RU2790366C1 - Induction device for heating flat metal workpieces in a state of levitation - Google Patents
Induction device for heating flat metal workpieces in a state of levitation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2790366C1 RU2790366C1 RU2022111363A RU2022111363A RU2790366C1 RU 2790366 C1 RU2790366 C1 RU 2790366C1 RU 2022111363 A RU2022111363 A RU 2022111363A RU 2022111363 A RU2022111363 A RU 2022111363A RU 2790366 C1 RU2790366 C1 RU 2790366C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- inductor
- closing
- housing
- turns
- base
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к области электротехники, а конкретнее к электротермии, и предназначено для нагрева плоских заготовок цветных металлов.The present invention relates to the field of electrical engineering, and more specifically to electrothermy, and is intended for heating slabs of non-ferrous metals.
Известны различные варианты выполнения устройства для индукционного левитационного нагрева, состоящего из индуктора, корпуса и системы охлаждения. There are various embodiments of the device for induction levitation heating, consisting of an inductor, housing and cooling system.
Известно устройство для плавки металла во взвешенном состоянии (авторское свидетельство SU №1117865, публ. 07.10.1984, МПК Н05В 6/32), содержащее тороидальный индуктор, выполненный в виде кольцевого сердечника с первичной обмоткой, охватывающий ее одним из участков вторичный виток, электропроводный стержень, расположенный внутри индуктора и электрически связанный с вторичным витком, и тороидальную плавильную камеру, установленную под индуктором, внешняя поверхность которой образована продолжением вторичного витка индуктора, а внутренняя - электропроводного стержня.A device for melting metal in a suspended state (author's certificate SU No. 1117865, publ. 07.10.1984, IPC
Недостатком настоящего технического решения является узкая область применения вследствие отсутствия возможности обработки плоских протяженных или непротяженных заготовок из-за формы индуктора.The disadvantage of this technical solution is the narrow scope due to the inability to process flat extended or non-extended workpieces due to the shape of the inductor.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является устройство для плавки металлов и сплавов во взвешенном состоянии (патент RU №2148226, публ. 27.04.2000, МПК F27B 14/06, Н05В 6/32), содержащее корпус с расположенными на нем индукторами в виде правильного многогранника для нагрева образца, через которые проходит ток высокой частоты. Устройство обеспечивает нагрев твердого образца или капли расплава.The closest in technical essence to the proposed invention is a device for melting metals and alloys in a suspended state (patent RU No. 2148226, publ. 27.04.2000, IPC F27B 14/06,
Недостатками настоящего технического решения являются узкая область применения из-за невозможности нагрева плоской заготовки и низкие энергетические показатели устройства вследствие использования значительного количества многовитковых катушек (6 шт.).The disadvantages of this technical solution are the narrow scope due to the impossibility of heating a flat workpiece and the low energy performance of the device due to the use of a significant number of multi-turn coils (6 pcs.).
Техническая задача, решаемая предлагаемым устройством, состоит в реализации возможности обработки плоских металлических заготовок в состоянии левитации.The technical problem solved by the proposed device is to implement the possibility of processing flat metal blanks in a state of levitation.
Технический результат заключается в расширении области применения устройства и диапазона режимов нагрева обрабатываемой заготовки.The technical result consists in expanding the scope of the device and the range of heating modes of the workpiece.
Это достигается тем, что в известном индукционном устройстве для нагрева в состоянии левитации, содержащем индуктор, установленный в корпусе, выводы питания, соединенные с панелью управления, расположенной в герметичном кожухе и закрепленной на корпусе, индуктор выполнен протяженным в виде групп протяженных медных токопроводящих витков прямоугольного сечения от 4×2 мм до 10×8 мм, представляющих собой четыре базовых витка, расположенных на расстоянии от 4 до 10 мм ниже горизонтальной оси индуктора, два закрывающих витка, расположенных на расстоянии от 3 до 8 мм выше горизонтальной оси индуктора и два стабилизирующих витка, расположенных на горизонтальной оси индуктора на расстоянии от 10 до 40 мм от вертикальной оси симметрии индуктора, при этом базовые, закрывающие и стабилизирующие витки индуктора выполнены с воздушным зазором, выводы питания подключены к обоим концам базовых, закрывающих и стабилизирующих витков индуктора, на торце корпуса индуктора выполнен прямоугольный проем для помещения и извлечения нагреваемой плоской металлической заготовки.This is achieved by the fact that in a well-known induction device for heating in a state of levitation, containing an inductor installed in a housing, power leads connected to a control panel located in a sealed casing and fixed on the housing, the inductor is made extended in the form of groups of extended copper conductive turns of a rectangular sections from 4×2 mm to 10×8 mm, which are four base turns located at a distance of 4 to 10 mm below the horizontal axis of the inductor, two closing turns located at a distance of 3 to 8 mm above the horizontal axis of the inductor and two stabilizing turns located on the horizontal axis of the inductor at a distance of 10 to 40 mm from the vertical axis of symmetry of the inductor, while the base, closing and stabilizing turns of the inductor are made with an air gap, the power leads are connected to both ends of the base, closing and stabilizing turns of the inductor, at the end the inductor body has a rectangular opening for p placement and extraction of a heated flat metal workpiece.
Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображено индукционное устройство для нагрева плоских металлических заготовок в состоянии левитации.The essence of the invention is illustrated in the drawing, which shows an induction device for heating flat metal blanks in a state of levitation.
Индукционное устройство для нагрева плоских металлических заготовок в состоянии левитации содержит индуктор 1, установленный в корпусе 2.The induction device for heating flat metal workpieces in a state of levitation contains an
Индуктор 1 выполнен протяженным в виде групп протяженных медных токопроводящих витков прямоугольного сечения от 4×2 мм до 10×8 мм, а именно: четырех базовых витков 3, расположенных на расстоянии от 4 до 10 мм ниже горизонтальной оси индуктора 1, двух закрывающих витков 4, расположенных на расстоянии от 3 до 8 мм выше горизонтальной оси индуктора 1 и двух стабилизирующих витков 5, расположенных на горизонтальной оси индуктора 1 на расстоянии от 10 до 40 мм от вертикальной оси симметрии индуктора 1.The
К обоим концам всех витков (базовых 3, закрывающих 4, стабилизирующих 5) индуктора 1 подключены выводы питания 6, соединенные с панелью управления 7.Both ends of all turns (basic 3, closing 4, stabilizing 5) of
Базовые 3, закрывающие 4 и стабилизирующие 5 витки индуктора 1 выполнены с воздушным зазором 8.
На торце корпуса 2 индуктора 1 выполнен прямоугольный проем 9 для помещения и извлечения нагреваемой плоской металлической заготовки 10.At the end of the
Панель управления 7 расположена в герметичном кожухе и закреплена на корпусе 2.The
Индукционное устройство для нагрева плоских металлических заготовок в состоянии левитации работает следующим образом.Induction device for heating flat metal workpieces in a state of levitation operates as follows.
Помещение плоской металлической заготовки в предлагаемое индукционное устройство осуществляют через прямоугольный проем 9 корпуса 2.The placement of a flat metal workpiece in the proposed induction device is carried out through a rectangular opening 9 of the
При подключении индукционного устройства к источнику питания на выводы питания 6 базовых 3, закрывающих 4 и стабилизирующих 5 витков индуктора 1 подается ток, который создает переменное магнитное поле, под воздействием которого в плоской металлической заготовке 10 (например, алюминиевой) индуцируется электрический ток, нагревающий ее, а также создающий магнитное поле заготовки 10, которое, противодействуя полю индуктора 1, заставляет заготовку 10 подниматься в прямоугольном проеме 9 корпуса 2 и зависать на горизонтальной оси индуктора 1.When the induction device is connected to a power source, the
Подъемная сила магнитного поля плоской металлической заготовки 10 уравновешивает действующую на нее силу тяжести, в результате чего осуществляется индукционный нагрев плоской металлической заготовки 10, находящейся в состоянии левитации.The lifting force of the magnetic field of the
Стабилизирующие витки 5 обеспечивают горизонтальную устойчивость плоской металлической заготовки 10.Stabilizing
Ток закрывающих витков 4 направлен противоположно направлению тока базовых витков 3, за счет чего исключается подъем плоской металлической заготовки 10 до потолка корпуса 2 и обеспечивается равномерность ее нагрева.The current of the closing coils 4 is directed opposite to the direction of the current of the
Воздушный зазор 8 между базовыми 3, закрывающими 4 и стабилизирующими 5 витками индуктора 1 служит для их охлаждения. При этом тепловая энергия от индуктора 1 передается охлаждающей среде.The air gap 8 between the
Панель управления 7 позволяет осуществлять регулирование уровня тока базовых 3, закрывающих 4 и стабилизирующих 5 витков индуктора 1 для обеспечения различных режимов нагрева заготовки. Также панель управления 7 обеспечивает задание параметров нагрева при различных материалах и температурных режимах.The
В отличие от устройства-прототипа (где витки индуктора ориентированы концентрически), выполнение индуктора 1 в предлагаемом изобретении протяженным позволяет обрабатывать плоские заготовки различной длины. Расположение витков индуктора 1 со смещением в вертикальной плоскости позволяет стабильно удерживать заготовку в состоянии левитации. Кроме того, применение отдельных витков, а не многовитковых катушек позволяет снизить электрические и тепловые потери энергии и, как следствие, повысить энергетические показатели предлагаемого устройства.In contrast to the prototype device (where the coils of the inductor are oriented concentrically), the implementation of the
За счет возможности изменения силы тока (как по группам - в базовых 3, закрывающих 4, стабилизирующих 5 витках индуктора 1, так и в целом всего индуктора 1), повышается диапазан режимов нагрева обрабатываемой плоской металлической заготовки 10. Таким образом, предлагаемое устройство особенно эффективно при использовании в индукционных установках большой мощности, т.к. при этом оно реализует больший диапазон режимов нагрева заготовки.Due to the possibility of changing the current strength (both in groups - in the
Использование изобретения позволяет расширить область применения индукционных устройств нагрева за счет реализации возможности обработки плоских металлических заготовок и расширить диапазон режимов нагрева обрабатываемых заготовок.The use of the invention makes it possible to expand the scope of induction heating devices due to the realization of the possibility of processing flat metal workpieces and to expand the range of heating modes for workpieces being processed.
Claims (1)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2790366C1 true RU2790366C1 (en) | 2023-02-17 |
Family
ID=
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2148226C1 (en) * | 1998-11-27 | 2000-04-27 | Институт машиноведения им.академика А.А.Благонравова РАН | Device for smelting metals and alloys in suspended state |
| US7675959B2 (en) * | 2002-12-16 | 2010-03-09 | Energetics Technologies, Llc | Systems and methods of electromagnetic influence on electroconducting continuum |
| US20120074135A1 (en) * | 2010-09-23 | 2012-03-29 | Mortimer John Justin | Electric Induction Heat Treatment of Continuous Longitudinally-Oriented Workpieces |
| RU2667268C2 (en) * | 2013-04-26 | 2018-09-18 | Комиссарья А Л'Энержи Атомик Э Оз Энержи Альтернатив | Electromagnetic induction furnace and use thereof for melting mixture of metal(s) and oxide(s), said mixture representing corium |
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2148226C1 (en) * | 1998-11-27 | 2000-04-27 | Институт машиноведения им.академика А.А.Благонравова РАН | Device for smelting metals and alloys in suspended state |
| US7675959B2 (en) * | 2002-12-16 | 2010-03-09 | Energetics Technologies, Llc | Systems and methods of electromagnetic influence on electroconducting continuum |
| US20120074135A1 (en) * | 2010-09-23 | 2012-03-29 | Mortimer John Justin | Electric Induction Heat Treatment of Continuous Longitudinally-Oriented Workpieces |
| RU2667268C2 (en) * | 2013-04-26 | 2018-09-18 | Комиссарья А Л'Энержи Атомик Э Оз Энержи Альтернатив | Electromagnetic induction furnace and use thereof for melting mixture of metal(s) and oxide(s), said mixture representing corium |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5109389A (en) | Apparatus for generating an inductive heating field which interacts with metallic stock in a crucible | |
| AU681322B2 (en) | Induction heating coil assembly for prevention of circulating currents in induction heating lines for continuous-cast products | |
| RU2497314C2 (en) | Electric induction heating of edges of electrically conducting slab | |
| KR20040015249A (en) | Furnace with bottom induction coil | |
| KR20100098410A (en) | Controlled electric induction heating of an electrically conductive workpiece in a solenoidal coil with flux compensators | |
| US2664496A (en) | Apparatus for the magnetic levitation and heating of conductive materials | |
| US20090107991A1 (en) | Electric induction heating and melting of an electrically conductive material in a containement vessel | |
| RU2790366C1 (en) | Induction device for heating flat metal workpieces in a state of levitation | |
| WO2014088423A1 (en) | Apparatus and method for induction heating of magnetic materials | |
| CN107326152B (en) | A kind of magnetic heat treatment furnace that performance is stablized | |
| RU2091192C1 (en) | Method and apparatus for preventing molten metal from penetration through vertical gap between two horizontal members | |
| US4247736A (en) | Induction heater having a cryoresistive induction coil | |
| JPS5653868A (en) | Heating device of ladle | |
| RU2735331C1 (en) | Method of levitation melting with movable induction devices | |
| TWI736936B (en) | Method for producing cast bodies and apparatus for levitation melting electrically conductive material | |
| Roginskaya et al. | Features of the calculation of inductors for heating cylindrical surfaces with an additional conductive medium with a slot | |
| US6391247B1 (en) | Flat inductors | |
| JP2021025079A (en) | Electromagnetic induction heating device | |
| Gadpayle et al. | Electric melting furnace-a review | |
| SU688998A1 (en) | Apparatus for melting metals in weighed state | |
| CN212102930U (en) | Induction heating device for annealing large-diameter stainless steel pipe | |
| SU851792A1 (en) | Inductor for heating billets | |
| RU2187215C2 (en) | Inductor of induction heating installation | |
| JP4101967B2 (en) | Coiled bar wire heating device | |
| SU627299A1 (en) | Crucible melting furnace inductor |