HU199567B - Process for melting metals in inductive arc-furnace - Google Patents

Description

A találmány tárgya eljárás fémeknek indukciós ívkemencében történő olvasztására.

Kostjakov: Gyártásszervezés és technológiaszervezés c. művének 3. kötetében (197. kiadás) többek között megtalálható a fémeknek indukciós ívkemencében történő olvasztására szolgáló eljárás ismertetése. Ennél az eljárásnál a fém villamos ív és induktor mágneses tere együttes hatására olvad meg, mégpedig az ív és az induktor mágneses terének kölcsönhatása következtében. Az egész eljárás működését az ív energiaparamétereinek, valamint nyomóhullám keletkezésének a változásai kísérik, és az ív paraméterei oly módon vannak szabályozva és ellenőrizve, hogy a mindenkori értéket egy az ívre előzetesen megadott értékkel hasonlítják össze.

Ennél az eljárásnál az általában az indukciós ívkemence hossztengelye irányában kialakuló ív annak hatására, hogy az olvadt fém az induktor mágneses tere hatása alá kerül, megváltozik az alakja és olyan spirális alakot vesz fel, amely a kemence tengelye körül viszonylag nagy sebességgel forog, és ezt a indukciós ívkemence energiaparamétereinek a változása és nyomáshullám (azaz zaj) kialakulás kíséri. .Ezeknek a hatásoknak a következménye, hogy az indukciós ívkemencében az ív égési folyamata nem lesz stabil, továbbá a kemence közelében dolgozó személyzet munkakörülményei romlanak a zaj miatt.

Ennek az ismert eljárásnak további hátránya még, hogy a stabil ív fennállásához és a nyomáshullás (zaj) csökkentéséhez az egész ív teljesítményét csökkenteni kell, ezáltal azonban az indukciós ívkemence hatásfoka is csökkenni fog.

A találmány feladatául tűzte ki egy olyan eljárás kidolgozását, amely fémeknek indukciós ívkemencében történő jobb olvasztását valósítja meg úgy, hogy olyan munkafázisokat iktatunk be, amely lehetővé teszi az ív égése, azaz fennmaradása stabilitását növelni, és lehetővé teszi, hogy az indukciós ívkemencébe vezetett teljesítményt maximálisan ki lehessen használni, és lehetőleg minél nagyobb értéken lehessen tartani.

A találmány tárgya tehát eljárás fémek olvasztására indukciós ívkemencében, ahol a fémet az ív hatásával egyidejűleg egy induktor mágneses tere hatásának és így a két hatás kölcsönhatásának tesszük ki, amikor is az ív energia paramétereinek a megváltozása és hangnyomás jön létre, mérjük az ív energiaparamétereit, és előre megadott értékekkel hasonlítjuk össze.

Az eljárás a találmány értelmében úgy van megvalósítva, hogy az ív energiaparamétereinek mérésével és szabályozásával egyidejűleg minden pillanatban az ív és az induktor mágneses tere kölcsönhatásként létrejövő hangnyomást is szabályozzuk úgy, hogy az ívnek az olvasztandó fémbe való behatolásával arányosan az induktor mágneses 2 térerejét a hangnyomás megszűnéséig csökkentjük.

Előnyös a találmány szerinti eljárás azon foganatosítási módja, ahol az induktor mágneses térerejét az induktorhoz kiképezett tekercsek egymásutáni, az olvasztott tartománynak az olvasztandó fémbe való behatolása függvényében csökkentjük.

A találmány szerinti eljárás még egy további előnyös foganatosítási módja szerint úgy járunk el, hogy a hangnyomást az ív energiaparaméterei ingadozásának mérésével szabályozzuk.

A találmány szerinti eljárás lehetővé teszi, hogy az ívnek előre meghatározott alakja legyen, amely alak stabilan fenntartható, és amelynek eredményeként az ív stabil égése és a keletkező nyomáshullám (zaj) csökkenése biztosítható, amely egyúttal azt is jelenti, hogy az ott dolgozók kedvezőbb körülmények között végezhetik a munkájukat.

A találmány szerinti eljárást alkalmazva lehetőség van az indukciós ívkemencéhez vezetett teljesítmény maximális értéken való tartására, így lényegében az. indukciós ívkemence teljesítménye nőni fog.

A találmány szerinti eljárást a továbbiakban példakénti kiviteli alakja és foganatosítási módja segítségévéi a mellékelt ábrán ismertetjük részletesebben. Az

1. ábrán a találmány szerinti eljárást megvalósító rendszer — azaz az indukciós ívkemence — hosszirányú metszete látható vázlatosan.

Az ábrán látható tehát az indukciós ívkemence, amelyhez az olvasztott 2 fémmel ellátott 1 tengely tartozik. Az 1 tengelyt 4 induktor 3 tekercsei veszik körül, amely 3 menetekre 5 kapcsoló van csatlakoztatva. Az 1 tégely fölött 7 plazmatron van elhelyezve úgy, hogy a tengelye az 1 tégely 6 tengelyével egytengelyűén van kiképezve. A 7 plazmatron és az olvasztott 2 fém között fellépő 8 ívet az ábrán csak vázlatosan rajzoltuk be. Az olvasztott 2 fém és a 7 plazmatron az ívet tápláló 9 egyenáramú generátorra van csatlakoztatva.

Az indukciós ívkemencében történő fémolvasztás úgy megy végbe, hogy az 1 tégelyben lévő olvasztandó 2 fémre egyrészt a 8 ív, másrészt pedig azzal egyidejűleg a 4 induktor mágneses tere fejti ki a hatását úgy, hogy a 8 ív és a 4 induktor mágneses tere egymással kölcsönhatásban is van. Ezt a kölcsönhatást azonban a 8 ív energia paramétereinek, például a feszültségének az ingadozása és nyomóhullám — azaz valamilyen zaj — keletkezése kíséri. Az eljárás során mérjük a 8 ív feszültségét, ezt a mért értéket összehasonlítjuk egy előre megadott értékkel. Mérjük továbbá a nyomóhullámot (zajt), amely minden pillanatban, amikor a 8 ív behatol az olvasztandó 2 fémbe, és a 8 ív a 4 induktor 3 tekercseivel kölcsönhatásba lép, fellép, és amint megjelenik a

-2HU 199567 Β nyomóhullám a 4 induktor mágneses térerejét addig csökkentjük, míg a nyomóhullám megszűnik.

A találmány szerint a 4 induktor mágneses térerejét az indukciós ívkemencében úgy csökkentjük, hogy a 4 induktor 3 tekercseit fokozatosan párhuzamosan kapcsoljuk úgy, ahogy az olvadt tartomány az olvasztandó 2 fémbe előrehalad.

A találmány szerinti eljárásnál az indukciós ívkemencében a nyomóhullámot a 8 ív feszültség-ingadozásának mérésével szabályozzuk és ellenőrizzük.

A továbbiakban két példa segítségével mutatjuk be a találmány szerinti eljárást.

1. példa

Az 1 tengelyben létrehozzuk az olvasztott 2 fémet úgy, hogy egyidejűleg két hatásnak, a 8 ív hatásának és a 4 induktor mágneses tere, illetőleg a kettő kölcsönhatásának tesszük ki. Közben figyeljük és mérjük a 8 ív feszültségét és ezt egy előre megadott értékkel összehasonlítjuk. Ugyancsak mérjük azt a hangnyomást is, amely akkor jön létre, amikor a 8 ív a 4 induktor 3 tekercseivel kölcsönhatásba lép. Ehhez az 1 tengelytől kb. 1,5 m távolságra egy, az ábrán nem szerepelő műszert helyezünk el, amellyel tehát a hangnyomást mérjük. Amikor érzékeljük a hangnyomást, a 4 induktor 3 tekercséit az olvasztott zóna előrehaladásának függvényében a hangnyomás kialakulásának megakadályozására egymással párhuzamosan kapcsoljuk.

2. példa

A példa lényegében az előzőekben ismertetett példával egyezik meg, a különbség csupán az, hogy a hangnyomás szabályozása a 8 ív feszültségének és egyéb változóinak összehasonlításával történik, és ezeknek az értékeknek előre megadott értékkel történő összehasonlítása alapján vezéreljük a hangnyomást. Ebben a példában a beavatkozást akkor végezzük el, ha’5% a feszültség eltérés, ekkor a 4 induktor által előállított és a 8 ívre kifejtett mágneses térerőt csökkentjük. Ehhez a 3 tekercseket az olvadt zóna előhaladásának megfelelően rövidrezárjuk úgy, hogy a feszültség túllépése is megszűnjön.

Ahogyan az 1. és 2. példa alapján látható, ily módon az első hangnyomás érzékelésével azaz a hangnyomás kialakulásának kezdeténél vissza lehetett azt szabályozni, és így a kemencénél dolgozó személyzetet nem éri káros hanghatás, stabilabb lesz az ív fennállása, az indukciós ívkemencéhez vezetett teljesítmény maximális szinten tartható, így annak a teljesítménye a korábbiakhoz képest növelhető.

A találmány szerinti eljárást a kohászatban és öntészetben lehet elsősorban alkalmazni.

Claims (3)

1. Eljárás fémek olvasztására indukciós ívkemencében, ahol a fémet az ív hatásával egyidejűleg egy induktor mágneses tere hatásának és így a két hatás kölcsönhatásá25 nak tesszük ki, amikor is az ív energia paramétereinek a megváltozása és hangnyomás jön létre, mérjük az ív energiaparamétereit, és előre megadott értékkel hasonlítjuk öszsze, azzal jellemezve, hogy az ív (8) ener2Q giaparamétereinek mérésével és szabályozásával egyidejűleg minden pillanatban az ív (8) és az induktor (4) mágneses tere kölcsönhatásként létrejövő hangnyomást is szabályozzuk úgy, hogy az ívnek (8) az olvasz35 tandó fémbe (2) való behatolásával arányosan az induktor (4) mágneses térerejét a hangnyomás megszűnéséig csökkentjük.

2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az induktor (4) mágneses

40 térerejét az induktorhoz (4) kiképezett tekercsek (3) egymásutáni, az olvasztott tartománynak az olvasztandó fémbe (2) való behatolása függvényében csökkentjük.

3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a hangnyomást az ív (8) energiaparaméterei ingadozásának mérésével szabályozzuk.