CS223333B1 - Indukční kelímková pec pro tavení oceli - Google Patents

Abstract

Indukční kelímková pec s omezením tepelných ztrát strusky. V horní části vyzdívky kelímku je umístěn prstenec z elektricky vodivého materiálu, uložený v dilatačním loži. Po vnějším obvodu kelímku, nad cívkou je vytvořena tepelně izolační vrstva.

Description

Vynález se týká indukční kelímkové pece pro tavení oceli. V souvislosti s úvahami o možnosti náhrady obloukových pecí jiným agregátem je soustředěna pozornost na kelímkové indukční pece pro tavení oceli.

Má-li kelímková indukční pec nahradit obloukovou pec, musí být vybavena bazickou nebo neutrální vyzdívkou, umožňující odfosfoření, event. odsíření oceli struskou.

Odstraňování fosforu a síry je podmíněno průběhem, difúzních^ pochodů v oceli a ve strusce. Protože rychlost difúze je mezi jiným ovlivňována také teplotou prostředí, omezuje relativně chladnější struska v kelímkové indukční peci průběh metalurgických reakcí, zejména odfosfoření a odsíření. Chladnutí strusky jé způsobeno jednak odvodem tepla ze strusky stěnou kelímku, jednak vyzařováním tepla povrchem strusky do prostoru kelímku nad struskou. Velikost těchto tepelných ztrát je mezi jiným ovlivňována teplotou stěn kelímku, event. poklopu, kterým je kelímek přikryt. Zvýší-li se tato teplota, sníží se tepelné ztráty. Toho lze dosáhnout například pomocí plamene hořáku zavedeného otvorem v poklopu pece. Je možné také umístit pod poklop odporové topení, event. volit ohřev elektrickým obloukem. Všechny tyto způsoby však znamenají přiřadit k tavicímu agregátu další zařízení, vyžadující obsluhu a údržbu. Mimo to v případě dmýchání kyslíku do strusky nebo oceli, například při oduhličování nebo odfosforování, může dojít k poškození nebo zničení tepelných elementů.

Uvedené nevýhody odstraňuje indukční kelímková pec podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že v horní části vyzdívky kelímku v magnetickém poli cívky je umístěn prstenec z magneticky vodivého materiálu, například grafitu nebo wolframu. Prstenec je s výhodou uložen v dilatačním loži. Pro· zvýšení tepelného účinku prstence je po vnějším obvodu kelímku pece, v části nad cívkou, vytvořena tepelně izolační vrstva.

Tepelná izolace prstence je upravena tak, aby umožňovala tepelnou dilataci prstence. Stěna kelímku je ve výšce mezi cívkou a horním okrajem kelímku zmenšena a v této výšce je na vnější straně kelímku přiložena tepelně izolační vrstva. Tím jsou vytvořeny podmínky pro zvýšení teploty stěny kelímku v tomto místě. Teplem vzniklým indukcí cívky v prstenci je tento ohříván na teplotu blízkou teplotě materiálu, taveného v kelímku. Teplo z prstence je předáváno materiálu kelímku a do strusky. Kelímek v oblasti nad hladinou strusky je takto ohříván a podle dosažené teploty může vyzařovat teplo na povrch strusky a na víko kelímku.

Výhodou indukční kelímkové pece podle vynálezu je, že tvoří součást konstrukce indukční pece, nevyžaduje zvláštní obsluhu a jeho údržba je součástí běžné údržby kelímku pece. Další výhodou je, že umožňuje používat oxidační, inertní, nebo řízenou atmosféru v prostoru kelímku nad struskou, neomezuje vnitřní prostor kelímku nad struskou a nechává víko kelímku volné pro umístění dalších zařízení nezbytných pro vedení tavby, jako například otvor pro odvod spalin, otvor pro zavádění trysky, vzorkovacích sond apod. Jsou vytvořeny předpoklady pro udržení teploty strusky na teplotě blízké teplotě roztavené oceli pod struskou, omezením tepelných ztrát strusky.

Na připojeném výkresu je znázorněn příklad provedení indukční kelímkové pece podle vynálezu, v řezu.

Indukční kelímková pec sestává z kelímku 2, který je zasazen do cívky 3. Prstenec 1 je umístěn v kelímku 2 tak, aby jeho spodní okraj byl v rovině nad hladinou 5 oceli a jeho horní okraj byl v rovině nad hladinou 6 strusky. Prstenec 1 je z grafitu a je opatřen ze dvou stran tepelně izolující vrstvou, která tvoří dilatační lože 4, přičemž stěna blíže vnitřní stěny kelímku 2 je bez izolačního· materiálu. Z vnější strany kelímku 2 je přiložena tepelná izolační vrstva 7, mezi cívkou 3 a horním okrejm kelímku 2. V této části je tloušťka stěny kelímku 2 zeslabena. Materiál prstence 1 musí mít teplotu tavení vyšší než materiál tavený v kelímku 2. Prstenec 1 je ze dvou stran tepelně izolován od materiálu kelímku 2. Neizolována zůstává horní strana prstence 1 a strana přilehlá k vnitřnímu povrchu kelímku 2. Tato strana je opatřena silným keramickým povlakem, který může v oblasti výšky prstence nahrazovat materiál kelímku. Prstenec 1 je ohříván magnetickým polem cívky 3. Teplo z prstence 1 ohřívá vyzdívku stěny kelímku 2 nad hladinou 5 oceli i nad hladinou 6 strusky.

Prstenec se začne ohřívat ihned při zapnutí pece, spolu s ním se začne ohřívat část kelímku 2 a víko pece. Teplo odváděné z prstence 1 do vnitřku kelímku 2 ohřívá také vsazený materiál v průběhu natavování. Po ukončení tavení je horní část kelímku 2 ohřátá na potřebnou teplotu a plní svoji funkci při tvorbě strusky ze vsazených struskotvorných látek a při dalším vedení metalurgického procesu.

Claims (3)

1. PŘEDMĚT

   1. Indukční kelímková pec pro tavení oceli, vyznačená tím, že v horní části vyzdívky kelímku (2) v magnetickém poli cívky (3) je umístěn prstenec (1) z elektricky vodivého materiálu.
2. 2. Indukční kelímková pec podle bodu 1,

   VYNÁLEZU vyznačená tím, že prstenec (lj je uložen v dilatačním loži (4).
3. 3. Indukční kelímková pec podle bodů 1 a 2, vyznačená tím, že po vnějším obvodu kelímku (2) v části nad cívkou (3) je vytvořena tepelně izolační vrstva (7).