Устройство для получения сферических гранул из металлических расплавов

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ СФЕРИЧЕСКИХ ГРАНУЛ ИЗ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ РАСПЛАВОВ, содержащее емкость для расплава., трехфаэный индуктор с четырехстержневой маг я w ниткой системой, электромагнит, свете му индукционных каналов и фильерныЙ аппарат, отличающееся тем,. что, с целью расширения диапазона ра меров гранул и улучшения эксплуаташк -: ных характеристик, шшуктф и ;элехтромагн т выполнены раздельно, при этом индуктор снабжен общим однофазным traдукционным каналом, электромагнит снабжен четырехстеряшевым магнитсороводом с трехфазной обмоткой и вертикальным рабочим зазором на свободном стержне, где ра1Эт« ещен горвзсжтапьный участок индукцноннхяю канала с фильерным апп ратсш. 2. Устройство по п. 1 о т л и - . чающееся тем, что электромагнит имеет два или кратное двум число ро бочих зазоров. О со 00 i4 1C

CQIO3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„Я0„„909842.3(50 В 22 Р 9/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

4Р с©

00 ей@ ,М

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 2614777/22-02 (22) 11. 05.78 (46) 30.08,83. Бюл. ¹ 32 (72) Ю. В. Бойко, А. Ф. Колесниченко и В. С. Яковлев (71) Институт электродинамики АН Украинской CCP (53) 66.069.83 (088. 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР по заявке M 2507057/02, кл, В 229 23/08,. 1977.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2589497/02, кп. В 22 5 23/08, 1978. . („54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУ-

ЧЕНИЯ СФЕРИЧЕСКИХ ГРАНУЛ ИЗ

МЕТАЛЛИЧЕСКИХ РАСПЛАВОВ, содержащее емкость для расплава., трехфазный индуктор с четырехстержневой маг нитной системой, электромагнит, систему индукционных каналов и фильерный аппарат, о т л и ч а ю щ е е с я тем,. что, с целью расширения диапазона раэмеров гранул и улучшения эксплуатацион-; ных характеристик, индуктор и электро магнит выполнены раздельно, при этом индуктор снабжен общим однофазиым индукционным каналом, .электромагнит снабжен четырвхстержневым магнитопроводом с трехфаэной обмоткой и вертикаль ным рабочим зазором на четвертом сво бодном стержне, где размещен гориэонтапьный. участок индукционного канала с фильерным аппаратом.

2. Устройствопо и, 1, от ли» . g ч а ю щ е е с я тем, что электромагнит имеет два или кратное двум число рабочих зазоров.

Изобретение относится к технике дис- . пергирования электропроводных жидкостей

s может найти применение в процессах получения моногранулированного сырья для ряда литейных и металлургических процессов, например, моногранул иэ алюминия, меди, железа, а также сырья sa присев при получении флюсованной проволоки в радиотехнической промъицлее ности.

Известио устройство для получения гранул состовшее иэ емкости для жидУ о костиу индукторовр охВаченных индук пнонныме каналами с расположенными на нщс электромагнитами, и фильер цля

I.

B пересечении каналов этого устройст ва — активной зоне развиваются пульсации электромагнитного давления, вносяuntie периодические воэмушения в истекающие из фильер струи жидкости, Такое устройство является двухфазным и в случае создания промышленного варианта электрической мощностью, соизме..римой с мощностью распределительной сети, будет представлять собой существ венную несимметричную нагрузку, что приводит к перекосам по напряжению, ухудшению работы асинхронных двигателей, понижению коэффициента мощности, повышению потерь и распределительных сетях и т. и. Объединение нескольких устройств с целью равномерной загрузки трехфазной распределительной сети ,потребует специальных мер по синхрони зации их работы, что в свою очередь затрудняет и удорожает эксплуатацию.

Так как распад жидкой струи на капли равных размеров возможен только при строгом соответствии частоты возмущений собственной частоте продольных колебаний струи, то скорость истечения жядкости однозначно связана с частотой

ma aþÿýé сети. Псютому производительность установки однозначно связана с частотой ыодулируюших воздействий и в

: прототипе ограничивается частотой питающей сети..

Известно также устройство для получения гранул состояшее из емкости для жидкости, индуктора и электромагни« та на совмешенной четырехстержневой симметричной магнитной системе, причем обмотке индуктора расположены на боковых с ерхбиях, соей инены в звезду и включены на трехфазную систему синусоидальных напряжений, а обмотка электромагнита, образованного центральным стержнем, замкнута на регулируемое сопротивление, фильерный аппарат расположен в горизонтальном рабочем зазоре электромагнита в пересечении трех индукционных каналов; охватываюшик стержни иидуктора. Конструкция устройства допускает перелив жидкости иэ емкости устройства в другую емкость, для этого на фильерах выполнена заглушка, а в устье одного индук цноянаво канала установлено гнездо, в которое вставлен сливной металлопровсд f23 °

В таком устройстве нельзя менять знак средних сил в активной зоне в процессе диспергирования. Это можно осуществить только с изменением конструкgwB aKTHBHo A GoBbf устройства»

Кроме того, невозможно в процессе диспергирования раздельно менять вели.чину и направление переменной и средней составляющих электромагнитных сил.

Недостатками устройства являются также сравнительно малая величина модулируюшего воздействия при утроенной час тоте, так как взаимодействие происходит между полем и вызванным им же током; межэффективное диспергирование на частоте 50 Гц; малая область взаи30 ,модействия поля и тока тройной часто»

1 ты, что ограничивает положительное влияние на качество металла токов повышенной частоты, наблюдаемое в индук ционных печах.

При изменении теплового режима и режима диспергирования необходимо вести регулирование в обеих системах - системах индуктора .и электромагнита одновременно, что усложняет процесс управления устройством.

В таком устройстве затруднен доступ к фильерному аппарату, что усложняет визуальный контроль процесса обраэова45 ния капель и усложнена конструкция магнитопровода, поэтому требуются специальная шимтовка и индивидуальная подгонка стержней и ярем.

Цельв изобретения является расширение диапазона размеров моногранул и упупяение эксплуатационных характерис-

50 тик устройств&у

Указанная пель достигается тем, что индуктор и электромагнит выполнены раздельно, при этом индуктор имеет обшей однофазный индукционный канал, электромагнит снабжен четырехстержн вым магнитопроводом с трехфаэной o5моткой и вертикальным рабочим зазором

909

842

3 нв четвертом свободном стержне, где размещен горизонтальный участок индук ционного канала с фильерным аппаратом.

Кроме того, электромагнит может ,иметь двв или кратное двум число рабо 5 чих зазоров.

Четырехстержневые электромагнитные системы выполняют роль ферромагнитного утроителя частоты, который совмещает в себе функции согласующвго трансформа- 1О тора, электрического фильтра, преобразователя числа фаз и умножителя чвстеTbl

Механизм образования модулирующего воздействия тройной частоты на жидкость 1 основан нв взаимодействии токов тройной частоты, наведенных в электропроводной жидкости индукционных каналов, с полем тройной частоты в активной зоне электромагнитов, 20

Раздельное расположение электромагнитных систем относигельно индукционных каналов позволяет в границах одного предлагаемого устройства иметь несколько модификаций, решающих раэ25 личные задачи, возникающие при изменении температуры обрабатываемого металла, На фиг, 1 изображено предлагаемое устройство; нв фиг. 2 - разрез А-А 30 на фиг; 1; на фиг. 3 - устройство для получения сферических гранул с вынесенными обмотками индуктора для дис пергироваиия тугоплавких метвллои; на фиг. 4 - то же, вид сверху на фиг. 5 - устройство для получения сфе рических гранул, в котором электромагнит имеет два или кратное двум число рабочих зазоров для размещения расщепленных индукционных каналов, на фиг. 6 - то же, вид сверху.

Устройство для получения сферических гранул состоит из четырехстержневой пространственной магнитной системы индукторв. включающей четыре стержня 1, 2,3,4, иэ которых стержни 1 - 3 имеют обмотки 5 - 7, а стержень 4 охватывает однофвзный индукционный канал 8; горизонтального участка 9 индукционного канала; фильеряого вппв 50 рата 10; четырехстержневой плоской магнитной системы электромагнита, включающей четыре стержня 11 14, из которых стержни ll - 13 имеют обмотки 15 - 17, а стержень 14 вы- Ы полнен с вертикальным рабочим зазором, где расположена активная зона 18

Г . емкости 19 с жидкостью; ванны 20 для охлаждения гранул коммутирукипей аппаратуры 21; регулирующей аппврфа рь, ры 22, трехфвзной сети 23 промыщ ленной частоты.

На фиг. 3 и 4 изображено устройство для получения сферических гранул с повышенной температурой плавления. Уст ройство содержит стержни 1-3 плоского индукторв; обмотки 5-7, вынесенные из окна индукционного канала, стержень 4, охватывающий канал 8; аппа рат 10; три стержня 11-13 четырех стержневой плоской системы электромаш нита; обмотки 1S-17, расположенные нв них; четвертый разрезной стержень 14 емкость 19 с жидкостью; ванну 20; аппаратуру 21 и аппаратуру 22, трехфазную сеть 23 промышленной частоты 50 Гц.

Нв фиг. 5 изображено устройство для получения сферических гранул, котф рое состоит иэ четырехстержневой плоо» кой магнитной системы индукторв с тремя стержнями 1-3 и обмотками 5-7; стержня 4, охватывающего расщепленныв ий дукционные каналы 8 и 9; аппарата 10 трех стержней 11-13 четырехатержиевой плоской магнитной системы еле)щи магнита с тремя обмотками 1S-17; четвертого разрезного стержня 14 Фй кости 19 с жидкости; ванны 20j аапаре туры 21 и аппаратуры 22, трвхфазной сети 23.

Устройство, приведенное на фиг,l, в режиме диспергироввния работает следующим образом.

Емкость 19, канал 8, участок 9 канала 8, аппарат 10 заполнены жйдкос тью, обмотки 5 - 7, 15 - 17 ав стерж нях 1-3, 11-13 аппаратурами 21 и 22 подключены к сети 23 синусоидальных напряжений промышленной частоты 50 Гд.

В канале 8 протекают электрическкв токи утроенной частоты, поддерживаю» щие температуру жидкости выюе точки плавления. При этом по стержню 14 и по рабочему зазору также протекают магнит ные потоки утроенной частоты.

Механизм силового воздействия яв расплав в зоне 18 основан нв взаимо действии токов тройной частоты, ивве денных полем тройной частоты ь жидиооти канала 8, с полем тройной частоты электромагнита. При работе вблизи насыщения магнитопровода электромагнита в поле рабочего зазора наиболее сильно проявляется третья гармоника. При глубоком насыщении стержней 1-3 мвгми909842 топровода мощность третьей гармоники достигает 50-60% мощности основной частоты в каждом. из трех стержней, что реализуемо при соединении в звезду обмо,ток 5-7 индуктора и обмотками 15-17 электромагнита.

При увеличении размеров гранул и сохранении утроенной частоты модулирующего воздействия возрастает скорость 10 истечения. Но поскольку инерционные силы зависят квадратично от скорости, ухудщается процесс монодиспергирования.

Поэтому при увеличении диаметра производимых гранул целесообразно уменьшить 15 частоту модулирующих воздействий. В предлагаемом устройстве это достигается переключением индуктора и электромагнита на однофазное питание и путем тройного уменьшения частоты модулирую- 20 щих воздействий.

Удержание металла в канале без запорной арматуры достигается за счет раздельного управления режимами индуктора и электромагнита. Для этого доста- >5 точно создать в активной зоне электромагнитное противодавление, равное металлостатическому, за счет управления сдвигом фаз между напряиениями индуктора и электромагнита. Поскольку активная мощ-30

Ь ность электромагнита на порядок меньше, чем мощность индуктора, фазорегулятор целесообразно включать в цепь электро- магнита.

Постоянство скорости истечения жидкости на срезе фильерного аппарата является важнейшим параметром, который обеспечивает качество моногранулирования при совпадении модулирующих воздействий с собственными колебаниями струи. Постоянство скорости может быть обеспечено стабилизацией уровня жидкости в емкости устройства, что достигается подключением емкости к внешнему мик серу.

Применение предлагаемого устройства расширяет диапазон размеров производимых гранул при сохранении качества гранулирования, улучшает качество обрабатываемого металла, упрощает процесс регулирования режима диспергирования при функциях входных параметров за счет раздельного управления средними и мгновенными значениями сил в зоне фильерного аппарата; облегчает доступ к фильерному аппарату и улучшает условия для визуального контроля процесса диспергирования при вариациях режимов, упрощает конструкцию магнитопроводов и их шихтовку.

909842

Я2 23

Редактор З Бородкина Техред Ж.Кастелевич Корректор О. Тагор Заказ 8095/3 Тираж 813 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета CCCP по делам изобретений и открытий с

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

Филиал ППП Патент", q. Ужгород, ул. Проеижая, 4