Индукционная печь-ванна

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социапистических

Реснублик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлвно 09.07,79 (21) 2793964/22-02 51 „ „з

С 21 0 1/46 с присоедииеиием заявки Йо

Государственный комитет

ССС Р по делам изобретений и открытий. (23) Приоритет (53) УДК 621. 365..44(088.8) Опубликовано150481. Бюллетень N9 14

Дата опубликования описания 25. 04 ° 81 (72) Авторы изобретения

М.A.Äàíèëîâ и Ю.Н.Краснов

I

1 (71) Заявитель (54) ИНДУКЦИОННАЯ ПЕЧЬ-ВАННА

Однако трудоемкость их изготовления связана с наличием футерованно-.о тигля, который в работе быстро выходит из строя. Это обьясня . ется тем, что соли бария при эастывании или разогреве меняют свой объем в пределах 20%, отчего при быстрых теплосменах футеровка испытывает большие механические нагрузки и растрескивается, разрушается.

Замена тиглей после выхода их из

20 строя длительна. Кроме того, нет значительно перегретых зон расплава, обеспечивающих необходимую циркуляцию его. Трудоемкость изготовления включает также и сложность крепления графитовых элементов на стенках тигля из-эа постоянного их выталкивания из расплава.

Известна индукционная печь-ванна, содержащая каркас, индуктор, метал30 лический тийель (3J .

Изобретение относится к нагреву

-металлов в расплаве солей, например солей бария, и может быть использовано для термообработки ковки, пайки деталей и насыщения их поверхности металлами в таких отраслях промышленности, как машиностроение, химия, металлургия.

Известна соляная печь-ванна, включающая футерованный тигель, электподы в виде Г-образных пластин Я .

Недостаток этой печи — неравномерность распределения температуры, так как электроды массивны, срабатываются неравномерно и в связи с уменьшением их длины уменьшается сечение столба расплава, по которому течет ток. Это значит, что увеличивается сопротивление ванны, т.е. необходимо регулировать режим. В случае же увеличения плотности тока и верхних слоях распла ва иэ-за резкого роста температуры увеличиваются потери на излучение тепла и испарение соли. При этом происходит растворение шамотной кладки печи, что приводит.к увеличению тепловых потерь, т.е. к увеличению расхода энергии.

Известна печь для разогрева в расплаве солей, содержащая высокочастотный индуктор и размещенный в нем футерованный тигель, внутри которого, по периметру, равномерно размещены секционные графитовые элементы (2 .

821506

40, нами", что, .в свою очередь, способ45

Недостаток печи-ванны — невозможность гарантировать надежность и долговечность работы металлического тигля при температуре расплава выше Т=1000 C. В цилиндрическом тигле первоначально соль плавится у стенок тигля равномерно по периметру, но так как нет принудительного перемешивания расплава за счет электромагнитных сил, то придонная часть расплава имеет температуру выше температуры его зеркала примерно на

100-150 С, так как последнее излучает тепло и снимает его со стенок тигля, в донной же зоне имеет место потеря тепла только за счет излучения через стенки тигля, поэтому металлический тигель имеет температуру в донной части выше температуры расплава на 200-250 С. Если о учесть, что температура плавления металла самого тигля составляет

1400 С, то налицо прогар в зоне днища самого тигля, если температура расплава 1000 С.

Цель изобретения — повышение надежности и долговечности работы металлического тигля при расширении диапазона температур нагрева. для достижения этой цели печь-ванна снабжена равномерно расположенными по образующей металлического тигля карманами, полости которых сообщаются с полостью металлического тигля.

На фиг. 1 изображена индукционная печь-ванна, продольный разрез; на фиг. 2 — поперечный разрез A-A на фиг. 1; на фиг. 3 — схема циркуляции расплава по его высОте при нагреве в зоне карманов.

Печь содержит каркас 1 с ограждающим вытяжным зонтом 2, сообщающимся с вентиляцией. Внутри каркаса 1 на подине из асбестоцементных плит и шамотной кладки размещены индуктор 3 и тигель 4, по периферии металлической, стенки 5 которого расположены продольные наружные карманы б, сообщающиеся своими полостями через отверстия в стенке 5 с центральной полостью 7 тигля. На дне последней размещен графитовый диск 8, а сама полость 7 заполнена

- кристаллами соли 9 ВаС) .

Печь работает следующим образом.

От высокочастотного машинного генератора (не показан) напряжение подается на индуктор 3. Металлическая стенка 5 тигля 4 разогревается вследствие. прохождения по..нему индуцированного тока, замыкающегося по периметру этой стенки 5 и карманов 6. Вначале соль 9 в полости

7 плавится у стенки 5, затем рас" плавляется объем ее в карманах 6.

По мере расплавления соли 9 в Карманах 6 часть тока начинает шунти(0

ЗО

35 роваться расплавом вследствие его электропроводности. Расплавление в карманах б идет быстрее, по сравнению с объемом соли 9 в полости 7, эа счет меньшей площади полостей карманов б, за счет снятия тепла со стенок карманов 6 и за счет дополнительного прохождения тока через сам расплав в них. Благодаря. проходу тока через расплав в карманах б уменьшается теплонапряжен ность стенки 5 тигля 4, поэтому температура ее не превышает температуру расплава. В то же время увеличивается скорость нагрева расплава в карманах б и соль 9 начинает интенсивно циркулировать .(ее расплав) что показано стрелками на фиг. 3.

Каждый карман б дает свой замкнутый контур циркуляции, при этом нагретые слои поднимаются вверх и уходят в холодную зону к центру по зеркалу расплава, кристаллическая же часть оседает на дно, обеспечивая приток холодных слоев в зону нагрева — придонную часть тигля 4 (донная часть имеет температуру выше за счет меньшего излучения тепла по сравнению с зеркалом расплава), Таким образом, карманы б создают перегретые зоны по отношению к объему, а значит обеспечивают циркуляцию слоев. Для обеспечения чистоты расплава на дно тигля 4 размещен графитовый диск 8, удерживаемый от всплытия донышками карманов (см. фиг. 3). В процессе работы образующиеся окислы тигля 4, заготовок и т.п. попадая на графит (оседая), восстанавливаются, а газы уходят через расплав в вытяжной зонт

2. При этом расплав "кипит пузырьствует интенсивному перемешиванию и уравниванию температуры расплава по высоте объема расплава в тигле.

Изобретение позволяет повысить долговечность работы металлического тигля в зоне высоких температур при ийдуктивном нагреве за счет. выполнения его с наружными продольными карманами, посредством которых снимается теплонапряженность стенок тигля и увеличивается циркуляция нагретых слоев (местные перегревы расплава), позволяющая ликвидировать возможность перегрева донной части тигля. Все это позволит повысить и надежность работы тигля.

Формула изобретения

Индукционная печь-ванна, содержащая каркас, металлический тигель, индуктор, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности и долговечности работы метал821506 лического тигля, она снабжена расположенными по образующей металлического тигля карманами,.полости которых сообщаются с полостью металлического тигля.

Источники информации, принятые во внимание при экспертиэе

1. Крылова П.A. Электрические соляные печи и ванны. М., 1967, с. 28, рис. 2-1.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 449938, кл. С 21 0 1/46, 1972.

3. Вайнберг А.М. Индукционные плавильные печи. М., 1967, с. 160-161, рис. 9-6.

821506

Яп. 3

Составитель Н.Кузовкина

Редактор Н.Ромжа Техред Е.Гаврилешхо Корректор B.Синицкая

Заказ 1722/41 Тираж 618 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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