RU9115U1 - Индукционная печь - Google Patents

Индукционная печь Download PDF

Info

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
Application number
RU98116579/20U
Other languages
English (en)
Inventor
В.К. Ушаков
А.А. Семенов
Т.П. Волкова
Original Assignee
Ушаков Валерий Константинович
Семенов Анатолий Александрович
Волкова Татьяна Петровна
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 Ушаков Валерий Константинович, Семенов Анатолий Александрович, Волкова Татьяна Петровна filed Critical Ушаков Валерий Константинович
Priority to RU98116579/20U priority Critical patent/RU9115U1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU9115U1 publication Critical patent/RU9115U1/ru

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.
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.
Figure 00000001
RU98116579/20U 1998-09-03 1998-09-03 Индукционная печь RU9115U1 (ru)

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)

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