RU9115U1 - Индукционная печь - Google Patents
Индукционная печь Download PDFInfo
- Publication number
- RU9115U1 RU9115U1 RU98116579/20U RU98116579U RU9115U1 RU 9115 U1 RU9115 U1 RU 9115U1 RU 98116579/20 U RU98116579/20 U RU 98116579/20U RU 98116579 U RU98116579 U RU 98116579U RU 9115 U1 RU9115 U1 RU 9115U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- working chamber
- cylindrical working
- cylindrical
- inductor
- induction furnace
- Prior art date
Links
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Crucibles And Fluidized-Bed Furnaces (AREA)
Abstract
1. Индукционная печь, содержащая цилиндрический корпус с расположенными внутри него индуктором, выполненным водоохлаждаемым, цилиндрической рабочей камерой, выполненной из металла и снабженной крышкой, и теплоизоляционным материалом, размещенным между внутренней стенкой индуктора и внешней поверхностью цилиндрической рабочей камеры, систему трубопроводов подачи и выпуска водорода и дополнительное охлаждающее устройство, отличающаяся тем, что цилиндрическая рабочая камера, выполненная из хрома герметичной в виде тигля в форме стакана, состоит из двух имеющих различное электрическое сопротивление частей, со стыком, расположенным над зоной реакции цилиндрической рабочей камеры.2. Индукционная печь, отличающаяся тем, что дополнительное охлаждающее устройство выполнено в виде трубчатого холодильника, размещенного вне цилиндрического корпуса индукционной печи на трубопроводе выпуска водорода.3. Печь по п.1, отличающаяся тем, что она снабжена поворотным механизмом, установленным с обеспечением возможности поворота ее цилиндрического корпуса в горизонтальное положение.4. Печь по п.1, отличающаяся тем, что с внешней стороны цилиндрической рабочей камеры в области, соответствующей зоне реакции, размещена термопара, продольная ось которой параллельна силовым линиям индуктора.
Description
Индукционная печь
Полезная модель относится к области порошковой металлургии и может использоваться в высокотемпературных индукционных печах преимущественно для рафинирования (очистки) электролитического хрома, а также для нагрева заготовок из металлических порошков.
Известна индукционная печь с наружным расположением индуктора, цилиндрический корпус которой выполнен из двух стенок, полость между которыми образует вакуумируемую полость, внутри цилиндрического корпуса размещен тигель, внутри вакуумируемой полости размещены отражательные экраны, а охлаждаемый индуктор расположен снаружи обечайки, образующей охлаждаемую оболочку / 1 /.
Эта индукционная печь может использоваться для рафинирования металлов методом дистилляции. Она обеспечивает надежную работу при дистилляции токсичных и других опасных материалов. Однако она сложна по конструкции, требует подачи в нее рафинируемого металла в жидком состоянии.
Из известных устройств наиболее близким к заявленному является индукционная печь, содержащая цилиндрический корпус с расположенными внутри него индуктором, выполненным водоохлаждаемым, цилиндрической рабочей камерой, выполненной из металла и снабженной крышкой, и теплоизоляционным материалом, размещенным между внутренней стенкой индуктора и внешней поверхностью цилиндрической рабочей камеры, систему трубопроводов подачи и выпуска водорода и дполнительное охлаждаюее устройство / 2 /. В этой индукционной печи индуктор образует ее герметизированный корпус. Цилиндрическая рабочая камера выполнена из молибдена, а на ее дне расположен столик для размещения нагреваемого металла. Дополнительное охлаждающее устройство выполнено в виде медного водоохлаждаемого поддона, размещенного в нижней крышке цилиндрической рабочей камеры. Вакуумирование этой индукционной печи осуществляется через поддон, при этом вакуумируется весь внутренний объем
МПК: Н05В6/26 F27B14/06
цилиндрического корпуса вместе с цилиндрической рабочей камерой.
Эта индукционная печь не позволяет достичь высокой производительности, что связано, в частности с ограниченным объемом загрузки. Она не обеспечивает наивысшей степени очистки рафинируемого металла из-за недостаточной эффективности очистки. Молибден, из которого выполнена цилиндрическая рабочая камера (и столик) при высокой температуре охрупчивается и его осколки загрязняют рафинируемый металл. Недостаточная эффективность очистки связана также с неполнотой протекания химической реакции восстановления оксида водородом из-за отсутствия замкнутого тракта для прососа водорода и возможности попадания части уже отработанного водорода в рафинированный хром. Конструкция этой индукционной печи не обеспечивает также необходимый для высокоэффективной очистки оптимальный температурный режим в рабочей камере.
Задача, решаемая полезной моделью, заключается в создании индукционной печи, лишенной недостатков прототипа. Технический результат, обеспечиваемый полезной моделью, состоит в повышении производительности индукционной печи при одновременном повышении степени очистки рафинируемого в ней металла.
Это достигается тем, что в индукционной печи, содержащей цилиндрический корпус с расположенными внутри него индуктором, выполненным водоохлаждаемым, цилиндрической рабочей камерой, выполненной из металла и снабженной крышкой, и теплоизоляционным материалом, размещенным между внутренней стенкой индуктора и внешней поверхностью цилиндрической рабочей камеры, систему трубопроводов подачи и выпуска водорода и дополнительное охлаждающее устройство, цилиндрическая рабочая камера, выполненная из хрома герметичной в виде тигля в форме стакана, состоит из двух, имеющих различное электрическое сопротивление частей, со стыком, расположенным над зоной реакции цилиндрической рабочей камеры. Дополнительное охлаждающее устройство может быть выполнено в виде
трубчатого холодильника, размещенного вне цилиндрического корпуса индукционной печи на трубопроводе выпуска водорода. Индукционная печь может быть снабжена поворотным механизмом, установленным с обеспечением возможности поворота ее цилиндрического корпуса в горизонтальное положение. С внешней стороны цилиндрической рабочей камеры в области, соответствующей зоне реакции, может быть размещена термопара, продольная ось которой параллельна силовым линиям индуктора.
Упомянутый выше технический результат обеспечивается всей совокупностью существенных признаков.
Новым в полезной модели является выполнение цилиндрической рабочей камеры составной из хрома, совмещающей в себе функции рабочей камеры, тигля и нагревателя.
На чертеже показана конструкция (в поперечном разрезе) предложенной индукционной печи.
Она содержит цилиндрический корпус 1, индуктор 2, цилиндрическую рабочую камеру 3, снабженную в ее верхней части крышкой 4, расположенной снаружи цилиндрического корпуса 1 и цилиндрической рабочей камеры 3. Цилиндрическая рабочая камера 3 выполнена герметичной в виде тигля и имеет форму стакана, упирающегося в крышку 4. Она изготовлена из спеченного порошка хрома и состоит из двух частей, имеющих разное электрической сопротивление, например, за счет того, что стенки этих частей имеют разную высоту. При этом индуктор 2 может быть выполнен с секционированными обмотками, соответствующими указанным частям цилиндрической рабочей камеры 3. Верхняя ее часть имеет меньшую высоту по сравнению с нижней так, что стык 5 этих частей расположен над зоной реакции цилиндрической рабочей камеры 3. Стык 5 может быть реализован, например, за счет механического соединения этих частей. Цилиндрическим корпусом 1 может служить, например, внешняя стенка индуктора 2. Индуктор 2 выполнен, например, в виде витков медной трубки, обмотанных марлевой тканью, пропитанной эпоксидной
смолой. Верхний и нижний торцы цилиндрического корпуса 1 образованы верхней 6 и нижней 7 плитами, выполненными, например, из текстолита и скрепленными водоохлаждаемыми шпильками (на чертеже не показаны). Верхняя плита 6 имеет загрузочное отверстие, закрываемое крышкой 4, которая снабжена штуцером подачи водорода 8. Под штуцером 8 может быть размещен рассекатель газового потока, например, в виде металлических пластин (на чертеже не показан). Между внутренней стенкой индуктора 2 и внешней поверхностью цилиндрической рабочей камеры 3 размещен теплоизоляционный материал 9, например, в виде засыпки из диоксида циркония или спеченного магнезита. Эта же засыка образует слой теплоизоляционного материала 9 под дном цилиндрической рабочей камеры 3. В нижней плите 7 закреплена термопара 10, рабочая часть которой контактирует с цилиндрической рабочей камерой 3 в области зоны реакции. Размещение термопары 10 осуществлено таким образом, что ее продольная ось (рабочая часть термопары 10) параллельна силовым линиям индуктора 2. В нижней плите 7 закреплен трубчатый холодильник 11, размещенный на трубопроводе выпуска водорода 12. Индукционная печь может быть снабжена также поворотным механизмом, установленным с обеспечением возможности поворота конструкции в горизонтальное положение (на чертеже не показан).
Индукционная печь работает следующим образом. Снимают крышку 4 и загружают в цилиндрическую рабочую камеру 3 металл, например, чешуйчатый (пластинчатый) хром марки ЭХ. Объем садки может быть значительным благодаря возможности осуществления цилиндрической рабочей камеры 3 вместительной. После закрытия крышки 4 проверяют герметичность индукционной печи и включают проток водорода, который попадает непосредственно в цилиндрическую рабочую камеру 3. Одновременно подают электрическое напряжение на обмотку индуктора 2, в результате чего происходит разогрев стенок цилиндрической рабочей камеры 3, являющихся нагревательным элементом индуктора 2. Из-за того, что верхняя часть цилиндрической рабочей камеры 3 имеет
большее электрическое сопротивление по сравнению с нижней частью (благодаря размещению стыка 5 над зоной реакции цилиндрической рабочей камеры 3), температура ее нагрева оказывается меньшей, чем нижней части. Нагрев верхней части осуществляется, например, до 300-600 ° С, а нижней - до 1500-1700° С. При этом водород предварительно нагревается и поступает в зону реакции уже подогретым, что исключает эффект захолаживания рафинируемого хрома и стабилизирует температурный градиент в зоне реакции.
Такая конструкция цилиндрической рабочей камеры 3 устраняет необходимость в дополнительных теплозащитных экранах. Между нагревателем и тиглем отсутствуют зазоры, поскольку нагреватель совмещен со стенками тигля. Это увеличивает рабочее пространство индукционной печи.
Поток водорода в такой индукционной печи используется наиболее рационально, так как весь водород проходит через садку, а его подогрев (а также рассечение) в верхней части цилиндрической рабочей камеры 3 способствует увеличению производительности процесса рафинирования за счет обеспечения равномерности рафинирования в верхних слоях садки. Просос водорода оказывается эффективным благодаря тому, что в зоне реакции отсутствуют какие-либо соприкасающиеся части конструкции. Загрязнение рафинируемого хрома в ходе рабочего процесса исключено, поскольку он контактирует только с цилиндрической рабочей камерой 3, играющей роль тигля, выполненной также из хрома.
Под действием высокой температуры происходит восстановление оксида водородом (происходит очистка хрома без расплава, в твердой фазе, без изменения агрегатного состояния). Отработанный водород удаляется через трубопровод выпуска 12. При этом исключается попадание отработанного водорода в отрафинированный хром, что устраняет возможность сдвига равновесия реакции в сторону вторичного окисления хрома. По окончании процесса индукционная печь охлажадется до комнатной температуры, ее наклоняют посредством
поворотного механизма на 90°и отрафинированный хром извлекают из цилиндрической рабочей камеры 3.
Температура при нагревании стенок цилиндрической рабочей камеры 3, в процессе реакции и при охлаждении измеряется термопарой 10, расположение которой сводит к минимуму погрешность измерения температуры, вызываемую влиянием электрических наводок от индуктора 2.
Один из вариантов работы индукционный печи предусматривает загрузку рафинируемого хрома не только в нижнюю часть цилиндрической рабочей камеры 3 (в зону реакции), а дополнительно и в верхнюю часть, например, с использованием прокладки между рафинируемым объемом садки и дополнительной засыпкой. Хром, находящийся в ее верхней части, играет роль геттера, захватывая влагу, что повышает эффективность очистки. После окончания процесса рафинирования дополнительная засыпка удаляется и может использоваться повторно.
Индукционная печь может работать в режиме нагрева заготовок, например, для спекания заготовок металлических порошков или нагрева под деформацию металлических полуфабрикатов. При этом индукционная печь поворачивается в горизонтальное положение.
Пример реализации. В индукционную печь загружено 400 кг хрома марки ЭХ с содержанием кислорода 0,34%. Разогрев зоны реакции осуществляли до температуры 1650 С в течение 9 часов. Расход водорода составил 5 в режиме разогрева и 25 м3/час в процессе реакции. Получен рафинированный хром марки ЭРХ с содержанием кислорода до 0,002%, без каких-либо загрязнений примесями. Выход годной массы составил 90%.
В индукционной печи, выполненной в соответствии с полезной моделью, достигается возможность увеличения загрузки рафинируемого металла одновременно с обеспечением наиболее оптимальных условий для протекания реакции внутри цилиндрической рабочей камеры 3, в том числе за счет разнесения холодной и горячей
зон и обеспечения условий для наиболее полного взаимодействия водорода с садкой. В результате этого индукционная печь имеет более высокую производительность и позволяет не менее чем в два раза увеличить объем садки по сравнению с известными аналогичными индукционными печами. При этом одновременно достигается повышение степени очистки. Такая индукционная печь более экономична по сравнению с известными.
Источники информации:
1.Авторское свидетельство СССР N499690, МПК Н05В6/24, С21С5/56, 1974.
2.Авторское свидетельство СССР N238027, МПК Н05В6/26, 1962.
Claims (4)
1. Индукционная печь, содержащая цилиндрический корпус с расположенными внутри него индуктором, выполненным водоохлаждаемым, цилиндрической рабочей камерой, выполненной из металла и снабженной крышкой, и теплоизоляционным материалом, размещенным между внутренней стенкой индуктора и внешней поверхностью цилиндрической рабочей камеры, систему трубопроводов подачи и выпуска водорода и дополнительное охлаждающее устройство, отличающаяся тем, что цилиндрическая рабочая камера, выполненная из хрома герметичной в виде тигля в форме стакана, состоит из двух имеющих различное электрическое сопротивление частей, со стыком, расположенным над зоной реакции цилиндрической рабочей камеры.
2. Индукционная печь, отличающаяся тем, что дополнительное охлаждающее устройство выполнено в виде трубчатого холодильника, размещенного вне цилиндрического корпуса индукционной печи на трубопроводе выпуска водорода.
3. Печь по п.1, отличающаяся тем, что она снабжена поворотным механизмом, установленным с обеспечением возможности поворота ее цилиндрического корпуса в горизонтальное положение.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU98116579/20U RU9115U1 (ru) | 1998-09-03 | 1998-09-03 | Индукционная печь |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU98116579/20U RU9115U1 (ru) | 1998-09-03 | 1998-09-03 | Индукционная печь |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU9115U1 true RU9115U1 (ru) | 1999-01-16 |
Family
ID=48270879
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU98116579/20U RU9115U1 (ru) | 1998-09-03 | 1998-09-03 | Индукционная печь |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU9115U1 (ru) |
-
1998
- 1998-09-03 RU RU98116579/20U patent/RU9115U1/ru active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN107532851B (zh) | 合金熔化保温炉 | |
UA74941C2 (en) | A metal-thermal process for producing magnesium and vacuum induction furnace for realizing the same | |
US20080308551A1 (en) | Induction furnace susceptor for heating a workpiece in an inert atmosphere or in a vacuum | |
JPH02112798A (ja) | 廃棄物処理用溶融炉及びその加熱方法 | |
EA006623B1 (ru) | Способ и устройство для плавки металлов | |
CN104482757A (zh) | 一种倾斜式高温旋转连续热处理管式炉 | |
RU9115U1 (ru) | Индукционная печь | |
RU2147109C1 (ru) | Индукционная печь | |
CN110528087B (zh) | 难熔氧化物单晶的制备设备 | |
JP2018016850A (ja) | 加熱室に回収部を有するマイクロ波製錬装置 | |
US3777043A (en) | Apparatus and method for cooling a refractory lining | |
US9803925B2 (en) | Thermal shielding system | |
US2773750A (en) | Furnace | |
CN105018740A (zh) | 电磁感应加热熔融还原金属镁真空还原炉 | |
US2386189A (en) | Apparatus for producing magnesium | |
RU2404272C1 (ru) | Устройство для одновременного получения тугоплавких металлических и неметаллических материалов и возгонов | |
CN207936754U (zh) | 一种单螺旋内嵌激励式电磁感应内热镁真空还原炉 | |
CN207936753U (zh) | 一种双螺旋内嵌激励式电磁感应内热镁真空还原炉 | |
CN204848984U (zh) | 电磁感应加热熔融还原金属镁真空还原炉 | |
JPS5822077Y2 (ja) | 高温高純度ガス雰囲気炉 | |
US3609199A (en) | Push-through furnace with graphite rod heating | |
CN107990713B (zh) | 一种单螺旋内嵌激励式电磁感应内热镁真空还原炉 | |
JPS6134489B2 (ru) | ||
CN220250640U (zh) | 高纯硅冶炼设备 | |
CN108050839B (zh) | 一种双螺旋内嵌激励式电磁感应内热镁真空还原炉 |