и зависит от размеров печи и харак,тера технологического процесса. Например, использование предлагаемой печи в процессах силицирования деталей позволяет увеличить срок служ" бы плавильного тигля как минимум в два раза на печах типа ОКБ-1541.

28084 4

Учитывая это, предлагаемую электропечь целесообразно комплектовать одним плавильный, узлом, что nosволяет получить. экономический эффект

70000 руб. от снижения стоимости печи. Кроме того, значительно сркращавтся эксплуатационные зат-.. раты, связанные с расходом графита и изготовлением графитовых

10 тиглей.