RU2822212C1 - Induction furnace containing additional resonant circuit - Google Patents

Induction furnace containing additional resonant circuit Download PDF

Info

Publication number
RU2822212C1
RU2822212C1 RU2022107442A RU2022107442A RU2822212C1 RU 2822212 C1 RU2822212 C1 RU 2822212C1 RU 2022107442 A RU2022107442 A RU 2022107442A RU 2022107442 A RU2022107442 A RU 2022107442A RU 2822212 C1 RU2822212 C1 RU 2822212C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
inductor
circuit
electrical
crucible
floor
Prior art date
Application number
RU2022107442A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Патрис БРЭН
Эмильен СОВАЖ
Original Assignee
Коммиссариат А Л`Энержи Атомик Э О Энержи Альтернатив
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Коммиссариат А Л`Энержи Атомик Э О Энержи Альтернатив filed Critical Коммиссариат А Л`Энержи Атомик Э О Энержи Альтернатив
Application granted granted Critical
Publication of RU2822212C1 publication Critical patent/RU2822212C1/en

Links

Abstract

FIELD: electrical engineering.
SUBSTANCE: invention relates to induction furnaces. For this purpose, the induction furnace crucible contains at least two electric circuits of induction heating, one of which is located around the side wall, and the other one is under the floor or in the floor of the crucible. One of the circuits contains an electric power generator connected to the inductor, and the other circuit has no electric power generator, but is in electromagnetic connection with the first one and consists of an auxiliary inductor and capacitors with adjustable total capacitance.
EFFECT: increased efficiency of melted charge heating and provision of possibility to control distribution of heating in heated volume.
10 cl, 16 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к индукционной печи, содержащей дополнительный резонансный контур.The invention relates to an induction furnace containing an additional resonant circuit.

Оно относится к холоднотиглевым печам с электромагнитным индукционным нагревом для плавления, в частности, например, по меньшей мере одного электропроводящего материала, например, оксида или смесей оксидов, или таких смесей с содержанием металлов до приблизительно 30% по весу, причем эти смеси представляют расплавленные кориумы. Оно также применяется в частности, к печам, используемым в стекольном производстве, при производстве эмалей или другого материала высокой степени чистоты, вырабатываемых при высокой температуре, например, от 1200 K до более чем 3000 K. Частота индукции в общем случае составляет от 100 кГц до 1000 кГц согласно размеру тиглей.It relates to cold-crucible furnaces with electromagnetic induction heating for melting, in particular, for example, at least one electrically conductive material, for example an oxide or mixtures of oxides, or such mixtures with a metal content of up to about 30% by weight, these mixtures being molten corium . It also applies in particular to furnaces used in the glass industry, in the production of enamels or other high purity material, produced at high temperatures, for example from 1200 K to more than 3000 K. The induction frequency is generally from 100 kHz to 1000 kHz according to crucible size.

Это должно улучшать холоднотиглевые печи, в частности, за счет повышения однородности температуры шихты, что может приводить к уменьшению толщины корки на подошве внизу тигля, не прибегая к значительному перегреву жидкой ванны или расплавленных материалов или генерации индукционных токов, которые будут повреждать и нарушать работу компонентов, образующими электрическую цепь индуктора или индукторов, в частности, например, генераторов тока. Достигаемые преимущества связаны с повышенной эффективностью и повышенной тепловой однородностью; они позволяют упрощать установку, улучшать конвекционное перемешивание жидкой ванны и облегчать разливку жидкости через пол под действием силы тяжести.This should improve cold crucible furnaces, particularly by increasing batch temperature uniformity, which can result in a thinner skin at the bottom of the crucible without significantly overheating the liquid bath or molten materials or generating induced currents that will damage and impair the operation of components. , forming an electrical circuit of an inductor or inductors, in particular, for example, current generators. The benefits achieved are related to increased efficiency and increased thermal uniformity; they allow for easier installation, improved convective mixing of the liquid bath, and easier pouring of liquid through the floor by gravity.

Индукционные печи широко известны в области литья или металлургии или в области ядерной энергетики для производства материалов или формирования однородных смесей. Они содержат тигель, в котором удерживается шихта, и по меньшей мере один индуктор, возбуждение которого приводит к генерации токов в шихте, которые обеспечивают ее нагрев и плавление. Этот процесс нагрева прост в реализации и позволяет избегать любой контакт между источником тепловой энергии и тиглем.Induction furnaces are widely known in the field of casting or metallurgy or in the field of nuclear energy for the production of materials or the formation of homogeneous mixtures. They contain a crucible in which the charge is held, and at least one inductor, the excitation of which leads to the generation of currents in the charge, which ensure its heating and melting. This heating process is easy to implement and avoids any contact between the heat source and the crucible.

Тигель обычно содержит боковую стенку, соединенную с полом, который может быть плоским и образует дно. Если он состоит из электропроводящего материала, он часто бывает разбит на секторы, то есть состоит из участков, охватывающих угловые секции, причем участки разделены электрически изолирующими разделителями, во избежание возникновения в них индукционных токов, циркулирующих вокруг шихты, и соответствующих потерь энергии.The crucible typically includes a side wall connected to a floor, which may be flat and forms the bottom. If it consists of electrically conductive material, it is often divided into sectors, that is, it consists of sections covering corner sections, the sections being separated by electrically insulating separators, in order to avoid the occurrence of induced currents circulating around the charge and the corresponding energy losses.

Некоторые тигли выполнены из тугоплавкого материала, например, набивки или графита. Их преимуществом является высокая температура плавления, но некоторые сорта шихты, в частности состоящие из оксидов, должны плавиться при еще более высоких температурах или температурах по меньшей мере достаточных для их физического или химического разрушения.Some crucibles are made of a refractory material, such as padding or graphite. Their advantage is a high melting point, but some types of charge, in particular those consisting of oxides, must melt at even higher temperatures or temperatures at least sufficient for their physical or chemical destruction.

В изобретении также применяется очень распространенная конструкция, которая носит название холодный тигель, снабженный контуром охлаждения, которая охлаждается водой или другой текучей средой и которая проходит в тигле. Таким образом тигель остается гораздо более холодным, чем центральная часть шихты в ходе процесса, и остается защищенным от коррозии или другого физического или химического воздействия отвердевшего слоя материала из шихты, которая существует напротив нее, который можно рассматривать как образующий внутреннюю стенку тигля и который называется тиглем с гарнисажем. Современные холодные тигли допускают высокотемпературное плавление, свыше 1500 K, или даже свыше 3000 K, например, высокореактивные материалы, которые могут быть металлами, например, титаном, сталью или различными сплавами, состоящими из оксидов, например, стеклом, оксидом титана, редкоземельными металлами или смесью; или, например, материалами низкой электропроводности, например, кремнием или эмалями.The invention also uses a very common design called a cold crucible, equipped with a cooling circuit that is cooled by water or other fluid that passes through the crucible. In this way the crucible remains much cooler than the central part of the charge during the process, and remains protected from corrosion or other physical or chemical attack by the solidified layer of material from the charge that exists opposite it, which can be considered as forming the inner wall of the crucible and which is called the crucible with a garnissage. Modern cold crucibles allow high temperature melting, over 1500 K, or even over 3000 K, for example, highly reactive materials, which can be metals, such as titanium, steel or various alloys consisting of oxides, such as glass, titanium oxide, rare earth metals or mixture; or, for example, materials with low electrical conductivity, such as silicon or enamels.

Однако могут наблюдаться нарушения однородности нагрева в тигле. Наиболее горячий участок шихты стремится подниматься к свободной поверхности за счет конвекции. Однако индукционные токи, отвечающие за нагрев, стремятся концентрироваться на участках наибольшей электропроводности, которые соответствуют горячим участкам, в частности, для оксидной шихты. Следствием этой конвекции, возможно усиленной неоднородным нагревом и уменьшением электромагнитной индукции вблизи пола, если он металлический, состоит в том, что шихту труднее нагревать внизу тигля, в том, что его температура там остается более низкой, и в том, что отвердевший слой обычно гораздо толще поверх пола (иногда несколько десятков миллиметров, а не в нескольких миллиметрах от боковой стенки тигля). Эта существенная трудность достижения плавления, в связи с высокими электрическими потерями в охлажденных структурах, является повреждающей сама по себе и может негативно сказываться на качестве процесса. Еще более серьезная трудность возникает при необходимости отведения расплавленной шихты через дно тигля путем удаления заглушки в центре пола вместо опрокидывания тигля, что требует аккуратности и часто запрещено. Отвердевшая корка может фактически препятствовать разливке при удалении заглушки. Можно предположить увеличить мощность для расплавления корки внизу тигля и концентрации нагрева в центре; однако существует опасность перегрева в другом месте, при повышении летучести некоторых оксидов и, таким образом изменения состава шихты для плавления, при расплавлении отвердевшего слоя шихты, покрывающего боковую стенку, или повреждении некоторых структур тигля, например, изоляторов между секторами. Теплопотери также могут увеличиться в 1,5 или 2 раза в процессах, эффективность которых снижена вследствие высоких потерь за счет излучения от свободной поверхности ванны, теплопроводности через стенки тигля и теплообмена с окружающей атмосферой.However, disturbances in the uniformity of heating in the crucible may be observed. The hottest section of the charge tends to rise to the free surface due to convection. However, induction currents responsible for heating tend to concentrate in areas of highest electrical conductivity, which correspond to hot areas, in particular, for the oxide charge. The consequence of this convection, possibly enhanced by non-uniform heating and a decrease in electromagnetic induction near the floor, if it is metallic, is that it is more difficult to heat the charge at the bottom of the crucible, that its temperature there remains lower, and that the solidified layer is usually much more thicker on top of the floor (sometimes several tens of millimeters rather than a few millimeters from the side wall of the crucible). This significant difficulty in achieving melting, due to the high electrical losses in the cooled structures, is damaging in itself and can negatively affect the quality of the process. An even more serious difficulty arises when it is necessary to drain the molten charge through the bottom of the crucible by removing a plug in the center of the floor instead of tilting the crucible, which requires care and is often prohibited. The hardened cake may actually prevent pouring when the plug is removed. It can be assumed to increase the power to melt the crust at the bottom of the crucible and concentrate the heat in the center; however, there is a danger of overheating elsewhere, by increasing the volatility of some oxides and thus changing the composition of the melting charge, by melting the solidified layer of charge covering the side wall, or by damaging some crucible structures, such as insulators between sectors. Heat losses can also increase by 1.5 or 2 times in processes whose efficiency is reduced due to high losses due to radiation from the free surface of the bath, heat conduction through the walls of the crucible and heat exchange with the surrounding atmosphere.

Чтобы добиться плавления шихты внизу тигля можно также изменять частоту индукции: если индуктор располагается вокруг боковой стенки, что наиболее типично, распределение нагрева внутри тигля в радиальном направлении зависит от частоты возбуждения индуктора: чем она выше, тем больше нагрев локализуется в стенке; это позволяет выбрать или регулировать эту частоту возбуждения для регулировки объема ванны расплава, и, до некоторой степени, распределения температуры внутри тигля; но недостаток однородности температуры в ванне расплава может оказаться неприемлемым. На практике, электрическая цепь и охлаждающая система обычно оказываются слишком большими, но мириться с таким утяжелением устройства не обязательно.To achieve melting of the charge at the bottom of the crucible, you can also change the induction frequency: if the inductor is located around the side wall, which is most typical, the heating distribution inside the crucible in the radial direction depends on the excitation frequency of the inductor: the higher it is, the more heating is localized in the wall; this allows this excitation frequency to be selected or adjusted to regulate the volume of the melt pool, and, to some extent, the temperature distribution within the crucible; but the lack of temperature uniformity in the melt pool may be unacceptable. In practice, the electrical circuit and cooling system are usually too large, but you don’t have to put up with such a heavy device.

Эти недостатки особенно выражены в данном случае, когда холодный тигель выполнен из электропроводящего материал, например, меди или некоторых сортов нержавеющей стали, в частности, с учетом увеличения электрических потерь в этих структурах, но они присутствуют независимо от материала, образующего тигель и его структуру.These disadvantages are especially pronounced in this case when the cold crucible is made of an electrically conductive material, such as copper or some grades of stainless steel, in particular taking into account the increase in electrical losses in these structures, but they are present regardless of the material forming the crucible and its structure.

Последний из подлежащих упоминанию здесь недостатков вышеописанных простейших индукционных печей, состоит в том, что они плохо адаптированы к переменным объемам шихты, которые, таким образом, имеют разные высоты внутри тигля, если высота индуктора существенно отличается.The last of the disadvantages of the simplest induction furnaces described above to be mentioned here is that they are poorly adapted to variable volumes of the charge, which, therefore, have different heights inside the crucible if the height of the inductor is significantly different.

Такие индукционные печи хорошо известны в технике. Остановимся на теперь некоторых конкретных конструкциях, предположительно повышающих однородность нагрева.Such induction furnaces are well known in the art. Let us now dwell on some specific designs that supposedly increase heating uniformity.

В документе EP 1 045 216 B1 описан вспомогательный индуктор, расположенный вокруг зоны разливки под полом, вокруг заглушки, позволяющей осуществлять разливку из тигля, помимо основного индуктора, окружающего боковую стенку тигля. Он позволяет генерировать дополнительные индукционные токи вокруг отверстия для разливки, проходящего через пол, для предотвращения отвердеванию там шихты и для обеспечения возможности разливки, когда заглушка удалена. Однако трудности реализации сохраняются, это устройство не всегда пригодно для плавления материалов, имеющих очень высокую точку плавления. Этот эффект является чисто локальным в течение ограниченного времени, поэтому более общая проблема недостатка однородности нагрева шихты для плавления не решается. То же самое будет применяться, если, как уже было предложено, не охлаждаемая металлическая трубка предусмотрена между этим нижним индуктором и отверстием для разливки с целью достижения более сильного нагрева благодаря трубке; кроме того, последняя подвержена опасности быстрой коррозии, в особенности при высокой температуре. EP 1 045 216 B1 describes an auxiliary inductor located around the casting area under the floor, around a plug allowing casting from the crucible, in addition to the main inductor surrounding the side wall of the crucible. It allows additional induced currents to be generated around the casting hole through the floor to prevent the charge from solidifying there and to allow casting when the plug is removed. However, implementation difficulties remain; this device is not always suitable for melting materials with a very high melting point. This effect is purely local for a limited time, so the more general problem of lack of homogeneity of heating of the melting charge is not solved. The same will apply if, as has already been suggested, an uncooled metal tube is provided between this lower inductor and the casting hole with the aim of achieving greater heating due to the tube; in addition, the latter is susceptible to rapid corrosion, especially at high temperatures.

В некоторых конструкциях, например, представленных в документе US 6 185 243 B1, более традиционный индуктор, расположенный вокруг боковой стенки тигля, заменен индуктором, расположенным под полом и выполненным в виде одной или более спиралей. Эта конструкция единственно пригодна для ванн малой высоты относительно диаметра и может быть связана с высокими теплопотерями за счет конвекции на свободной поверхности ванны расплава и теплопроводимости боковой стенки. Обеспечиваемая мощность остается неоднородной, обычно высокой над витками индуктора, но значительно слабее вблизи боковой стенки и в центре тигля в отсутствие витков. In some designs, such as those presented in US 6,185,243 B1, the more traditional inductor located around the side wall of the crucible is replaced by an inductor located under the floor and configured as one or more helices. This design is only suitable for baths of small height relative to the diameter and can be associated with high heat losses due to convection on the free surface of the melt bath and thermal conductivity of the side wall. The power provided remains non-uniform, usually high above the inductor turns, but significantly weaker near the side wall and in the center of the crucible in the absence of turns.

Кроме того, было предложено использовать единый индуктор, проходящий как вокруг боковой стенки, так и под полом (US-1645526-A), или два отдельных индуктора, каждый из которых возбуждается источником питания (US 4 609 425, JP 10 253 260, US 4 687 646). Однако более равномерному нагреву шихты препятствует взаимное гашение электрических полей, создаваемых двумя индукторами или участками индуктора, которое нарушают их работу и даже может повредить управляющую электронику. Наконец, улучшение этих конструкций было предложено в документе WO 2017/093165 A1, где часть, именуемая концентратором магнитного потока, располагается на стыке боковой стенки и пола, таким образом, разделяя два индуктора. Эта часть является статической частью, выполненной из материала с высокой магнитной проницаемостью, что, таким образом, уменьшает взаимодействие между магнитными полями. Это может нивелировать вышеописанные недостатки и создавать условия для повышения эффективности. К сожалению, необходимо, в частности, для предполагаемого здесь рабочего диапазона (который касается частоты возбуждения источника питания), для охлаждения этого концентратора магнитного потока для поддержания его работоспособности, и в ряде случаев это может быть технологически трудно. Концентратор должен располагаться в труднодоступной зоне, которая может требовать перемещение индукторов относительно шихты; наконец, он может подвергаться облучению в случае радиоактивной шихты. Один недостаток другого порядка состоит в том, что это устройство не позволяет распределять мощность нагрева между двумя индукторами. It has also been proposed to use a single inductor running around both the side wall and under the floor (US-1645526-A), or two separate inductors each driven by a power supply (US 4,609,425, JP 10,253,260, US 4,687,646). However, more uniform heating of the charge is prevented by the mutual cancellation of electric fields created by two inductors or sections of an inductor, which disrupts their operation and can even damage the control electronics. Finally, an improvement on these designs was proposed in WO 2017/093165 A1, where a part called a flux concentrator is located at the junction of the side wall and the floor, thus separating the two inductors. This part is a static part made of a material with high magnetic permeability, which thus reduces the interaction between magnetic fields. This can neutralize the above-described disadvantages and create conditions for increasing efficiency. Unfortunately, it is necessary, in particular for the operating range assumed here (which concerns the drive frequency of the power supply), to cool this magnetic flux concentrator in order to maintain its functionality, and in some cases this can be technologically difficult. The concentrator should be located in a hard-to-reach area, which may require movement of the inductors relative to the charge; finally, it can be exposed to radiation in the case of a radioactive charge. One drawback of another order is that this device does not allow the heating power to be distributed between two inductors.

Изобретение относится к усовершенствованной индукционной печи, наиболее важная особенность которой состоит в том, что она позволяет не только увеличивать эффективность нагрева расплавленной шихты, но и регулировать распределение нагрева в нагреваемом объем по мере необходимости, благодаря более удобной конструкции из двух индукторов, один из которых располагается вокруг боковой стенки тигля, а другой под полом (или в нем). Предполагается повышение электрического КПД по сравнению с более ранними устройствами и процессами. Предполагается также упрощение разливки благодаря более эффективному нагреву дна тигля.The invention relates to an improved induction furnace, the most important feature of which is that it allows not only to increase the heating efficiency of the molten charge, but also to regulate the heating distribution in the heated volume as necessary, thanks to a more convenient design of two inductors, one of which is located around the side wall of the crucible, and the other under (or in) the floor. Increased electrical efficiency is expected compared to earlier devices and processes. It is also expected that casting will be simplified due to more efficient heating of the crucible bottom.

В частности, оно относится к индукционной печи, содержащей тигель, боковая стенка которого охлаждается циркулирующей текучей средой, и пол, расположенный под боковой стенкой, первую электрическую цепь индукционного нагрева, содержащую первый индуктор и генератор электрической мощности, и вторую электрическую цепь индукционного нагрева, содержащую второй индуктор, причем один из индукторов располагается вокруг боковой стенки, и другой - под полом или в полу, отличающейся тем, что вторая цепь не имеет генератора электрической мощности, но электромагнитно связана с первой цепью и снабжена электрическим конденсаторным устройством регулируемой емкости, причем упомянутое электрическое конденсаторное устройство подключено ко второму индуктору.In particular, it relates to an induction furnace comprising a crucible, the side wall of which is cooled by a circulating fluid, and a floor located under the side wall, a first induction heating electrical circuit comprising a first inductor and an electrical power generator, and a second induction heating electrical circuit comprising a second inductor, wherein one of the inductors is located around the side wall, and the other is located under the floor or in the floor, characterized in that the second circuit does not have an electrical power generator, but is electromagnetically coupled to the first circuit and is equipped with an electrical capacitor device of adjustable capacitance, and said electrical the capacitor device is connected to the second inductor.

Это электрическое устройство с двойной цепью использует явление электрического резонанса печи, которому способствует свободное электромагнитное взаимодействие двух цепей. В отличие от известных устройств, в которых индуктор, окружающий боковую стенку, и индуктор, предназначенный для пола, возбуждаются одним и тем же источником питания, будучи соединены друг с другом, или двумя разными источниками, будучи отделены друг от друга, взаимного гашения индуцированных магнитных полей в зоне их наложения не наблюдается, и электрические цепи не подвергаются возмущению. Это позволяет повысить электрический КПД и снизить потери.This double circuit electrical device utilizes the furnace electrical resonance phenomenon, which is facilitated by the free electromagnetic interaction of the two circuits. Unlike known devices in which the inductor surrounding the side wall and the inductor intended for the floor are excited by the same power source when connected to each other, or two different sources when separated from each other, mutual cancellation of the induced magnetic no fields are observed in the area where they are applied, and electrical circuits are not subject to disturbance. This improves electrical efficiency and reduces losses.

Другим преимуществом изобретения является способность лучше распределять нагрев, который, в частности, усиливается посередине и внизу, непосредственно над полом, для повышения однородности процесса и, возможно, облегчения разливки. Это распределение нагрева зависит от настройки суммарной емкости (регулируемой в ходе плавление), кроме того, с очень высокой чувствительностью к изменениям этой емкости, до такой степени, когда можно либо получить хороший уровень температурной однородности, либо, напротив, осуществлять нагревание, по существу, либо на периферии, либо посередине, либо внизу расплавленной шихты.Another advantage of the invention is the ability to better distribute the heat, which is in particular increased in the middle and at the bottom, directly above the floor, to improve the uniformity of the process and possibly facilitate casting. This heating distribution depends on the setting of the total capacitance (adjustable during melting), in addition with a very high sensitivity to changes in this capacitance, to the extent that it is possible to either obtain a good level of temperature uniformity, or, on the contrary, to carry out heating that is essentially either at the periphery, or in the middle, or at the bottom of the molten charge.

Первый индуктор обычно располагается вокруг боковой стенки, поскольку он образует основной индуктор, тогда как вторая электрическая цепь предназначена для пола. Однако может встречаться противоположная конфигурация, не становясь предметом критики, в частности, для тиглей с большой площадью поверхности и малой высотой.The first inductor is usually located around the side wall as it forms the main inductor, while the second electrical circuit is dedicated to the floor. However, the opposite configuration can occur without being criticized, particularly for crucibles with a large surface area and low height.

Индуктор дна тигля может образовывать спираль, покрытую электрическим изолятором, который очень хорошо проводит тепло: в этом случае возможно и предпочтительно, чтобы пол дна тигля был образован самим упомянутым индуктором, что упрощает конструкцию тигля и повышает эффективность нагрева.The crucible bottom inductor can form a spiral coated with an electrical insulator that conducts heat very well: in this case it is possible and preferable for the crucible bottom floor to be formed by said inductor itself, which simplifies the crucible design and increases the heating efficiency.

Индукционная печь может содержать по меньшей мере одну дополнительную цепь, не имеющую ни одного генератора электрической мощности и содержащую индуктор и конденсаторное устройство, имеющее регулируемую суммарную емкость, и электромагнитно связанную с по меньшей мере первой цепью; таким образом, эта дополнительная цепь или эти дополнительные цепи имеют те же свойства, что и упомянутая вторая цепь. Они могут оказаться полезными в верхней части печи для улучшения нагрева вновь добавленных порций шихты. В таком случае они могут располагаться поверх тигля, ориентируясь к индикатору, расположенному на или в полу, и параллельно ему.The induction furnace may comprise at least one additional circuit that does not have any electrical power generator and contains an inductor and a capacitor device having an adjustable total capacitance, and electromagnetically coupled to at least the first circuit; thus, this additional chain or these additional chains have the same properties as said second chain. They can be useful in the upper part of the furnace to improve the heating of newly added batches. In this case, they can be placed on top of the crucible, oriented towards and parallel to the indicator located on or in the floor.

В таком случае дополнительную цепь или цепи предпочтительно снабжать разъединителем, позволяющим размыкать их по желанию. In such a case, it is preferable to provide the additional circuit or circuits with a disconnector allowing them to be opened at will.

Различные аспекты, признаки и преимущества изобретения будут описаны ниже со ссылкой на следующие чертежи, представляющие некоторые конкретные варианты его осуществления, служащие исключительно для иллюстрации. Various aspects, features and advantages of the invention will be described below with reference to the following drawings, which represent certain specific embodiments thereof, for illustrative purposes only.

Фиг. 1 - общий вид индукционной печи;Fig. 1 - general view of the induction furnace;

фиг. 2 - вид поперечного индуктора;fig. 2 - view of the transverse inductor;

фиг. 3 - вид нижнего индуктора;fig. 3 - view of the lower inductor;

фиг. 4 - схема электрической цепи;fig. 4 - electrical circuit diagram;

фиг. 5 - вариант осуществления банка конденсаторов;fig. 5 - embodiment of a capacitor bank;

фиг. 6 - другой вариант осуществления;fig. 6 - another embodiment;

фиг. 7 - первое состояние нагрева;fig. 7 - first heating state;

фиг. 8 - то же самое в виде снизу;fig. 8 - the same thing in bottom view;

фиг. 9 - второе состояние нагрева;fig. 9 - second heating state;

фиг. 10 - то же самое в виде снизу;fig. 10 - the same thing in bottom view;

фиг. 11 - третье состояние нагрева;fig. 11 - third heating state;

фиг. 12 - то же самое в виде снизу;fig. 12 - the same thing in bottom view;

фиг. 13 - другой вариант осуществления тигля;fig. 13 - another embodiment of the crucible;

фиг. 14 - третий вариант осуществления тигля;fig. 14 - third embodiment of the crucible;

фиг. 15 - пол этого третьего варианта осуществления;fig. 15 shows the floor of this third embodiment;

фиг. 16 - вид в разрезе пола первого варианта осуществления.fig. 16 is a sectional view of the floor of the first embodiment.

Вариант осуществления будет описан со ссылкой на фиг. 1-3. Этот вариант осуществления индукционной печи содержит боковую стенку 1 или цилиндрическую муфту, состоящую из вертикальных трубок 2 из меди или нержавеющей стали, которые соседствуют и связаны электрически изолирующими разделителями для предотвращения возникновения круговых индукционных токов в боковой стенке 1. По трубкам 2, согласно известным конфигурациям, циркулирует охлаждающая жидкость, например вода. Жидкость может циркулировать в контуре 12 охлаждения попеременно вверх и вниз, причем между трубками 2 попеременно на верхнем конце и нижнем конце установлены соединители. Другая возможная конструкция, помимо прочих, представлена в US - 6 996 153 - B2, где каждая трубка независимо охлаждается контуром, проходящим по вертикали туда и обратно.The embodiment will be described with reference to FIG. 1-3. This embodiment of an induction furnace includes a side wall 1 or cylindrical sleeve consisting of vertical copper or stainless steel tubes 2 that are adjacent and electrically connected by insulating separators to prevent the occurrence of circular induced currents in the side wall 1. Along the tubes 2, according to known configurations, coolant, such as water, circulates. The liquid can circulate in the cooling circuit 12 alternately up and down, and connectors are installed between the tubes 2 alternately at the upper end and the lower end. Another possible design, among others, is presented in US - 6 996 153 - B2, where each tube is independently cooled by a circuit running vertically back and forth.

Поперечный индуктор 3 окружает боковую стенку 1. Он образован единым витком, состоящим из параллельных жил 4, уложенных друг на друга вертикально, каждая из которых соершает один обход вокруг тигля. Их концы соединяются друг с другом двумя вертикальными соединителями 5 и 6, которые дополнительно обеспечивают как электрическое соединение с генератором переменного тока, так и гидравлическое соединение, причем жилы 4 охлаждаются дополнительно посредством циркуляции охлаждающей жидкости, будучи подключены к контуру 13 охлаждения. Возможны и другие конфигурации поперечного индуктора, в частности, последовательные спирально расположенные витки.The transverse inductor 3 surrounds the side wall 1. It is formed by a single turn consisting of parallel cores 4 stacked vertically on top of each other, each of which makes one circuit around the crucible. Their ends are connected to each other by two vertical connectors 5 and 6, which additionally provide both an electrical connection to the alternator and a hydraulic connection, the cores 4 being further cooled by circulating coolant while connected to the cooling circuit 13. Other configurations of the transverse inductor are possible, in particular, successive helical turns.

Тигель заканчивается полом 8, в основном состоящим из вспомогательного индуктора 7 спиральной формы (фиг. 3 и 16). Вспомогательный индуктор 7 также представляет собой трубку, охлаждаемую водой, и ее концы 9 и 10 также присоединены к контуру 14 охлаждения. Витки 31 спирали соединяются электроизолирующим разделителем 32, который выполнен из материала, являющегося электрическим изолятором и очень хорошим проводником тепла, разделяющим их все и обеспечивающим непрерывную структуру пола 8. Кроме того, верхняя поверхность вспомогательного индуктора 7 покрыта тонким слоем 33, который выполнен из материала, являющегося электрическим изолятором и хорошим проводником тепла, например, из оксида алюминия. Такая конструкция позволяет заменить пол, традиционно используемый для удержания шихты в тигле, непосредственно вспомогательным индуктором 7.The crucible ends with a floor 8, mainly consisting of an auxiliary inductor 7 of a spiral shape (Fig. 3 and 16). The auxiliary inductor 7 is also a water-cooled tube, and its ends 9 and 10 are also connected to the cooling circuit 14. The turns 31 of the spiral are connected by an electrically insulating separator 32, which is made of a material that is an electrical insulator and a very good conductor of heat, separating them all and providing a continuous structure of the floor 8. In addition, the upper surface of the auxiliary inductor 7 is covered with a thin layer 33, which is made of a material which is an electrical insulator and a good conductor of heat, for example, aluminum oxide. This design makes it possible to replace the floor, traditionally used to hold the charge in the crucible, directly with the auxiliary inductor 7.

Охлаждение пола 8 и боковой стенки 1 также приводит к формированию тигля с гарнисажем, то есть к тому, что слой шихты, контактирующей с ними остается твердым и защищает их от коррозии.Cooling of the floor 8 and side wall 1 also leads to the formation of a crucible with a scull, that is, to the fact that the layer of charge in contact with them remains solid and protects them from corrosion.

Разливная заглушка 11 располагается в центре спирали. Она охлаждается традиционным устройством, не показанным здесь. Контуры 12, 13 и 14 охлаждения боковой стенки 1, основного индуктора 3 и вспомогательного индуктора 7 представлены здесь лишь схематически, в соответствии с уже известными вариантами осуществления, и каждый из них может содержать, в частности, например, насос и теплообменник.The pouring plug 11 is located in the center of the spiral. It is cooled by a conventional device, not shown here. The cooling circuits 12, 13 and 14 of the side wall 1, the main inductor 3 and the auxiliary inductor 7 are shown here only schematically, in accordance with already known embodiments, and each of them may in particular comprise, for example, a pump and a heat exchanger.

Электрическое устройство изображено на фиг. 4. Основной индуктор 3 подключен к выводам генератора 15 переменного тока. Банк конденсаторов 16 также подключен к выводам электрогенератора 15, параллельно основному индуктору 3. Агрегат образует замкнутую основную электрическую цепь 18. Сопротивление этой основной электрической цепи 18 в основном складывается из сопротивлений структуры тигля, содержащейся в нем шихты и основного индуктора 3. Вспомогательный индуктор 7 образует совместно с регулируемым банком конденсаторов 17 замкнутую вспомогательную электрическую цепь 19, которая физически отделена от электрогенератора 15 и не имеет собственного электрогенератора. Сопротивление этой вспомогательной электрической цепи 19 определяется, в основном, вспомогательным индуктором 7. Близость индукторов 3 и 7 означает, что электромагнитная связь устанавливается между электрическими цепями 18 и 19 в ходе эксплуатации, несмотря на отсутствие электрогенератора во вспомогательной электрической цепи 19. Эта связь изменяется в частности согласно подводимой мощности и шихты в тигле, а также настройки суммарной емкости банка конденсаторов 17, состоящего из отдельных конденсаторов, которые могут подключаться к вспомогательной электрической цепи 19 или отделяться от нее переключателями 21. Отдельные конденсаторы 20 могут располагаться параллельно, как показано на фиг. 5, или наоборот. Как вариант (фиг. 6), банк конденсаторов 17 может быть заменен регулируемым конденсатором 22, который действует идентичным образом.The electrical device is shown in FIG. 4. The main inductor 3 is connected to the terminals of the alternating current generator 15. The bank of capacitors 16 is also connected to the terminals of the electric generator 15, in parallel with the main inductor 3. The unit forms a closed main electrical circuit 18. The resistance of this main electrical circuit 18 mainly consists of the resistance of the crucible structure, the charge contained in it and the main inductor 3. The auxiliary inductor 7 forms together with a regulated bank of capacitors 17, a closed auxiliary electrical circuit 19, which is physically separated from the electric generator 15 and does not have its own electric generator. The resistance of this auxiliary electrical circuit 19 is determined mainly by the auxiliary inductor 7. The proximity of inductors 3 and 7 means that an electromagnetic coupling is established between the electrical circuits 18 and 19 during operation, despite the absence of an electric generator in the auxiliary electrical circuit 19. This coupling changes in in particular according to the power input and the charge in the crucible, as well as the settings of the total capacitance of the capacitor bank 17, consisting of individual capacitors, which can be connected to the auxiliary electrical circuit 19 or separated from it by switches 21. The individual capacitors 20 can be arranged in parallel, as shown in FIG. 5, or vice versa. Alternatively (FIG. 6), the bank of capacitors 17 may be replaced by a variable capacitor 22, which operates in an identical manner.

Изобретение базируется на электромагнитной связи между электрическими цепями 18 и 19 через индукторы 3 и 7, для регулировки токов индуцированных ими, и оказания воздействия на распределение нагрева в шихте, содержащейся в тигле, в частности, для гомогенизации ее температуры в процессе плавления и перемешивания, или (помимо других возможностей) для увеличения нагрева внизу для освобождения разливной заглушки 11 и облегчения операции разливки.The invention is based on electromagnetic communication between electrical circuits 18 and 19 through inductors 3 and 7, to regulate the currents induced by them, and to influence the distribution of heat in the charge contained in the crucible, in particular, to homogenize its temperature during the melting and mixing process, or (among other possibilities) to increase the heat at the bottom to release the pouring plug 11 and facilitate the casting operation.

Полученные результаты приведены ниже в таблица 1:The results obtained are shown below in Table 1:

Таблица 1Table 1

ПечьBake Напряжение, подаваемое генератором 15 на основной индуктор 3 [В]Voltage supplied by generator 15 to main inductor 3 [V] Ток через основной индуктор 3 [А]Current through the main inductor 3 [A] Напряжение на выводах вспомогательного индуктора 7 [В]Voltage at the terminals of the auxiliary inductor 7 [V] Ток через вспомогательный индуктор 7 [А]Current through auxiliary inductor 7 [A] Активная мощность печи [кВт]Furnace active power [kW] КПД печи [%]Furnace efficiency [%] Потери в боковой стенке 1 [кВт]Side wall losses 1 [kW] Потери во вспомогательном индукторе 7 [кВт]Losses in auxiliary inductor 7 [kW] Потери в основном индукторе 3 [кВт]Losses in the main inductor 3 [kW] 1 - спиральный пол не подключен1 - spiral floor not connected 12541254 20082008 11911191 -- 267,8267.8 74,074.0 64,764.7 1,41.4 2,52.5 2 - пол 60 [нФ]2 - half 60 [nF] 10491049 14441444 24742474 265,8265.8 246,5246.5 81,081.0 39,539.5 3,73.7 1.31.3 3 - пол 69,45 [нФ]3 - floor 69.45 [nF] 958.0958.0 12161216 29412941 365,8365.8 241,6241.6 85,085.0 32.632.6 5.35.3 11 4 - пол 75 [нФ]4 - floor 75 [nF] 887887 10451045 33093309 444,4444.4 241,8241.8 84,084.0 28,928.9 6,96.9 0,80.8 5 - пол 90 [нФ]5 - half 90 [nF] 527,0527.0 507,0507.0 45184518 728,1728.1 234,1234.1 82,082.0 24,924.9 14,214.2 0,70.7

Первая строка представляет работу устройства с разомкнутой вспомогательной цепью 19. Напряжение на выводах основного индуктора 3 и ток, текущий через него высоки, напряжение на выводах вспомогательного индуктора 7 низко, нагрев, таким образом, осуществляется в основном основным индуктором 3, но с высокими потерями в боковой стенке 1 и относительно низким КПД. Этот режим работы аналогичен известным условиям и обычно не является ни иллюстрацией изобретения, ни предметом поиска. Фиг. 7 и 8, на которых изображены виды сверху в перспективе и снизу в перспективе распределения температуры в расплавленной шихте (более светлые оттенки указывают более сильный локальный нагрев) демонстрируют высокий нагрев на периферии, более слабый в центре, вследствие чего шихта оказывается там гораздо холоднее, и, в частности очень слабый нагрев электрогенератором 15 непосредственно над полом. Выбор разных частот возбуждения может приводить к изменению распределения нагрева в радиальном направлении, но нагрев в любом случае будет оставаться слабым внизу тигля, и температурная однородность не будет достигаться.The first line represents the operation of the device with the auxiliary circuit 19 open. The voltage at the terminals of the main inductor 3 and the current flowing through it are high, the voltage at the terminals of the auxiliary inductor 7 is low, heating is thus carried out mainly by the main inductor 3, but with high losses in side wall 1 and relatively low efficiency. This mode of operation is similar to known conditions and is usually neither an illustration of the invention nor the subject of the search. Fig. 7 and 8, which show top perspective and bottom perspective views of the temperature distribution in the molten charge (lighter shades indicate stronger local heating) show high heating at the periphery, weaker in the center, causing the charge to be much cooler there, and , in particular very weak heating by the electric generator 15 directly above the floor. The choice of different excitation frequencies may lead to a change in the heating distribution in the radial direction, but the heating in any case will remain weak at the bottom of the crucible, and temperature uniformity will not be achieved.

Следующие строки таблицы демонстрируют результат повышения емкостей банка конденсаторов 17 или регулируемого конденсатора 22. Электромагнитный резонанс усиливается, напряжение на выводах основного индуктора 3 и сила тока уменьшаются, тогда как напряжение на выводах вспомогательного индуктора 7 и сила тока, текущего через него увеличиваются. Потери в боковой стенке 1 снижаются сильно и все сильнее, и потери во вспомогательном индукторе 7 растут, оставаясь на гораздо более низких значениях, и это означает, что КПД печи гораздо выше и достигает максимума 85% при оценочном значении емкости 69,45 нФ. Типичные диаметры распределения нагрева в шихте такие же, как на фиг. 9 и 10, опять же в перспективе сверху и снизу соответственно: достигается высокая однородность нагрева в шихте, и на этот раз наблюдается нагрев дна тигля, причем почти при той же температуре, что и участки, расположенные над ним.The following rows of the table demonstrate the result of increasing the capacitance of the capacitor bank 17 or the adjustable capacitor 22. Electromagnetic resonance increases, the voltage at the terminals of the main inductor 3 and the current strength decrease, while the voltage at the terminals of the auxiliary inductor 7 and the current flowing through it increase. The losses in the side wall 1 are reduced greatly and increasingly, and the losses in the auxiliary inductor 7 increase, remaining at much lower values, and this means that the efficiency of the furnace is much higher and reaches a maximum of 85% with an estimated capacitance value of 69.45 nF. Typical diameters of the heating distribution in the charge are the same as in Fig. 9 and 10, again in perspective from above and below, respectively: high uniformity of heating in the charge is achieved, and this time heating of the bottom of the crucible is observed, and at almost the same temperature as the areas located above it.

Благодаря дополнительному повышению емкости банка конденсаторов 17 или регулируемого конденсатора 22, нагрев внизу тигля может усиливаться в ущерб остальным его частям: фиг. 11 и 12 демонстрируют состояние, достигнутое при емкости 90 нФ, что в данном случае экспериментально соответствует максимальному электрическому резонансу, в котором напряжение на выводах основного индуктора 3 и сила тока минимальны, тогда как напряжение на выводах вспомогательного индуктора 7 и ток, текущий через него, максимальны. Верхняя часть шихты нагревается очень слабо, и нагрев концентрируется на дне тигля, как показано на фиг. 12. Поддержание этого состояния высокой суммарной емкости банка 17 и максимального резонанса, в котором вспомогательная электрическая цепь 19 работает наиболее при подаче максимальной мощности, позволяет концентрировать нагрев вблизи вспомогательной электрической цепи 19, то есть в данном случае внизу тигля, и усиливать плавление твердой корки, в то время как перемешивание ванны расплава продолжается. Затем разливку под действием силы тяжести можно осуществлять, открывая заглушку 11.By further increasing the capacitance of the capacitor bank 17 or the adjustable capacitor 22, the heating at the bottom of the crucible can be increased to the detriment of the rest of the crucible: FIG. 11 and 12 show the state reached at a capacitance of 90 nF, which in this case experimentally corresponds to maximum electrical resonance, in which the voltage at the terminals of the main inductor 3 and the current flowing through it are minimal, while the voltage at the terminals of the auxiliary inductor 7 and the current flowing through it are maximum. The upper part of the charge is heated very little, and the heat is concentrated at the bottom of the crucible, as shown in Fig. 12. Maintaining this state of high total capacity of the bank 17 and maximum resonance, in which the auxiliary electrical circuit 19 operates most when applying maximum power, allows the heat to be concentrated near the auxiliary electrical circuit 19, that is, in this case, at the bottom of the crucible, and to enhance the melting of the solid crust, while stirring of the melt bath continues. Then casting under the influence of gravity can be carried out by opening the plug 11.

Фиг. 13 демонстрирует использование второй вспомогательной электрической цепи 23, содержащей индуктор 24 и конденсатор 25, подключенный к выводам индуктора 24, образуя замкнутый контур. Конденсатор 25 может быть регулируемым или не регулируемым. Индуктор 24 располагается поверх тигля, аналогичен по форме вспомогательной электрической цепи 19 и расположен напротив нее. Вторая вспомогательная электрическая цепь 23 не содержит электрогенератор. Она также осуществляет резонансную электромагнитную связь с основной цепью 18 и, при надлежащей регулировке или выборе емкости конденсатора 25, позволяет обеспечивать дополнительный нагрев тигля в его верхней части, что может быть полезно либо для предварительного нагрева порции шихты, вновь введенной в тигель, например, в частности, в процессах с последовательном введением шихты или, например, для процессов, в которых объем шихты больше и растет до его высоты. Вторая вспомогательная цепь 26 может деактивироваться путем размыкания разъединителя 26. Fig. 13 demonstrates the use of a second auxiliary electrical circuit 23 comprising an inductor 24 and a capacitor 25 connected to the terminals of the inductor 24 to form a closed loop. Capacitor 25 may or may not be adjustable. The inductor 24 is located on top of the crucible, similar in shape to the auxiliary electrical circuit 19 and located opposite it. The second auxiliary electrical circuit 23 does not contain an electric generator. It also provides resonant electromagnetic coupling with the main circuit 18 and, with proper adjustment or selection of the capacitance of the capacitor 25, allows additional heating of the crucible in its upper part, which can be useful either for preheating a portion of the charge newly introduced into the crucible, e.g. in particular, in processes with sequential introduction of the charge or, for example, for processes in which the volume of the charge is larger and grows to its height. The second auxiliary circuit 26 can be deactivated by opening the disconnect switch 26.

Изобретение может быть реализовано многими другими способами. Фиг. 14 и 15 демонстрируют вариант осуществления, в котором пол, обозначенный позицией 27, состоит из водяных камер 28 в секторах круга, соединенных искривленными трубки 29 для циркуляции охлаждающей жидкости из одной водной камеры 28 в другую. Концы 30 контура охлаждения также служат для соединения регулируемого банка конденсаторов, как в предыдущем варианте осуществления. Кроме того, устройство идентично предыдущему и действует аналогичным образом; но этот вариант осуществления не является предпочтительным, поскольку электромагнитная связь, поддерживающая вспомогательную цепь, не будет столь хорошей.The invention can be implemented in many other ways. Fig. 14 and 15 show an embodiment in which the floor, designated 27, consists of water chambers 28 in sectors of a circle connected by curved tubes 29 for circulating coolant from one water chamber 28 to another. The ends 30 of the cooling circuit also serve to connect an adjustable bank of capacitors, as in the previous embodiment. In addition, the device is identical to the previous one and operates in a similar way; but this embodiment is not preferred since the electromagnetic coupling supporting the auxiliary circuit will not be as good.

Все же вспомогательный индуктор можно поместить над тугоплавким и электрически инертным полом, как в известных устройствах, но опять же ценой снижения эффективности.Still, the auxiliary inductor can be placed above a refractory and electrically inert floor, as in known devices, but again at the cost of reduced efficiency.

Можно применять индукторы любого известного типа. Обычно предполагается, что вспомогательный индуктор имеет спиральную форму, но можно предположить, что индуктор с единственным витком, сформированным из нескольких концентрических жил, расположенных параллельно или в виде одной жилы, даст хорошие результаты. При этом предполагается, что основной индуктор, имеющий несколько параллельных жил, и одножильный, можно соответственно заменить спиральным индуктором с несколькими витками.Inductors of any known type can be used. It is generally assumed that the auxiliary inductor is of a helical form, but it may be assumed that an inductor with a single turn formed from several concentric strands arranged in parallel or as a single strand will give good results. It is assumed that the main inductor having several parallel cores and a single core can be correspondingly replaced by a spiral inductor with several turns.

Нужно будет выбрать суммарную емкость, до которой можно регулировать банк конденсаторов 17 для получения разных режимов работы, соответствующих желаемым распределениям нагрева, например, хорошей однородности в наибольшей части объема, и нагрева, в достаточной степени сконцентрированного внизу тигля для обеспечения разливки. В общем случае будет указано, что состояние максимального резонанса цепи может достигаться для обеспечения возможности отправки максимальной мощности во вспомогательную цепь 19. Состояние, соответствующее наивысшей эффективности, будет предпочтительно в ходе наибольшей части процесса, но не обязательно, поскольку эффективность продолжает увеличиваться в большом диапазоне значений суммарной емкости банка конденсаторов 17.It will be necessary to select a total capacitance to which the bank of capacitors 17 can be adjusted to obtain different modes of operation corresponding to the desired heating distributions, for example, good uniformity over the largest portion of the volume, and heat sufficiently concentrated at the bottom of the crucible to ensure casting. In general, it will be stated that the state of maximum resonance of the circuit can be achieved to allow maximum power to be sent to the auxiliary circuit 19. The state corresponding to the highest efficiency will be preferred during the largest part of the process, but is not necessary as efficiency continues to increase over a large range of values. the total capacity of the capacitor bank is 17.

Позиции основного индуктора (подключенного к генератору электрической мощности) и вспомогательного индуктора (снабженного регулируемым конденсатором) можно менять местами, не изменяя конструкции тигля и конфигурации электрических цепей, представленных, в частности, на фиг. 1-4.The positions of the main inductor (connected to the electrical power generator) and the auxiliary inductor (equipped with an adjustable capacitor) can be swapped without changing the design of the crucible and the configuration of the electrical circuits, shown in particular in FIG. 1-4.

В случае необходимости, в различные места тигля также можно добавлять другие вспомогательные цепи, электромагнитно связанные с основной цепью, состоящие из индуктора и конденсатора и не имеющие собственного электрогенератора.If necessary, other auxiliary circuits, electromagnetically connected to the main circuit, consisting of an inductor and a capacitor and not having their own electric generator, can also be added to various places in the crucible.

Claims (10)

1. Индукционная печь, содержащая тигель (1, 8) с боковой стенкой (1), охлаждаемой циркулирующей текучей средой, и полом (8), расположенным под боковой стенкой (1), первую электрическую цепь (18) индукционного нагрева, содержащую первый индуктор (3) и генератор (15) электрической мощности, и вторую электрическую цепь (19) индукционного нагрева, содержащую второй индуктор (7), причем один из индукторов расположен вокруг боковой стенки, а другой - под полом или в полу, отличающаяся тем, что только первая цепь (18) содержит генератор электрической мощности, а вторая цепь (19) электромагнитно связана с первой цепью (18) и снабжена электрическим конденсаторным устройством (17) регулируемой емкости, причем упомянутое электрическое конденсаторное устройство подключено ко второму индуктору (7).1. An induction furnace containing a crucible (1, 8) with a side wall (1) cooled by a circulating fluid, and a floor (8) located under the side wall (1), a first induction heating electrical circuit (18) containing a first inductor (3) and an electrical power generator (15), and a second induction heating electrical circuit (19), comprising a second inductor (7), one of the inductors located around the side wall, and the other located under the floor or in the floor, characterized in that only the first circuit (18) contains an electrical power generator, and the second circuit (19) is electromagnetically coupled to the first circuit (18) and is provided with an electrical capacitor device (17) of adjustable capacitance, said electrical capacitor device being connected to the second inductor (7). 2. Индукционная печь по п. 1, отличающаяся тем, что пол (8) образован одним из упомянутых индукторов (7), выполненным в форме спирали, состоящей из витков (31), соединенных электрическим изолятором (32).2. An induction furnace according to claim 1, characterized in that the floor (8) is formed by one of the mentioned inductors (7), made in the form of a spiral consisting of turns (31) connected by an electrical insulator (32). 3. Индукционная печь по любому из пп. 1 или 2, отличающаяся тем, что электрическое конденсаторное устройство содержит конденсатор (22) переменной емкости.3. Induction furnace according to any one of paragraphs. 1 or 2, characterized in that the electrical capacitor device contains a variable capacitor (22). 4. Индукционная печь по любому из пп. 1 или 2, отличающаяся тем, что электрическое конденсаторное устройство содержит конденсаторы (20), подключенные ко второй цепи (19) разъединителями (21).4. Induction furnace according to any one of paragraphs. 1 or 2, characterized in that the electrical capacitor device contains capacitors (20) connected to the second circuit (19) by disconnectors (21). 5. Индукционная печь по любому из пп. 1-4, отличающаяся тем, что первый индуктор (3) расположен вокруг боковой стенки (2).5. Induction furnace according to any one of paragraphs. 1-4, characterized in that the first inductor (3) is located around the side wall (2). 6. Индукционная печь по любому из пп. 1-4, отличающаяся тем, что первый индуктор расположен под полом или в полу.6. Induction furnace according to any one of paragraphs. 1-4, characterized in that the first inductor is located under the floor or in the floor. 7. Индукционная печь по любому из пп. 1-6, отличающаяся тем, что содержит по меньшей мере одну дополнительную электрическую цепь (23) индукционного нагрева, содержащую индуктор (24) и конденсаторное устройство, имеющее регулируемую суммарную емкость, и электромагнитно связанную с по меньшей мере первой цепью (18).7. Induction furnace according to any one of paragraphs. 1-6, characterized in that it contains at least one additional electrical circuit (23) of induction heating, containing an inductor (24) and a capacitor device having an adjustable total capacitance, and electromagnetically connected to at least the first circuit (18). 8. Индукционная печь по п. 7, отличающаяся тем, что по меньшей мере одна упомянутая дополнительная электрическая цепь снабжена разъединителем (26), позволяющим размыкать ее.8. An induction furnace according to claim 7, characterized in that at least one of said additional electrical circuits is equipped with a disconnector (26) allowing it to be opened. 9. Индукционная печь по любому из пп. 7 или 8, отличающаяся тем, что индуктор по меньшей мере одной дополнительной цепи расположен над тиглем и обращен ко второй электрической цепи.9. Induction furnace according to any one of paragraphs. 7 or 8, characterized in that the inductor of at least one additional circuit is located above the crucible and faces the second electrical circuit. 10. Индукционная печь по любому из пп. 1-9, отличающаяся тем, что суммарная емкость конденсаторного устройства второй цепи регулируется до состояния максимального электрического резонанса печи.10. Induction furnace according to any one of paragraphs. 1-9, characterized in that the total capacitance of the capacitor device of the second circuit is adjusted to the state of maximum electrical resonance of the furnace.
RU2022107442A 2019-08-30 2020-08-21 Induction furnace containing additional resonant circuit RU2822212C1 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FRFR1909598 2019-08-30

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2822212C1 true RU2822212C1 (en) 2024-07-03

Family

ID=

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU329685A1 (en) * М. Я. Короткое, Б. В. Лукь нов , П. Г. Фрейдин
RU2433365C1 (en) * 2010-03-09 2011-11-10 Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Сибирский Федеральный Университет" (Сфу) Induction crucible furnace
CN104807337A (en) * 2015-04-25 2015-07-29 成都中冶节能环保工程有限公司 Current source-based bipolar oscillating type waste heat power generating system
RU2592066C2 (en) * 2012-02-29 2016-07-20 Абб Текнолоджи Лтд Dc power supply system with possibility of system protection
RU2015150290A (en) * 2013-04-26 2017-06-02 Комиссарья А Л'Энержи Атомик Э Оз Энержи Альтернатив ELECTROMAGNETIC INDUCTION FURNACE AND ITS USE FOR MELTING OF THE MIXTURE OF METAL (METALS) AND OXIDE (OXIDES), REPRESENTING CORIUM
WO2017093165A1 (en) * 2015-12-03 2017-06-08 Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives Cold crucible furnace heated by two electromagnetic inductors having a device forming a magnetic flux concentrator, use of the furnace for melting a mixture of metal(s) and oxide(s) representing a corium
RU2661368C1 (en) * 2017-09-01 2018-07-16 Владимир Александрович Трусов Induction crucible furnace

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU329685A1 (en) * М. Я. Короткое, Б. В. Лукь нов , П. Г. Фрейдин
RU2433365C1 (en) * 2010-03-09 2011-11-10 Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Сибирский Федеральный Университет" (Сфу) Induction crucible furnace
RU2592066C2 (en) * 2012-02-29 2016-07-20 Абб Текнолоджи Лтд Dc power supply system with possibility of system protection
RU2015150290A (en) * 2013-04-26 2017-06-02 Комиссарья А Л'Энержи Атомик Э Оз Энержи Альтернатив ELECTROMAGNETIC INDUCTION FURNACE AND ITS USE FOR MELTING OF THE MIXTURE OF METAL (METALS) AND OXIDE (OXIDES), REPRESENTING CORIUM
CN104807337A (en) * 2015-04-25 2015-07-29 成都中冶节能环保工程有限公司 Current source-based bipolar oscillating type waste heat power generating system
WO2017093165A1 (en) * 2015-12-03 2017-06-08 Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives Cold crucible furnace heated by two electromagnetic inductors having a device forming a magnetic flux concentrator, use of the furnace for melting a mixture of metal(s) and oxide(s) representing a corium
RU2661368C1 (en) * 2017-09-01 2018-07-16 Владимир Александрович Трусов Induction crucible furnace

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5109389A (en) Apparatus for generating an inductive heating field which interacts with metallic stock in a crucible
US9476645B2 (en) Open bottom electric induction cold crucible for use in electromagnetic casting of ingots
KR101063250B1 (en) Graphite Crucible for Silicon Electromagnetic Induction Melting
JP4012572B2 (en) Induction furnace for melting glass in a cold crucible
US6192969B1 (en) Casting of high purity oxygen free copper
AU2002257311B2 (en) Furnace with bottom induction coil
CN108603723B (en) Cold crucible furnace with means for forming a magnetic flux concentrator heated by two electromagnetic inductors, use of the furnace for melting a mixture of metal and oxides as a melt
JPS63192543A (en) Melting and continuous casting device for metal, operating method of said device and usage of said device
KR20150145237A (en) Electromagnetic induction furnace and use of the furnace for melting a mixture of metal(s) and oxide(s), said mixture representing a corium
JPS59176582A (en) High-frequency induction furnace and method of manufacturingceramic material by using said induction furnace
RU2822212C1 (en) Induction furnace containing additional resonant circuit
US4294435A (en) Method for agitation of molten metal and furnace for agitation of molten metal
RU2128235C1 (en) Process of flush smelting, its variants and process of flush smelting and casting, its variants
CN114303035A (en) Induction furnace comprising an additional resonant circuit
RU2735329C1 (en) Method of levitation melting using annular element
US1453097A (en) Multiple-unit induction furnace
RU160349U1 (en) MELTING BLOCK WITH A SECTIONAL COLD TIGLE FOR Smelting active refractory metals and their alloys
JPH01500152A (en) induction plasma furnace
JPH07103660A (en) Cold wall induction melting furnace
JPH08315971A (en) Electrolyte heating method and heating device
JPH05280874A (en) Floating melting device using ceramic-made crucible
EP0511663A1 (en) Method of producing silicon single crystal
JPH06229680A (en) Induction heating melting crucible excellent in heating efficiency
JPH04362144A (en) Induction melting method
BR112021004086A2 (en) electromagnetic stirring device in a mold for casting aluminum or aluminum alloys, stirring method in a mold for casting aluminum or aluminum alloys, die and casting machine for casting aluminum or aluminum alloys and factory for production and machining of aluminum bars or aluminum alloys