RU2104607C1 - Способ электромагнитного управления вращательным движением электропроводного тела - Google Patents
Способ электромагнитного управления вращательным движением электропроводного тела Download PDFInfo
- Publication number
- RU2104607C1 RU2104607C1 RU95107022A RU95107022A RU2104607C1 RU 2104607 C1 RU2104607 C1 RU 2104607C1 RU 95107022 A RU95107022 A RU 95107022A RU 95107022 A RU95107022 A RU 95107022A RU 2104607 C1 RU2104607 C1 RU 2104607C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- electrically conductive
- magnetic field
- conductive body
- metal
- traveling magnetic
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Waste-Gas Treatment And Other Accessory Devices For Furnaces (AREA)
- Superconductive Dynamoelectric Machines (AREA)
Abstract
Использование: в энергетике, металлургии и литейном производстве. Сущность: в способе электромагнитного управления вращательным движением электропроводного тела управление скоростью движения электропроводного тела осуществляют изменением направления бегущего магнитного поля в течение 3 мин. В результате обеспечивается уменьшение размыва рабочего слоя огнеупорной кладки почти в 2 раза, исключается возможность термического разрушения рабочего слоя футеровки ковша перегретым металлом - электропроводным телом. Это в свою очередь позволит обеспечить эффективность одноконтурной геометрии движения электропроводного тела в аксиальной плоскости и создание условий для интенсификации процессов в жидком металле. 6 ил.
Description
Изобретение относится к электротехнике, в частности к способам получения движения электропроводных тел в электромагнитных устройствах с бегущим магнитным полем, и может быть использовано в энергетике, металлургии и литейном производстве.
Известны [1] магнитогидродинамические устройства с бегущим магнитным полем, применяемые для перемещения жидких металлов.
Данные устройства имеют такую особенность как наличие больших немагнитных зазоров, существенное влияние краевых эффектов, невысокий КПД.
Известен [2] способ обработки металлов в ковше-печи нейтральным шлаком, включающий наведение шлака при переливе жидкого полупродукта, нагрев металла электрическими дугами и вакуумирование.
К недостаткам данного способа обработки жидкой стали в ковше-печи относится большая длительность цикла обработки расплава, недостаточный тепломассоперенос между верхними и нижними слоями жидкого металла.
Известен способ вращения электропроводного тела, заключающийся в создании неоднородного переменного электромагнитного поля между ферромагнитными поверхностями или обмотками и в области расположения электропроводного тела. При этом расширение функциональных возможностей способа при регулировании частоты и направления вращения достигается изменением расстояния между электропроводным телом и ферромагнитными поверхностями или обмотками [3].
Известный способ имеет такой существенный недостаток, как необходимость изменения расстояния между электропроводным телом и ферромагнитными поверхностями при регулировании частоты и направления вращения электропроводного тела. Реализация данного способа связана с техническими трудностями, например, для создания вращения металла в канале индукционной канальной печи необходимо перемещать магнитопровод относительно канала с жидким металлом. Кроме того, при создании между двумя ферромагнитными поверхностями неоднородного магнитного поля, силовые линии которого направлены поперек оси электропроводного тела, создаются интенсивное вращение электропроводного тела в азимутальной плоскости и незначительные перемещения электропроводной среды в аксиальном направлении.
Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ электромагнитного управления вращательным движением электропроводного тела, заключающийся в наложении бегущего магнитного поля на электропроводное тело [4].
Реализация способа осуществляется на установке ковш-печь с помощью кольцевого статора, создающего бегущее магнитное поле. Наложение бегущего магнитного поля на электропроводное тело (жидкий металл) приводит к созданию вращательного движения электропроводного тела в аксиальной (вертикальной) плоскости ванны жидкого металла в установке ковш-печь.
Недостатком известного способа является невозможность обеспечения эффективной одноконтурной геометрии движения электропроводного тела в аксиальной плоскости и создания условий для интенсификации процессов в жидком металле.
В основу изобретения положена задача создать такой способ электромагнитного управления вращательным движением электропроводного тела, который позволяет регулировать скорость вращения электропроводного тела изменением направления бегущего магнитного поля (БМП) на противоположное в течение 3 мин.
Поставленная задача решена таким образом, что в способе электромагнитного управления вращательным движением электропроводного тела, заключающемся в наложении бегущего магнитного поля на электропроводное тело управление скоростью движения электропроводного тела осуществляют изменением направления бегущего магнитного поля на противоположное в течение 3 мин. Следует отметить, что преимущество предлагаемого способа перед прототипом заключается в том, что при изменении направления магнитного поля создаются благоприятные условия для проведения процесса десульфурации стали, когда необходимо интенсифицировать массообмен на поверхности раздела шлак-металл.
На фиг.1 приведена схема реализации предлагаемого способа, где 1 - ковш-печь; 2 - двухфазный индуктор бегущего магнитного поля; 3 - жидкий металл; на фиг. 2-6 - структура течения металла в электропроводном теле в процессе осуществления способа.
Бегущее магнитное поле, создаваемое кольцевым индуктором, охватывающим ковш с электропроводным телом, направлено снизу вверх. При этом электропроводное тело, т.е. жидкий металл, совершает вращательное движение в аксиальной плоскости вдоль боковых стенок к поверхности и во внутренние слои с характерной скоростью V = 2,5 м/с (фиг.2).
Затем изменяется направление бегущего магнитного поля на обратное (реверсирование) в течение 3 мин. На фиг.3 показано движение электропроводного тела после 1 мин реверсирования. Как видно из фиг.3, характерная скорость движения металла снижается до 1,2 м/с. На фиг.4 показано движение металла в виде двух вихрей со скоростью V = 1,0 м/с после 2 мин реверсирования. На фиг. 5 изображено вихревое движение в электропроводном теле после 3 мин изменения направления движения бегущего магнитного поля. Как видно из фиг.5, происходит разрыв течения электропроводной жидкости на четыре вихря. Причем характерная скорость циркуляции металла в двух больших вихрях составляет 0,8 м/с, а в возникших двух новых вихрях небольшого размера характерная скорость металла соответствует 0,05 м/с.
Из фиг.6 следует, что дальнейшее реверсирование бегущего магнитного поля приводит к образованию четырех вихрей разного размера из которых в двух верхних металл циркулирует с характерной скоростью 0,2 м/с, а в двух нижних - со скоростью 0,15 м/с [5].
Таким образом, разрыв течения на четыре вихря после 3 мин реверсирования бегущего магнитного поля приводит к возникновению застойных зон, затрудняющих тепломассоперенос, в частности подвод легирующих добавок и реагентов в реакционную зону, тем самым препятствует достижению химической и температурной однородности электропроводного тела.
Реверсирование магнитного поля до 3 мин приводит к образованию только двух вихрей из четырех, что позволяет избежать возникновения застойных зон в жидком электропроводном теле.
Пример. Исследования проводили при обработке стали марки 10ГН2МФА на 150-Т установке типа ASEA-SKF, оборудованной цилиндрическим индуктором для электромагнитного перемешивания металла. После перелива из печи в ковш и наведения шлака объем расплава массой 144 т подвергается электродуговому подогреву в течение 60 мин с активной мощностью P = 10,5 МВт. При этом температура жидкой стали достигает 1610oC. Индукционный перемешиватель работает вначале при направлении бегущего магнитного поля, т.е. циркуляция металла в электропроводном теле осуществляется вверх вдоль стенок ковша и вниз - в центральной части ковша. Затем в течение 3 мин направление поля меняется на обратное, т. е. сверху вниз. Ток в индукторе Iинд = 760 А, частота ν = 0,8 Гц. После этого проводится вакуумирование с разряжением ≤ 100 ГПа с одновременным осуществлением электромагнитного перемешивания при направлении электромагнитных сил вверх, т.е. металл движется сверху вниз вдоль оси ковша со скоростью 2,5 м/с. Затем при действии электромагнитных сил, направленных вниз (реверсирование направления магнитного поля) в течение 3 мин, скорость движения металла снижается до 0,8 м/с.
В процессе испытаний после каждой плавки визуально оценивается состояние рабочего слоя огнеупорной кладки ковша. Исходная толщина рабочего слоя составляет 150 мм. При движении бегущего магнитного поля, воздействующего на электропроводное тело в одном направлении, средний за плавку износ огнеупоров рабочего слоя стенки ковша в зоне пузыреобразования составляет 4,5-5,2 мм. При осуществлении предлагаемого способа с реверсированием магнитного поля в течение 3 мин износ огнеупоров снижается до 2,5-3,0 мм.
Использование предлагаемого способа электромагнитного управления вращательным движением электропроводного тела путем изменения направления бегущего магнитного поля на противоположное в течение 3 мин по сравнению с известными способами обеспечивает уменьшение размыва рабочего слоя огнеупорной кладки почти в 2 раза, т.е. увеличивается срок службы футеровки ковша. Кроме того, предлагаемый способ исключает возможность термического разрушения рабочего слоя футеровки ковша перегретым металлом.
Claims (1)
- Способ электромагнитного управления вращательным движением электропроводного тела, заключающийся в наложении бегущего магнитного поля на электропроводное тело, отличающийся тем, что управление скоростью движения электропроводного тела осуществляют изменением направления бегущего магнитного поля в течение 3 мин.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU95107022A RU2104607C1 (ru) | 1995-04-25 | 1995-04-25 | Способ электромагнитного управления вращательным движением электропроводного тела |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU95107022A RU2104607C1 (ru) | 1995-04-25 | 1995-04-25 | Способ электромагнитного управления вращательным движением электропроводного тела |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU95107022A RU95107022A (ru) | 1997-02-20 |
RU2104607C1 true RU2104607C1 (ru) | 1998-02-10 |
Family
ID=20167328
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU95107022A RU2104607C1 (ru) | 1995-04-25 | 1995-04-25 | Способ электромагнитного управления вращательным движением электропроводного тела |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2104607C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102980415A (zh) * | 2012-11-20 | 2013-03-20 | 中国科学院研究生院 | 基于通电线圈螺旋磁场驱动金属熔体周期性流动的方法 |
CN109967709A (zh) * | 2019-04-24 | 2019-07-05 | 燕山大学 | 一种复合式线圈结晶器电磁搅拌器 |
-
1995
- 1995-04-25 RU RU95107022A patent/RU2104607C1/ru active
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
1. Круминь Ю.К. Основы теории и расчета устройств с бегущим магнитным полем. - Рига, Зинатне, 1983, 278 с. 2. * |
4. Тир Л.Л., Столов М.Я. Электромагнитные устройства для управления циркуляцией металла в электропечах. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Металлургия, 1991, 280 с. 5. Овчинников Н.И., Щербаков Н.И. Математическая модель турбулентного течения металла под вакуумом в ковше. - Изв.ВУЗ. Черная металлургия, 1990, N 11, с. 29 - 31. * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102980415A (zh) * | 2012-11-20 | 2013-03-20 | 中国科学院研究生院 | 基于通电线圈螺旋磁场驱动金属熔体周期性流动的方法 |
CN109967709A (zh) * | 2019-04-24 | 2019-07-05 | 燕山大学 | 一种复合式线圈结晶器电磁搅拌器 |
CN109967709B (zh) * | 2019-04-24 | 2020-01-03 | 燕山大学 | 一种复合式线圈结晶器电磁搅拌器 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU95107022A (ru) | 1997-02-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA1300898C (en) | Melting furnace and method for melting metal | |
RU2390700C2 (ru) | Турбоиндукционная тигельная печь | |
JP3696903B2 (ja) | 低温ルツボ型誘導溶解炉の中で導電性材料を溶解するための方法及びそのための溶解炉 | |
US7449143B2 (en) | Systems and methods of electromagnetic influence on electroconducting continuum | |
RU2104607C1 (ru) | Способ электромагнитного управления вращательным движением электропроводного тела | |
US2319402A (en) | Desulphurizing apparatus | |
EP0228024B1 (en) | Method of rendering slag-bath reactions more efficient and arrangement for carrying out the method | |
JP2001512182A (ja) | 電磁界を使用して溶融金属を撹拌するための装置と方法 | |
EP0286934B1 (en) | Method of reducing lining wear in a ladle containing a melt | |
US4082544A (en) | Electric induction heating of materials of low electrical conductivity | |
US20230304738A1 (en) | Agitation device and method for melting furnace and melting furnace | |
EP4244563A1 (en) | Control method of stirring device and stirring device | |
RU2779469C1 (ru) | Способ перемешивания металла в индукционной тигельной печи | |
KR102463656B1 (ko) | 금속 제조 프로세스를 위한 노 어셈블리 | |
SU1271890A1 (ru) | Устройство дл ведени плавки в дуговой электропечи | |
KR20010040915A (ko) | 미세 금속 입자 및/또는 금속 함유 입자를 용융시키기위한 방법 및 유도 전기로 | |
JPS6195755A (ja) | タンデイシユ内溶融金属の加熱方法 | |
JPS646243B2 (ru) | ||
WO2023033637A1 (en) | A device for non-contact induction of flow in electrically conductive liquids | |
JPH0570915B2 (ru) | ||
RU2146794C1 (ru) | Рудно-термическая печь | |
SU1091835A1 (ru) | Индукционна канальна многофазна печь | |
JP2001011525A (ja) | 溶鋼中の介在物低減装置 | |
UA77104C2 (en) | Method for production of polyvortex flows and induction mixer of liquid metal | |
TR et al. | Eindhoven, Holland |