Способ удержания электропроводящих материалов в электромагнитном поле

 

Союз Советскик

Социалистические

Республик

ОЛ ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

< 884838

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6I ) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 06. 03. 80 (21) 2890262/22-02 с присоеаинением заявки J4 (23) Приоритет (51)M. Кл.

В 22 0 11/00 фо7мРственвыВ коивтет

CCCP ао лелем кзобретеикй к открытк1 (53) УДК 621. 746. . 047 (088. 8) Опубликовано 30.11.8! . Бюллетень № 44

Дата опубликования описания 30. 11.81 (72) Авторы изобретения

В. В. Дремов, В. И. Батов и P, P. Григорьянц

Особое конструкторское бюро института высоких ----- -=-.-.;=4

5 температур АН СССР и Макеевский инеженерно-строительный институт (71) Заявители (54} СПОСОБ УДЕР1КАНИ 1 ЭЛЕКТРОПРОВОД 1@ИК

МАТЕРИАЛОВ В ЭЛЕКТРОМАГНИТНОМ ПОЛЕ

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при не прерывной разливке металлов в электромагнитном поде.

Наиболее близким к предлагаемому является способ удержания жидкого металла электромагнитным полем в кристаллизаторе-индукторе для непрерывного и полунепрерывного литья труб.

Способ включает пропускание переменного синусоидального электрического тока через индуктор, в поле которого расположен электропроводящий материал. Возникающее при этом высокочастотное магнитное поле наводит в жидком металле вихревые токи. Вихре15 вые таки взаимодействуют с магнитным полем индуктора, создают электромагнитные силы оттлакивания, формирующие внешнюю и внутреннюю поверхности отливки jlj.

Недостаток известного епособа— сравнительно низкая эффективность вследствие того, что электромагнитное поле переменного синусоидального тока, у которого время возрастания равно времени убывания, является практически симметричным во времени, В таком переменном магнитном поле помимо эффекта отталкивания жидкого металла через ветверть периода возникают электромагнитные силы притяжения, практически равные по величине и времени действия силам отталкивания. Вследствие этого для удержания столба жидкого металла, в кристаллизаторе требуются сравнительно большие затраты электроэнергии.

Цель изобретения — снижение расхода электроэнергии.

Указанная цель достигается тем. что в способе удержания электропроводящих материалов в электромагнитном поле, включающем пропускание электрического тока через индуктор, используют электрический ток с несимметричным изменением во времени.

884838

Формула изобретения

50

Для создания интегрального электромагнитного эффекта отталкивания электроиагнитное поле создают медленно нарастающим и быстро спадающим. В этом случае электропроводящий материал в силу его инерционности успевает отталкиваться на большее расстояние, чем притягиваться. Для создания электромагнитного эффекта притяжения электромагнитное поле создают медлен- !О но спадающим и быстро нарастающим. В этом случае электромагнитные силы притяжения действуют более длительно, чем силы отталкивания, и в силу инерционности материала он успеет притянуться на большую величину, чем оттолкнуться. Предлагаемый способ поз воляет увеличить усилия удержания металла во много раз при сравнительно малых затратах электроэнергии.

Для реализации предлагаемого способа удержания электропроводящих материалов в электромагнитном поле может быть использовано устройство электромагнитного кристаллизатора.

На чертеже изображена схема электромагнитного кристаллизатора. устройство, реализующее предлагаемый способ, содержит индуктор 1, подключенный к источнику несимметрично изменяющегося во времени тока 2.

Индуктор 1 укреплен на корпусе 3 кристаллизатора. В корпусе выполнен канал 4 и отверстия 5 для подачи охлаждающей воды на формируемую по35 верхность слитка 6, установленного на затравке 7. Регултор 8 расхода служит для поддержания заданного столба жидкого металла в лунке кристаллизатора.

Способ заключается в следующем.

Подключают индуктор к источнику тока 2, заполняют лунку кристаллизатора жидким металлом. Воздействуют на жидкий металл несимметрично изменяющимся во времени электромагнитным полем, причем для создания интегрального эффекта отталкивания время нарастания электромагнитного поля больше времени его спадания.

Например, для удержания стоба

1 жидкого металла (стали) высотой 160 мм радиусом 100 мм электромагнитным полем, несимметрично изменяющимся во времени с частотой 150 Гц, и отношением времени нарастания к времени спадания равным 10, необходима индукция электромагнитного поля 0,3 Тл.

Это достигается при пропускании через индуктор тока, амплитудное значение которого равно 2,6 ° 10 A npu напряжении 0,1 В. В этом случае металл будет отталкиваться от индуктора в течение 6,7 10 с и притягиваться к индуктору в течение 6,7 10 с .

Путь пройденный кубическим сантиметром жидкого металла (в свободном состоянии) при отталкивании равен 7,3 мм и при притяжении — 0,73 мм.

Следовательно, металл не успевает вернуться в первоначальное положение при притяжении и возникает эффект удержания.

Потребляемая мощность в индукторе при использовании предлагаемого технического решения в данном примере составляет 26 кВт,,а при использовании известного технического решения составляет 250 кВт.

Предлагаемый способ также может быть использован в. термоядерной технике для удержания слоя жидкого металла на поверхности первой стенки рабочей камеры термоядерного реактора и для удержания плазмы.

Способ удержания электропроводящих материалов в электромагнитном поле, включающий пропускание электрического тока через индуктор, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью снижения расхода электроэнергии, используют электрический ток с несимметричным изменением во времени.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

I. Авторское свидетельство СССР

532198, кл, В 22 О II/04, 1975.

884838

Составитель

Редактор С. Кружнина Техред И.Нинц

Е. Гендлина

Корректор В. Бутяга

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

Заказ I0377/13 Тираж 872 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

ll3035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5