Устройство для нагрева и перемешивания расплавленного металла

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<п785629

К АВТОРСХОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт, свид-ву (22) Заявлено 0801.79 (21) 2708788/22-02 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 071280. Бюллетень № 45

Дата опубликования описания 07.1280

F 27 0 11/00//

Н 05 В Э/78

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 669. 042 (088. 8) (72) Авторы изобретения

Д.Г. Быховский, А. Н. Панов, Е.П.Терехов, A.Â. Свидо

Ю.П.Новиков и А.Н.Шарыгин (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАГРЕВА И ПЕРЕМЕШИВАНИЯ

РАСПЛАВЛЕННОГО МЕТАЛЛА

Изобретение относится к области металлургии, в частности к устройствам для нагрева и перемешивания металлов, имеющих сравнительно высокую температуру плавления, на- 5 пример, меди и алюминия.

Известно устройство для нагрева и перемешивания расплавленного металла, содержащее керамический корпус, в котором выполнены ячейки типа уни- 10 полярного двигателя с центральными и периферийными соединительньМи каналами, керамические трубки, графитовые электроды и магнитную систему.

В известном устройстве магнитная сис- 15 тема выполнена в виде соленоида, а ячейки, не соединены между собой (1).

Такие нагреватели универсальны, их схема позволяет независимо регулировать мощность, выделяемую нагрева- 2р телем и скорость прокачки металла чере э не го.

Однако, как показал опыт эксплуатации потери мощности в соленоиде, создающем магнитное поле, составляет 25 не менее 10% от мощности нагревателя.

Используя постоянные магниты, можно избежать этих потерь мощности.

Известно, что для эффективной работы постоянных магнитов, создающих одно- Зр родное магнитное поле, требуется создание замкнутых магнитных систем. Поскольку температура Кюри известных магнитопроводящих материалов ниже температуры расплавленного металла, вся магнитная система должна нахо диться вне ванны, при этом масса ее составит несколько сотен килограммов, что экономически нецелесообразно.

Целью изобретения является сниже-. ние расхода электроэнергии технологических возможностей устройства.

Поставленная цель достигается тем, что магнитная система выполнена в виде набора чередующихся шайб из магнитного и магнитопроводного материала, шайбы из магнитного материала выполнены с внутренним диаметром большим,. чем внутренний диаметр шайб из магнитопроводного материала, расстояние между шайбами иэ одноименного материала равно расстоянию между ячейками, количество ячеек кратно двум, причем пары ячеек соединены между собой периферийными каналами,а с другой парой и ванной-центрапьными.

На фиг. 1 схематично изображено предлагаемое устройство; на фиг. 2 магнитная система.

785629

Формула изобретения

Устройство состоит из керамической трубки 1, герметично соединенной с керамическим корпусом 2, в котором выполнены соединенные последовательно рабочие ячейки 3 типа униполярного двигателя, графитовых электродов 4, один из которых находится внутри керамического корпуса

2, а второй — в ванне 5 с расплавленным металлом. В дне ванны 5 выполнен цилиндрический выступ 6, на который снаружи надета магнитная система 7. создающая пространственно-периодическое магнитное поле, причем, расстояние между узлом и пучностью поля равно расстоянию между соседними ячейками 3.

На это же расстояние магнитная система 7 может передвигаться по выступу 6. Рабочие ячейки 3 соединены между собой каналом в периферической части, а с полостью в корпусе 2 и с ванной

5 — каналами в центральной части ячеек Щ

3. К графитовым электродам 4 подключаются полюса источника постоянного тока.

Известно, что количество магнитного материала, необходимде для создания магнитного поля заданной напряженности, обратно пропорционально квадрату числа периодов поля в рабочем зазоре. Схема такой магнитной системы изображена на фиг. 2. Она состоит из набора шайб разного диаметра, причем, шайбы обозначенные цифрой 8,выполненй из магнитного материала(например,сплава ЮНДК), а шайбы, обозначенные цифрой 9,из магнитопроводящего материала (например, из низкоуглеродистой З5 стали). Шайбы 8 намагничены. Способ их соединения с шайбами 9 показан на фиг. 2 (где N — северный, à S — южный полюса).

На этой же фигуре изображены гра- лО фики напряженности магнитного поля, как функция расстояния от оси магнитной системы в плоскости Е=Zp(а) и на оси магнитной системы х=О (б).

Устройство работает следующим образом.

При включении источника питания ток в устройстве делится пополам.

Часть тока течет в ванну 5 через открытый конец трубки 1, а вторая его половина — через корпус 2 и рабочие ячейки 3. При расположении магнитной системы 7, изображенном на фиг. 2, верхняя ячейка находится в пучности магнитного поля, а нижняя — в узле. B результате взаимодействия тока с магнитным полем металл в верхней ячейке 3 приходит во вращение, в то время как в нижней ячейке он не вращается, так как магнитное поле в ней отсутствует. Следовательно в верхней ячейке образуется центробежный насос, выкачивающий металл из керамического корпуса 2 в ванну 5. При этом по трубке 1 новые порции металла засасываются в корпус 2, нагреваясь джоулевым теплом. Если магнитную систему 7 сдвинуть так, что нижняя ячейка 5 окажется в пучности магнитного поля, а верхняя — в узле, насос начнет прокачивать металл в обратном направлении с максимальной производительностью.

B промежуточном положении магнитной системы производительность насоса будет меньше, что дает возможность независимо регулировать температуру, скорость и направление прокачки металла.

Следовательно, в результате использования магнитной системы, создающей пространственно-периодическое магнитное поле, устройство потребляет меньше электроэнергии и обладает более широкими технологическими возможностями.

Устройство для нагрева и переме— шивания расплавленного металла, содержащее керамический корпус, в котором выполнены ячейки типа униполярного двигателя с центральными и периферийными соединительными каналами, керамические трубки, графитовые электроды и магнитную систему, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью снижения расхода электроэнергии и расширения технологических возможносТрА устройства, магнитная система выполнена в виде набора чередующихся шайб из магнитного и магнитопроводного материала, шайбы из магнитного материала выполнены с внутренним диаметром большим, чем в.нутренний диаметр шайб из магнитопроводного материала, расстояние между шайбами из одноименного материала равно расстоянию между ячейками, количество ячеек кратно двум, причем пары ячеек соединены между собой периферийными каналами, а с другой — парой и ванной-центральными.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

O 441111666655, кл. H 05 В 3/78, 1971