RU128302U1

RU128302U1 - MELTING BLOCK WITH A SECTIONAL COLD TIGLE FOR Smelting active refractory metals and their alloys

Info

Publication number: RU128302U1
Application number: RU2012155413/02U
Authority: RU
Inventors: Виктор Вениаминович Константинов; Валерий Вячеславович Дьяков; Максим Александрович Комаров; Сергей Юрьевич Кузнецов
Priority date: 2012-12-20
Filing date: 2012-12-20
Publication date: 2013-05-20

Abstract

1. Блок плавильный с секционным холодным тиглем для плавки активных тугоплавких металлов и их сплавов, содержащий секционный холодный плавильный тигель, выполнен металлическим и охлаждаемым, прозрачным для электромагнитного поля, со слоями электрической изоляции и с расположенным вокруг него охлаждаемым индуктором, вакуумную систему и токоподвод, отличающийся тем, что индуктор выполнен из двух параллельно расположенных медных трубок, образующих витки вокруг тигля, а по периметру индуктора, снаружи, для снижения рассеивания электромагнитного поля индуктора закреплен концентратор магнитного поля, выполненный в виде магнитопровода с набором пластин из листовой электротехнической стали, причем отдельные секции плавильного тигля изолированы друг от друга по торцам с зазорами, в которых расположен электрический изолятор, а на внутреннюю поверхность каждой секции тигля нанесено композиционное многослойное покрытие электроизоляционного слоя, при этом для охлаждения плавильного блока напорный и сливной коллекторы расположены в его нижней части.2. Блок плавильный по п.1, отличающийся тем, что каждая медная трубка индуктора включает четыре витка.3. Блок плавильный по п.1, отличающийся тем, что электрический изолятор, расположенный в зазорах между секциями плавильного тигля, выполнен из слюдопласта в виде пластин сложной формы, толщиной, равной 1 мм.4. Блок плавильный по п.1, отличающийся тем, что композиционное многослойное покрытие электроизоляционного слоя выполнено на основе оксида циркония и нанесено методом плазменного напыления.1. Melting unit with a sectional cold crucible for melting active refractory metals and their alloys, containing a sectional cold melting crucible, made of metal and cooled, transparent to the electromagnetic field, with layers of electrical insulation and a cooled inductor located around it, a vacuum system and current lead, characterized in that the inductor is made of two parallel copper tubes forming turns around the crucible, and around the perimeter of the inductor, from the outside, to reduce the dispersion of the electromagnet the magnetic field concentrator is fixed in the form of a magnetic circuit with a set of plates made of sheet electrical steel, and the individual sections of the melting crucible are isolated from each other at the ends with gaps in which the electrical insulator is located, and a composite multilayer is deposited on the inner surface of each crucible coating the electrical insulating layer, while for cooling the melting unit, the pressure and drain manifolds are located in its lower part. 2. The melting unit according to claim 1, characterized in that each copper tube of the inductor includes four turns. The melting unit according to claim 1, characterized in that the electrical insulator located in the gaps between the sections of the melting crucible is made of mica plastic in the form of plates of complex shape with a thickness of 1 mm. The melting unit according to claim 1, characterized in that the composite multilayer coating of the insulating layer is made on the basis of zirconium oxide and is deposited by plasma spraying.

Description

Полезная модель относится к области электрометаллургии, в частности к индукционным вакуумным плавильным печам для плавки металлов и сплавов.The utility model relates to the field of electrometallurgy, in particular to induction vacuum melting furnaces for melting metals and alloys.

Вакуумные плавильные печи с «холодным» тиглем используются для получения компактного кристаллического сплава из порошковой шихты, твердых растворов или химических соединений из нескольких компонент. Метод индукционной плавки в холодном тигле используется для получения уникальных и новых сплавов, таких, как: нитинола медицинского, обладающего эффектом памяти (сплав 43% титана и 57% никеля), интерметаллидов типа TiAl, сложнолегированных титановых сплавов на основе Ti-Al с добавлением Nb, Cr и других легирующих элементов (материала для создания авиадвигателей 5-го поколения), например, сплава BT-35 (Ti-15W-3G-3Al-3Sn-1Zr-1Mo).Cold crucible vacuum melting furnaces are used to produce a compact crystalline alloy from a powder mixture, solid solutions or chemical compounds from several components. The method of induction melting in a cold crucible is used to produce unique and new alloys, such as: medical nitinol with a memory effect (alloy 43% titanium and 57% nickel), TiAl-type intermetallic compounds, Ti-Al-based alloyed titanium alloys with the addition of Nb , Cr and other alloying elements (material for creating aircraft engines of the 5th generation), for example, alloy BT-35 (Ti-15W-3G-3Al-3Sn-1Zr-1Mo).

Известно вакуумная индукционная печь с холодным тиглем, содержащая вакуумную камеру с холодным тиглем и индуктором (Тир Л. и Губченко А. Индукционные плавильные печи для процессов повышенной точности и чистоты. - М.: Энергоиздат, 1988, с.74. 2.)Known vacuum induction furnace with a cold crucible containing a vacuum chamber with a cold crucible and inductor (Tyr L. and Gubchenko A. Induction melting furnaces for processes of high accuracy and purity. - M .: Energoizdat, 1988, p. 74. 2.)

Известно также устройство индукционной вакуумной печи с холодным тиглем, выполненным из секций, а также включающее индуктор и вакуум-камеру, выполненную в виде полого цилиндра из неэлектропроводного материала, расположенного между индуктором и холодным тиглем, который установлен в вакуум-камере с зазором, заполненным порошком на основе оксида (RU 2096713, кл. F27D 11/06, 1997 г.)A device is also known for an induction vacuum furnace with a cold crucible made of sections, and also comprising an inductor and a vacuum chamber made in the form of a hollow cylinder of non-conductive material located between the inductor and a cold crucible that is installed in a vacuum chamber with a gap filled with powder based on oxide (RU 2096713, class F27D 11/06, 1997)

Однако металлы и сплавы, полученные в известных устройствах, загрязнены, как правило, материалами тигля.However, metals and alloys obtained in known devices are contaminated, as a rule, with crucible materials.

Прототипом полезной модели является плавильная печь для производства металлов, сплавов и переработки отходов (RU 2177132, кл. F27B 14/06, G21F 9/00, 2001 г.), состоящая из металлического охлаждаемого плавильного тигля, прозрачного для электромагнитного поля, индуктора и поддона, который выполнен металлическим охлаждаемым. В поддоне и/или в боковой стенке плавильного тигля размещены одно или несколько сливных устройств, выполненных в виде индукционных плавильных узлов, состоящих из металлических секционированных охлаждаемых тиглей, прозрачных для электромагнитного поля, и расположенных вокруг них индукторов. Охлаждаемые тигли выполнены с формой усеченных конусов, сужающихся книзу, размещены в поддоне и имеют на нижних торцах отводящиеся металлические водоохлаждаемые крышки. Кроме того, плавильная печь оборудована механизмом перемещения поддона вместе со сливными устройствами, размещенными в нем. В зазорах между поддоном и сливными устройствами, размещенными в нем, проложены слои электрической изоляции, и в зазорах между сливными желобами и боковой стенкой плавильного тигля также проложены слои электрической изоляции. Индукционные плавильные узлы, размещенные в боковой стенке плавильного тигля, состоят из наклонных металлических секционированных охлаждаемых желобов, прозрачных для электромагнитного поля, и расположенных вокруг них индукторов. Плавильная печь содержит вакуумную систему.The prototype of the utility model is a melting furnace for the production of metals, alloys and waste treatment (RU 2177132, class F27B 14/06, G21F 9/00, 2001), consisting of a metal cooled melting crucible, transparent to the electromagnetic field, inductor and tray which is made metal cooled. In the pan and / or in the side wall of the melting crucible placed one or more drain devices made in the form of induction melting units consisting of metal sectioned cooled crucibles, transparent to the electromagnetic field, and inductors located around them. The cooled crucibles are made with the shape of truncated cones, tapering downwards, placed in a pallet and have metal water-cooled covers on the lower ends. In addition, the melting furnace is equipped with a mechanism for moving the pan together with drain devices placed in it. Layers of electrical insulation are laid in the gaps between the drain pan and the drain devices placed in it, and layers of electrical insulation are also laid in the gaps between the drain troughs and the side wall of the melting crucible. Induction melting units located in the side wall of the melting crucible consist of inclined metal sectioned cooled channels, transparent to the electromagnetic field, and inductors located around them. The melting furnace contains a vacuum system.

Известное устройство плавильной печи достаточно сложное по конструкции и эксплуатации. Кроме того, устройство не достаточно эффективное из-за рассеивания электромагнитного поля индуктора, влияющего на температуру расплава внутри тигля. Одним из серьезных недостатков устройства является получение сплава, загрязненного материалом из которого изготовлен тигель.The known device of the melting furnace is quite complex in design and operation. In addition, the device is not sufficiently effective due to the dispersion of the electromagnetic field of the inductor, affecting the temperature of the melt inside the crucible. One of the serious disadvantages of the device is to obtain an alloy contaminated with the material from which the crucible is made.

Задачей полезной модели является разработка конструкции плавильного блока, обеспечивающей снижение рассеивания электромагнитного поля индуктора и минимизацию контакта расплава со стенками "холодного" тигля, добиваясь, таким образом, высокой чистоты получаемого материала.The objective of the utility model is to develop the design of the melting unit, which reduces the dispersion of the electromagnetic field of the inductor and minimizes the contact of the melt with the walls of the "cold" crucible, thus achieving high purity of the obtained material.

Техническим результатом является снижение энергозатрат при плавке металлов и их сплавов, повышение чистоты материала плавки и увеличение срока службы плавильного блока.The technical result is to reduce energy consumption during the melting of metals and their alloys, increasing the purity of the melting material and increasing the service life of the melting unit.

Поставленная задача и указанный технический результат достигаются тем, что в блоке плавильном с секционным холодным тиглем для плавки активных тугоплавких металлов и их сплавов, в котором секционный холодный плавильный тигель выполнен металлическим и охлаждаемым, прозрачным для электромагнитного поля, со слоями электрической изоляции, с расположенным вокруг него охлаждаемым индуктором и включающий вакуумную систему и токоподвод, согласно полезной модели индуктор выполнен из двух параллельно расположенных медных трубок, образующих витки вокруг тигля, а по периметру снаружи индуктора закреплен концентратор магнитного поля, для снижения рассеивания электромагнитного поля индуктора, выполненный в виде магнитопровода, включающего набор пластин из листовой электротехнической стали, отдельные секции плавильного тигля, изолированы друг от друга по торцам с зазорами, в которых расположен электрический изолятор, а на внутреннюю поверхность каждой секции тигля нанесено композиционное многослойное покрытие электроизоляционного слоя, при этом для охлаждения плавильного блока напорный и сливной коллекторы расположены в его нижней части. Каждая медная трубка индуктора включает четыре витка. Электрический изолятор, расположенный в зазорах между секциями плавильного тигля выполнен из слюдопласта в виде пластин сложной формы, толщиной равной 1 мм, а композиционное многослойное покрытие электроизоляционного слоя выполнено на основе оксида циркония и нанесено методом плазменного напыления.The task and the specified technical result are achieved by the fact that in the melting unit with a sectional cold crucible for melting active refractory metals and their alloys, in which the sectional cold melting crucible is made of metal and cooled, transparent to the electromagnetic field, with layers of electrical insulation, located around it with a cooled inductor and including a vacuum system and current lead, according to a utility model, the inductor is made of two parallel copper tubes forming itka around the crucible, and a magnetic field concentrator is fixed around the perimeter of the inductor, to reduce the dispersion of the electromagnetic field of the inductor, made in the form of a magnetic circuit that includes a set of plates of sheet steel, separate sections of the melting crucible are isolated from each other at the ends with gaps in which an electrical insulator is located, and on the inner surface of each section of the crucible a composite multilayer coating of the electrical insulation layer is applied, while for cooling the melting block pressure and drain manifolds are located in its lower part. Each copper tube of the inductor includes four turns. The electrical insulator located in the gaps between the sections of the melting crucible is made of mica plastic in the form of plates of complex shape, 1 mm thick, and the composite multilayer coating of the electrical insulating layer is made on the basis of zirconium oxide and applied by plasma spraying.

Выполнение плавильного блока с использование электромагнитного силового воздействия, созданного переменным током в индукторе, позволяет минимизировать контакт расплава со стенками "холодного" тигля, добиваясь, таким образом, высокой чистоты получаемого материала. Холодный тигель конструктивно представляет собой сосуд, собранный из отдельных 28 секций, изолированных друг от друга по торцам зазорами, в которых располагается изолятор - слюдопласт. Напыление многокомпонентного композиционного покрытия на основе оксида циркония, на внутренние поверхности медных секций, обращенных к металлу, имеющего температуру плавления более 2700°С (ZrO₂), создает теплостойкий слой.The implementation of the melting unit using electromagnetic force generated by alternating current in the inductor, allows you to minimize the contact of the melt with the walls of the "cold" crucible, thereby achieving high purity of the material obtained. The cold crucible is structurally a vessel assembled from separate 28 sections, isolated from each other at the ends of the gaps in which the insulator is located - mica. Spraying a multicomponent composite coating based on zirconium oxide on the inner surfaces of copper sections facing a metal having a melting point of more than 2700 ° C (ZrO ₂ ) creates a heat-resistant layer.

Наличие зазоров между отдельными секциями плавильного тигля, исключают наведение в тигле кольцевых токов, обратных току индуктора и экранирующих садку тигля. При плавке металла в тигле существует замыкание между секциями через металл. Для предотвращения таких токов на внутреннюю поверхность каждой секции тигля наносят специальное композиционное многослойное покрытие для электрической изоляции и высокой теплостойкости внутренних стенок тигля. Концентратор магнитного поля используется в блоке плавильном для снижения энергетических затрат при плавке.The presence of gaps between the individual sections of the melting crucible excludes the induction of ring currents in the crucible, which are opposite to the inductor current and shield the crucible charge. When melting metal in a crucible, there is a short circuit between the sections through the metal. To prevent such currents, a special composite multilayer coating is applied to the inner surface of each crucible section for electrical insulation and high heat resistance of the inner walls of the crucible. A magnetic field concentrator is used in the smelter to reduce energy costs during smelting.

Концентратор магнитного поля, установленный по периметру снаружи индуктора, позволяет снизить энергетические затраты при плавке, влияя тем самым на стоимость полученного материала. Магнитопроводы замыкают через себя магнитные силовые линии снаружи индуктора, концентрируя магнитные силовые линии внутри тигля, увеличивая интенсивность воздействия энергии индуктора на расплавляемый материал. Каждый из концентраторов представляет собой набор пластин из листовой электротехнической стали толщиной 0,35 мм.A magnetic field concentrator, installed around the perimeter outside the inductor, can reduce energy costs during melting, thereby affecting the cost of the resulting material. Magnetic cores close the magnetic field lines through the outside of the inductor through themselves, concentrating the magnetic field lines inside the crucible, increasing the intensity of the effect of the energy of the inductor on the molten material. Each of the concentrators is a set of plates made of sheet electrical steel with a thickness of 0.35 mm.

Размещение напорного и сливного коллекторов конструкции охлаждения секций холодного тигля в нижней части плавильного блока, разделяя подачу и слив воды, позволяет более эффективно охлаждать тигель, снижая тем самым температуру его стенок.Placing the pressure and drain manifolds of the cooling structure of the cold crucible sections in the lower part of the melting unit, separating the supply and discharge of water, allows more efficient cooling of the crucible, thereby reducing the temperature of its walls.

Полезная модель поясняется чертежами, где на фиг.1 - блок плавильный с секционным холодным тиглем для плавки активных тугоплавких металлов и их сплавов; на фиг.2 - блок плавильный с секционным холодным тиглем и магнитопроводом в сборе; фиг.3 - напорно-сливной коллектор блока плавильного.The utility model is illustrated by drawings, where in Fig.1 is a melting unit with a sectional cold crucible for melting active refractory metals and their alloys; figure 2 - melting unit with a sectional cold crucible and a magnetic circuit assembly; figure 3 - pressure-drain manifold of the melting unit.

Блок плавильный с секционным холодным тиглем для плавки активных тугоплавких металлов и их сплавов содержит секционный холодный плавильный тигель 1 (фиг.1), включающий 28 медных водоохлаждаемых секций, которые изнутри покрыты композиционным многослойным покрытием путем напыления электроизоляционного слоя на основе оксида циркония методом плазменного напыления. Вокруг тигля 1 расположен охлаждаемый индуктор 2, выполненный из двух параллельно расположенных медных трубок, каждая из которых образует четыре витка вокруг тигля 1. По периметру индуктора 2, снаружи, закреплен концентратор 3 магнитного поля (фиг.2). Для снижения рассеивания электромагнитного поля индуктора 2 он выполнен в виде магнитопровода, включающего набор пластин из листовой электротехнической стали толщиной 0,35 мм. Для упрощения конструкции магнитопровода он выполнены из отдельных шихтованных пакетов прямоугольной формы. Отдельные секции плавильного тигля 1, изолированы друг от друга по торцам с зазорами, в которых расположен электрический изолятор 4 из слюдопласта сложной формы, толщиной равной 1 мм, для удобства его размещения между секциями.A melting unit with a sectional cold crucible for melting active refractory metals and their alloys contains a sectional cold melting crucible 1 (Fig. 1), which includes 28 water-cooled copper sections, which are internally coated with a composite multilayer coating by spraying an electrically insulating layer based on zirconium oxide by plasma spraying. Around the crucible 1 is a cooled inductor 2, made of two parallel copper tubes, each of which forms four turns around the crucible 1. Along the perimeter of the inductor 2, a magnetic field concentrator 3 is fixed outside (Fig. 2). To reduce the dispersion of the electromagnetic field of the inductor 2, it is made in the form of a magnetic circuit, comprising a set of plates of sheet electrical steel 0.35 mm thick. To simplify the design of the magnetic circuit, it is made of separate rectangular-shaped burst packages. Separate sections of the melting crucible 1 are isolated from each other at the ends with gaps in which an electrical insulator 4 of mica plastic of complex shape, 1 mm thick, is located, for the convenience of its placement between the sections.

Для охлаждения плавильного блока в его нижней части расположены напорный 5 и сливной 6 коллекторы. Блок плавильный оборудован механизмом 7 поворота тигля 1, закрепленного на патрубке токоподвода, выполненного коаксиальным.For cooling the melting unit in its lower part are pressure 5 and drain 6 collectors. The melting unit is equipped with a mechanism 7 for turning the crucible 1, mounted on a coaxial current lead pipe.

Блок плавильный с секционным холодным тиглем для плавки активных тугоплавких металлов и их сплавов работает следующим образом.The melting unit with a sectional cold crucible for melting active refractory metals and their alloys works as follows.

Индукционная плавка в холодном тигле 1 используется для получения уникальных и новых сплавов, таких как: нитинола медицинского назначения, обладающего эффектом памяти (сплав 43% титана и 57% никеля), интерметаллидов типа TiAl, сложнолегированных титановых сплавов на основе Ti-Al с добавлением Nb, Cr и других легирующих элементов (материала для создания авиадвигателей 5-го поколения), например, сплава ВТ-35 (Ti-15W-3G-3Al-3Sn-1Zr-1Mo). Первоначально рассчитывают и подготавливают шихтовый материал. Определяют оптимальную схему укладки шихты в холодный тигель 1, порядок введения легирующих добавок из загрузочного устройства в процессе плавки. Определяют оптимальные режимы плавки для каждого вида сплава, т.е. мощность, частоту, степень вакуумирования и время работы печи на определенной мощности на каждом этапе плавки.Induction melting in a cold crucible 1 is used to produce unique and new alloys, such as: medical nitinol with a memory effect (alloy 43% titanium and 57% nickel), TiAl-type intermetallic compounds, Ti-Al-based alloyed titanium alloys with the addition of Nb , Cr and other alloying elements (material for creating aircraft engines of the 5th generation), for example, alloy VT-35 (Ti-15W-3G-3Al-3Sn-1Zr-1Mo). Initially, the charge material is calculated and prepared. Determine the optimal scheme of laying the mixture in a cold crucible 1, the procedure for introducing alloying additives from the loading device during the melting process. Determine the optimal melting conditions for each type of alloy, i.e. power, frequency, degree of evacuation and the operating time of the furnace at a certain power at each stage of melting.

В холодный тигель 1 загружают вручную требуемый развес расплавляемого металла. Перед началом работы необходимо:The required weight of the molten metal is manually loaded into the cold crucible 1. Before you begin, you must:

- включить силовые цепи;- turn on power circuits;

- включить вводные автоматы;- enable introductory machines;

- подать охлаждающую воду в водоохлаждаемые полости в индуктор 2, секции тигля 1;- supply cooling water to the water-cooled cavity in the inductor 2, section of the crucible 1;

- осуществить вакуумирование плавильной камеры, где располагается плавильный блок, до давления 1 10^-3…5 10^-4 мм рт.ст.;- to evacuate the melting chamber, where the melting unit is located, to a pressure of 1 10 ^-3 ... 5 10 ^-4 mm Hg;

- включить индуктор 2 блока плавильного. После чего производится расплавление металла, замер температуры расплава, добавка легированных элементов в тигель 1;- turn on the inductor 2 of the melting unit. After which the metal is melted, the temperature of the melt is measured, and alloyed elements are added to the crucible 1;

- во время работы печи тигель 1 находится в вертикальном положении, после окончания плавки осуществляют заливку жидкого металла из холодного тигля 1 в керамические формы с помощью его наклона.- during operation of the furnace, the crucible 1 is in an upright position, after melting is completed, liquid metal is poured from the cold crucible 1 into ceramic molds by tilting it.

Холодный тигель 1 для индукционной плавки должен минимально экранировать садку от поля расплава. Магнитный поток, проникающий в расплав, не зависит от числа зазоров между секциями тигля 1. Важно чтобы был хотя бы один зазор. Однако магнитный поток существенно зависит от конструкции секций тигля 1, а именно от величины потокосцепления секций с полем индуктора 2.Cold crucible 1 for induction melting should minimize the screen from the melt field. The magnetic flux penetrating the melt does not depend on the number of gaps between the crucible sections 1. It is important that there is at least one gap. However, the magnetic flux substantially depends on the design of the sections of the crucible 1, namely, on the magnitude of the flux linkage of the sections with the field of the inductor 2.

Тигель 1 непригоден для плавки, если его секции образуют короткозамкнутые электрические контуры, которые пересекает магнитный поток индуктора 2. При работе устройства обеспечивается эффективный нагрев металла с использованием явление отжатия расплава от стенок холодного тигля 1. Отжатие расплава осуществляется силами электродинамического взаимодействия между токами в индукторе 2 и расплаве на частотах тока звукового диапазона. При отжатии исключается замыкание секций тигля 1 через садку, а также резко снижаются тепловые потери, так как между расплавом и холодной стенкой тигля 1 появляется зазор. Устройство также обеспечивает возможность ведения процесса плавки на технологических режимах, создающую образование тонкого слоя застывшего материала плавки, так называемого гарнисажного слоя, который защищает металл от стенок тигля 1.Crucible 1 is unsuitable for melting if its sections form short-circuited electrical circuits that cross the magnetic flux of inductor 2. When the device is in operation, the metal is efficiently heated using the phenomenon of squeezing the melt from the walls of the cold crucible 1. The melt is squeezed out by the forces of electrodynamic interaction between currents in the inductor 2 and melt at current frequencies in the audio range. When pressed, the closure of the sections of the crucible 1 through the cage is eliminated, and heat losses are also sharply reduced, since a gap appears between the melt and the cold wall of the crucible 1. The device also provides the ability to conduct the melting process in technological conditions, creating the formation of a thin layer of solidified melting material, the so-called skull layer, which protects the metal from the walls of the crucible 1.

Конструкция тигля 1 и использование электромагнитного силового воздействия, созданного переменным током в индукторе 2, позволяет минимизировать контакт расплава со стенками "холодного" тигля 1, добиваясь, таким образом, высокой чистоты получаемого материала.The design of the crucible 1 and the use of electromagnetic force generated by alternating current in the inductor 2, allows to minimize the contact of the melt with the walls of the "cold" crucible 1, thus achieving high purity of the material obtained.

За счет размещение напорного 5 и сливного 6 коллекторов в нижней части плавильного блока по напорному 5 коллектору вода поступает в нечетные секции медного тигля 1, далее по внутреннему отверстию профиля вода поднимается верх, переливается через переходник в четные секции тигля 1 и поступает в сливной 6 коллектор.Due to the placement of pressure head 5 and drain 6 collectors in the lower part of the melting unit, pressure enters the odd sections of the copper crucible 1 through the pressure head 5 collector, then water rises upward through the internal opening of the profile, overflows through the adapter into even sections of the crucible 1 and enters the drain 6 collector .

Секции холодного тигля 1 изготавливаются на базе медных профилей, которые механически прижимаются друг к другу и за счет электрических изоляторов 4 обеспечивается герметичность. Кинематика плавильного блока включает поворот тигля 1 на слив, который осуществляется приводом от редуктора и электрического двигателя (на фиг. не показано). В механизме 7 поворота тигля 1 применен асинхронный двигатель с частотным регулированием и датчиком обратной связи по положению, что позволяет реализовать практически любой закон заливки металла в тигель 1. Механизм 7 поворота тигля 1 закреплен на патрубке токоподвода. Управлять механизмом 7 поворота тигля 1 можно вручную и автоматически. При автоматической заливке тигель 1 поворачивается на заданный угол, останавливается, делает временную задержку и возвращается в исходное положение.Sections of the cold crucible 1 are made on the basis of copper profiles, which are mechanically pressed against each other and due to electrical insulators 4, tightness is ensured. The kinematics of the melting unit includes the rotation of the crucible 1 to drain, which is carried out by a drive from a gearbox and an electric motor (not shown in Fig.). In the mechanism 7 for turning the crucible 1, an asynchronous motor with frequency regulation and a position feedback sensor is used, which allows to implement almost any law of pouring metal into the crucible 1. The mechanism 7 for turning the crucible 1 is mounted on the current supply pipe. The mechanism 7 for turning the crucible 1 can be controlled manually and automatically. With automatic pouring, crucible 1 rotates by a predetermined angle, stops, makes a temporary delay and returns to its original position.

Таким образом, блок плавильный с секционным холодным тиглем для плавки активных тугоплавких металлов и их сплавов за счет разработки новой оригинальной конструкции индуктора и концентратора магнитного поля, а также системы охлаждения и электрического изолятора, обеспечивает снижение энергоемкости процесса плавки, а нанесение на внутреннюю поверхность каждой секции тигля композиционного многослойного покрытия на основе оксида циркония методом плазменного напыления, создает возможность получения более чистого металла.Thus, a melting unit with a sectional cold crucible for melting active refractory metals and their alloys by developing a new original design of an inductor and a magnetic field concentrator, as well as a cooling system and an electrical insulator, reduces the energy consumption of the melting process, and deposition on the inner surface of each section a crucible of a composite multilayer coating based on zirconium oxide by plasma spraying, creates the possibility of obtaining a cleaner metal.

В настоящее время блок плавильный с секционным холодным тиглем находится на стадии разработки технической документации. Готовится изготовление в производстве отдельных узлов.Currently, the melting unit with a sectional cold crucible is at the stage of development of technical documentation. Preparation is being made in the production of individual units.

Claims

1. Melting unit with a sectional cold crucible for melting active refractory metals and their alloys, containing a sectional cold melting crucible, made of metal and cooled, transparent to the electromagnetic field, with layers of electrical insulation and a cooled inductor located around it, a vacuum system and current lead, characterized in that the inductor is made of two parallel copper tubes forming turns around the crucible, and around the perimeter of the inductor, from the outside, to reduce the dispersion of the electromagnet the magnetic field concentrator is fixed in the form of a magnetic circuit with a set of plates of sheet electrical steel, the individual sections of the melting crucible are isolated from each other at the ends with gaps in which the electrical insulator is located, and a composite multilayer is applied to the inner surface of each crucible coating of the insulating layer, while for cooling the melting unit, the pressure and drain manifolds are located in its lower part.

2. The melting unit according to claim 1, characterized in that each copper tube of the inductor includes four turns.

3. The melting unit according to claim 1, characterized in that the electrical insulator located in the gaps between the sections of the melting crucible is made of mica plastic in the form of plates of complex shape, 1 mm thick.

4. The melting unit according to claim 1, characterized in that the composite multilayer coating of the insulating layer is made on the basis of zirconium oxide and is deposited by plasma spraying.