EA019466B1 - Induction hot air furnace - Google Patents
Induction hot air furnace Download PDFInfo
- Publication number
- EA019466B1 EA019466B1 EA201101236A EA201101236A EA019466B1 EA 019466 B1 EA019466 B1 EA 019466B1 EA 201101236 A EA201101236 A EA 201101236A EA 201101236 A EA201101236 A EA 201101236A EA 019466 B1 EA019466 B1 EA 019466B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- channel
- furnace
- melt
- hot air
- winding
- Prior art date
Links
Landscapes
- Furnace Details (AREA)
- General Induction Heating (AREA)
Abstract
Description
Известна отъемная индукционная единица канальной печи (а.с. № 1300284, Ρ27Ό 11/06, опубл. 30.03.1987. Бюл. № 12), содержащая магнитопровод, основную катушку и дополнительную катушку, подключенную к внешнему источнику напряжения.Known detachable induction unit of a channel furnace (AS No. 1300284, Ρ27Ό 11/06, publ. 03/30/1987. Bull. No. 12), containing a magnetic circuit, the main coil and an additional coil connected to an external voltage source.
Однако известное устройство не позволяет получить одинаковое вращение расплава во всей канальной части печи, поскольку канальная часть состоит из продольных и поперечных каналов.However, the known device does not allow to obtain the same rotation of the melt in the entire channel part of the furnace, since the channel part consists of longitudinal and transverse channels.
Известна индукционная печь канального типа (патент № 2120202, Н05В 6/20, Ρ27Ό 11/06, опубл. 10.10.1998), содержащая трансформатор с первичной и вторичной обмотками, образованной ванной для расплавленного металла и горизонтальным закрытым каналом.Known induction furnace of the channel type (patent No. 2120202, НВВ 6/20, Ρ27Ό 11/06, publ. 10.10.1998), containing a transformer with primary and secondary windings formed by a bath for molten metal and a horizontal closed channel.
К недостаткам известной печи следует отнести то, что она не позволяет осуществлять интенсивное перемешивание расплава из разновесных компонентов, кроме этого, канальная часть такой печи в процессе эксплуатации зарастает окислами и требует периодической чистки.The disadvantages of the known furnace should be attributed to the fact that it does not allow intensive mixing of the melt from equilibrium components, in addition, the channel part of such a furnace during operation is overgrown with oxides and requires periodic cleaning.
В основу изобретения положена задача повышения эффективности перемешивания расплава в печи и ее производительности за счет исключения зарастания канальной части окислами.The basis of the invention is the task of increasing the efficiency of mixing the melt in the furnace and its productivity by eliminating the overgrowth of the channel part with oxides.
Поставленная задача решается тем, что в индукционной канальной печи, выполненной по Ш-образной форме трансформатора с первичной и вторичной обмотками и горизонтальным закрытым каналом, согласно изобретению, первичная обмотка является основной и расположена на центральном сердечнике, а вторичная обмотка состоит из двух частей, размещённых поверх основной обмотки таким образом, что одна её часть расположена над горизонтальным закрытым каналом, а другая - под ним, при этом горизонтальный закрытый канал имеет форму тора с эллиптическим сечением.The problem is solved in that in an induction channel furnace made in the U-shape of a transformer with primary and secondary windings and a horizontal closed channel, according to the invention, the primary winding is primary and located on the central core, and the secondary winding consists of two parts, placed on top of the main winding so that one part is located above the horizontal closed channel, and the other below it, while the horizontal closed channel has the shape of a torus with an elliptical cross-section by.
На фиг. 1 изображен эскиз индукционной канальной печи, на фиг. 2 - разрез В-В фиг. 1, на фиг. 3 - разрез Г-Г фиг. 2; на фиг. 4 - разрез А-А фиг. 1.In FIG. 1 shows a sketch of an induction channel furnace; FIG. 2 is a section BB of FIG. 1, in FIG. 3 is a section G-D of FIG. 2; in FIG. 4 is a section AA of FIG. one.
Индукционная канальная печь имеет Ш-образный магнитопровод 1, на центральном сердечнике магнитопровода размещена основная обмотка 2. Поверх основной обмотки расположена состоящая из двух частей вторичная обмотка 3 таким образом, что одна часть находится над, а другая - под горизонтальным закрытым каналом 4. Внутренняя поверхность горизонтального закрытого канала 4 выполнена из футеровочного материала и имеет форму 5 в виде тора эллиптического сечения. Горизонтальный закрытый канал 4 имеет устройства для залива 6 и слива 7 расплава металла.The induction channel furnace has a Sh-shaped magnetic circuit 1, the main winding 2 is located on the central core of the magnetic circuit 2. A two-part secondary winding 3 is located on top of the main winding so that one part is above and the other under a horizontal closed channel 4. Internal surface horizontal closed channel 4 is made of a lining material and has the form 5 in the form of a torus of elliptical section. The horizontal closed channel 4 has devices for a bay 6 and a drain 7 of molten metal.
Индукционная канальная печь работает следующим образом.Induction channel furnace operates as follows.
При подключении основной катушки 2 к источнику переменного напряжения в ней возникает переменный электрический ток 11, который создает переменный магнитный поток Часть этого переменного магнитного потока 010 замыкается по магнитопроводу и индуцирует в канале 4 с расплавом электрический ток 12. Другая часть магнитного потока Ф1 представляет собой магнитный поток рассеяния Ф, σ, пронизывающий канал 4 в вертикальной плоскости.When the main coil 2 is connected to an AC voltage source, an alternating electric current 1 1 arises in it, which creates an alternating magnetic flux. A part of this alternating magnetic flux 010 is closed by the magnetic circuit and induces an electric current 1 2 in the channel 4 with the melt. Another part of the magnetic flux f 1 is a magnetic flux scattering f, σ penetrating the channel 4 in the vertical plane.
Как известно, в режиме короткого замыкания (вторичная обмотка закорочена), трансформатор имеет большие магнитные поля рассеяния, которые в основном сосредоточены между первичной и вторичной обмотками вне магнитопровода.As is known, in the short circuit mode (the secondary winding is shorted), the transformer has large magnetic fields of scattering, which are mainly concentrated between the primary and secondary windings outside the magnetic circuit.
При подключении вторичной обмотки 3 к внешнему источнику напряжения в каждой её части возникает электрический ток, создающий магнитный поток Фдк, который пронизывает канал с расплавом в горизонтальной плоскости. В результате наложения магнитных полей Φ1σ и Фдк, которые сдвинуты относительно друг друга по фазе и в пространстве, создается вращающееся магнитное поле. Величина вращающего момента и, следовательно, скорость расплавленного металла зависят от величины тока во вторичной обмотке 3 и его фазового сдвига по отношению к току 11, основной обмотки 2. Поскольку ка нальная часть в виде тора с расплавом расположена симметрично относительно центрального сердечника магнитопровода 1, в любом его сечении возникает одинаковый вращающий момент, создающий вращательное движение расплава с угловой скоростью Ω.When the secondary winding 3 is connected to an external voltage source, an electric current arises in each part of it, creating a magnetic flux Ф дк , which penetrates the channel with the melt in the horizontal plane. As a result of the application of the magnetic fields Φ 1σ and Ф дк , which are shifted relative to each other in phase and in space, a rotating magnetic field is created. The magnitude of the torque and, therefore, the velocity of the molten metal depend on the magnitude of the current in the secondary winding 3 and its phase shift with respect to the current 1 1 , the main winding 2. Since the channel part in the form of a torus with a melt is located symmetrically with respect to the central core of the magnetic circuit 1, in any of its cross sections, the same torque arises, creating a rotational motion of the melt with an angular velocity Ω.
Необходимо отметить, что в таком тороидальном вихре самопроизвольно возникает кольцевое движение вокруг его оси с линейной скоростью V. Это происходит потому, что в каждой точке на отрезке, соединяющем диаметрально противоположные точки периметра, значения линейной скорости движения расплава отличаются, и, соответственно, скорость расплава при переходе по внутренней стенке канала от малого периметра к большему периметру будет погашена или изменит своё направление.It should be noted that in such a toroidal vortex, a circular motion around its axis spontaneously occurs with a linear velocity V. This is because at each point on the segment connecting the diametrically opposite points of the perimeter, the values of the linear velocity of the melt are different, and, accordingly, the melt speed when moving along the inner wall of the channel from a small perimeter to a larger perimeter, it will be extinguished or change its direction.
В результате сложения вращательного и кольцевого движений расплав в тороидальном канале движется по винтовой траектории, так как вращательное движение расплава с угловой скоростью Ω влечет также его движение по оси тора со скоростью V. В результате проведенных экспериментов выяснилось, что оптимальной для сечения канала является форма эллипса, позволяющая наиболее полно заполнять окно магнитопровода. Форма окна Ш-образного магнитопровода и расположение одной части вторичной обмотки над каналом, а другой части вторичной обмотки под каналом позволяет достичь наибольшей эффективности по коэффициенту заполнения и коэффициенту мощности соар в случае прямоугольной формы канала. Прямоугольная форма канала при движении расплава в углах имеет застойные зоны, в которых в первую очередь будет происходить зарастание канала. Канал, имеющий в сечении форму эллипса, позволяет увеличить соар индукционной канальной печи за счет того, что обеспечивается увелиAs a result of the addition of rotational and circular motions, the melt in the toroidal channel moves along a helical path, since the rotational motion of the melt with an angular velocity Ω also entails its motion along the axis of the torus with a velocity V. As a result of the experiments, it turned out that the shape of the ellipse is optimal , allowing the most complete filling of the magnetic circuit window. The shape of the window of the U-shaped magnetic circuit and the location of one part of the secondary winding above the channel, and the other part of the secondary winding under the channel, allows to achieve the greatest efficiency in terms of fill factor and power factor of the soar in the case of a rectangular channel shape. The rectangular shape of the channel during the movement of the melt in the corners has stagnant zones in which the channel will overgrow in the first place. The channel, having an elliptical cross-section, allows to increase the coar of the induction channel furnace due to the fact that
- 1 019466 чение коэффициента заполнения окна магнитопровода и, соответственно, увеличивается магнитный поток, пронизывающий расплав. Эллипсовидная форма сечения канала позволяет снизить зарастание канала печи и увеличить эффективность работы печи.- 1 019466 the filling factor of the magnetic circuit window and, accordingly, the magnetic flux penetrating the melt increases. The elliptical shape of the channel cross section allows to reduce the overgrowth of the furnace channel and increase the efficiency of the furnace.
Claims (1)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010141352/07A RU2438272C1 (en) | 2010-10-07 | 2010-10-07 | Induction hot air furnace |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EA201101236A1 EA201101236A1 (en) | 2012-04-30 |
| EA019466B1 true EA019466B1 (en) | 2014-03-31 |
Family
ID=45782996
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| EA201101236A EA019466B1 (en) | 2010-10-07 | 2011-09-27 | Induction hot air furnace |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| EA (1) | EA019466B1 (en) |
| RU (1) | RU2438272C1 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU608047A1 (en) * | 1975-04-04 | 1978-05-25 | Предприятие П/Я Г-4361 | Channel-type induction furnace |
| SU1300284A2 (en) * | 1985-05-22 | 1987-03-30 | Красноярский Политехнический Институт | Detachable induction unit |
| RU2120202C1 (en) * | 1997-04-09 | 1998-10-10 | Акционерное общество закрытого типа "ИНФИ-Лтд." | Induction-arc ring furnace |
| US6240120B1 (en) * | 1998-02-12 | 2001-05-29 | Induga Industrieofen Und Giesserei-Anlagen Gmbh & Co. Kg | Inductive melting of fine metallic particles |
| WO2008021447A2 (en) * | 2006-08-16 | 2008-02-21 | Itherm Technologies, Lp | Method for inductive heating and agitation of a material in a channel |
-
2010
- 2010-10-07 RU RU2010141352/07A patent/RU2438272C1/en not_active IP Right Cessation
-
2011
- 2011-09-27 EA EA201101236A patent/EA019466B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU608047A1 (en) * | 1975-04-04 | 1978-05-25 | Предприятие П/Я Г-4361 | Channel-type induction furnace |
| SU1300284A2 (en) * | 1985-05-22 | 1987-03-30 | Красноярский Политехнический Институт | Detachable induction unit |
| RU2120202C1 (en) * | 1997-04-09 | 1998-10-10 | Акционерное общество закрытого типа "ИНФИ-Лтд." | Induction-arc ring furnace |
| US6240120B1 (en) * | 1998-02-12 | 2001-05-29 | Induga Industrieofen Und Giesserei-Anlagen Gmbh & Co. Kg | Inductive melting of fine metallic particles |
| WO2008021447A2 (en) * | 2006-08-16 | 2008-02-21 | Itherm Technologies, Lp | Method for inductive heating and agitation of a material in a channel |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2438272C1 (en) | 2011-12-27 |
| EA201101236A1 (en) | 2012-04-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2656193C2 (en) | Molten metal mixing method, device and system | |
| JP2641140B2 (en) | Method for melting scrap iron and electric furnace for carrying out the method | |
| EP2616560B1 (en) | Apparatus and method for electromagnetic stirring in an electrical arc furnace | |
| EA019466B1 (en) | Induction hot air furnace | |
| JP3131513B2 (en) | Stirring method of molten metal in continuous casting | |
| JP6504766B2 (en) | Stationary induction appliance | |
| RU2460246C1 (en) | Conversion device for induction heating based on parallel bridge resonant inverter and method to control conversion device for induction heating based on parallel bridge resonant inverter | |
| RU2751614C1 (en) | Compact induction coil assembly for vacuum arc remelting system | |
| Tyapin et al. | The magnetic field of a multi-phase induction device with switching windings from a triangle to a star | |
| Tyapin et al. | Flat two-phase linear induction MHD machine for metallurgical purposes | |
| US1872990A (en) | Induction electric furnace | |
| RU207347U1 (en) | DEVICE FOR MAGNETIC HYDRODYNAMIC MIXING OF LIQUID METAL IN A CYLINDRICAL BATH | |
| RU2390065C1 (en) | Smoothly adjustable arc-suppression coil | |
| SU775764A1 (en) | Controllable reactor | |
| RU2708036C1 (en) | Method of metal melt mixing and electromagnetic mixer for its implementation (versions) | |
| SU1246420A1 (en) | Induction polyphase submerged-resistor furnace | |
| US873861A (en) | Electric furnace. | |
| Tyapin et al. | A toothless inductor for the technology of MHD stirring of aluminum melt in furnaces | |
| JP6253963B2 (en) | Stationary equipment | |
| RU2237542C1 (en) | Apparatus for electromagnetic agitation of liquid core of ingot in mold | |
| EP4274375A1 (en) | Induction heating cooktop | |
| JPS5851779B2 (en) | Molten steel stirring method in continuous casting equipment | |
| RU2683596C1 (en) | Inductor of linear induction machine | |
| JP4234877B2 (en) | Conductive melt flow controller | |
| RU2231006C1 (en) | Stator for electromagnetic mixing of molten metal |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): AM AZ BY KZ KG MD TJ TM RU |