SU1010431A1

SU1010431A1 - Индукционна плавильна печь

Info

Publication number: SU1010431A1
Application number: SU813358224A
Authority: SU
Inventors: Владимир Васильевич Калмыков
Original assignee: Предприятие П/Я Р-6575
Priority date: 1981-11-24
Filing date: 1981-11-24
Publication date: 1983-04-07

Abstract

ИНДУКЦИОННАЯ ПЛАВИЛЬНАЯ ПЕЧЬ, включающа тнгель ашнндрической формы, выполненный ю 9лек тропровод шего материала, и индуктор, отличающа с тем, что, с цепью повышени качества сплава, стенн ка тигл выполнена, в горизонтальном сечении переменной толщины с отноще- нием максимальной толщины к минш

Description

1 Изобретение огноситс к металпургии , и предназначаетс дл попучени сплавов, содержащих тугоплавкие металлы. Известна индукшюнна плавильна печь включающа тигель и индуктор, в которой получение сплава достигаетс , путем PSICTворени ту1Х)плавкого легирующегх ме- талла, вводимого в расплав в виде стерж« ИГО Известна печь но обеспечивает равно мернохч) распределени тугоплавкого леги рующего металла по всей массе расплава, что снижает качеств.о получаемого сплава Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому эффекту вл етс индукционна плавильна печь, включающа тигель и , в которой перекрещивание расплава осуществл етс электромагнитным полемС 2. Недостатком известной печи вл етс недостаточна интенсивность перемешива ни расплава, котора понижаетс по мере увеличени толщины стенки тигл и частоты тсжа, а также не позвол ет получить сплав высокого качества. Целью изобретени вл етс повышение качества сплава. Поставленна цель достигаетс тем, что в индукционной плавильной печи, вклю чающей тигель цилиндрической , выполненный из электропровод щего материа ла, и индуктор, стенка тигл выполнена в горизонтальном сечении переменной толщины с отнощением максимальной толщины к минимальной - 4:1, а вертикальные оси наружной и внутренней поверхности тигл расположены параллельно. На чертеже показана печь, общий вид, в вертикальном разрезе. Печь включает тигель 1, индуктор 2 и изложницу 3. Тигель 1 установлен внутри индуктора 2, под тиглем 1 расположена изложница 3. 31 Работа печи осуществл етс следующим образом. После включени индуктора 2 образуетс электромагнит вое поле, разогревающее тигель с щихтой, причем плотность тока, проход щего по тиглю, будет выще в том месте, где стенка тоньше. Поскольгку степень разогрева тигл 1 пропорциональна плотности тока, его стенка Hjjrpeваетс в месте утоньщени до более высокой температуры, чем в том месте, где толщина стежи максимальна. Поэтому расплав, контактирующий с утонченной частью стенки, будет перегреватьс до более высокой температуры, чем расположенный возле утолщенной части стенки. За счет этого создаетс конвекционный поток: перегретый у тонкой стенки раоплав поднимаетс вдоль нее, так как он имеет плотность ниже, чем у основной массы расплавами наоборот, менее перегретый расплав, наход щийс у утолщенной стенки, будет опускатьс вниз, так как плотность его будет несколько вьЫе плотности основной массы расплгдаа. Таким образом, расплав будет двигатьс по замкнутой траектории, расположенной в плоскости , проход щей через оси наружной и внутренней поверхностей тигл 1. Конвекционное движение расплава будет способствовать растворению твердых тугсшлавких легирующих компонентов и равномерному их распределению по всему объему расплава. Пример. Индукционную плавильную печь используют при выплавке сплавов меди, содержащих до 0,5% циркони , плавки весом 12 кг ведут в тигпе с наружным диаметром 210 мм, внутренним 150 мм. Плавки ведут над вакуумом 2-4 мм рт.ст., цирконий в виде обрезков листа толщиной 2 мм укладываетс на дно тигл . Результаты плавок приведены в таблице.

Кроме того, предложенную печь используют дл получени слитков титана с рав номерным распределением углерода. В обычных услови х индукционной плавки расплав насыщаетс углеродом за счет 55 взаимодействи с графитовым .Карбиды ликвидируют в верхнюю часть ванньт и распределение углерода в слитке следующее , %: верх 0,35 - 0,42, низ 0,18 0 ,26, При использовании предложенной

1печи (тигель с наружным диаметром . 160 мм, внутренним 120 мм; минимальна толщина стенки 15 мм, максимальна 25 мм) распределение углерода по слигку следующее, %: верх 0,22 - 0,31,

низ 0,20 - 0,26. Эти примеры подтверждают , что предложенна печь дает возможность получать сплавы более равномерного состава и, следовательно, более высокого качества.

Экспериментально установлено, что соотношение толщин стенки тигл должно лежать в пределах 1,5:1 - 1:1, при меньшей разности толщин конвекционный . поток незначителен, при большей усил ваетс износ стевки твгл в месте минимальной толщины, особенно при зачистке тигл .

Технико-эковомическа 9ффективвсх:ть предлагаемого плавильного узла заключаетс в возможности повысить усвоеэтю легирующих ком1юиентов и раввомерасусть их распределению по слитку, что шхэвснл ет сократить расход лвгируюших -компонентов на 15-2О%, уменьшить высоту прибыльной, части слитка, где содержаиие легирующего компонента завышево ва 1О - 15%, и сократить число переплавов, производимых дл выравнивани химического остатЛ слитка.

Claims

ИНДУКЦИОННАЯ ПЛАВИЛЬНАЯ ПЕЧЬ, включающая тигель цилиндрической формы, выполненный из электропроводящего материала, и индуктор, отличающаяся тем, что, с целью повышения качества сплава, стенка тигля выполнена в горизонтальном сечении переменной толщины с отношением максимальной толщины к минимальной 1,5 - 4:1, а вертикальные оси наружной и внутренней поверхностей тигйя расположены параллельно.

1 1010431

Работа печи осуществляется следующим образом.

После включения индуктора 2 образуется электромагнитное поле, разогреваю5 щее тигель с шихтой, причем плотность тока, проходящего по тиглю, будет выше в том месте, где стенка тоньше. Поскольку степень разогрева тигля 1 пропорциональна плотности тока, его стенка ндгре1® вается в месте утоньшения до более высокой температуры, чем в том месте, где толщина стенки максимальна. Поэтому расплав, контактирующий с утонченной частью стенки,' будет перегреваться до 15. более высокой температуры, чем расположенный возле утолщенной части стенки. За счет этого создается конвекционный поток: перегретый у тонкой стенки раоплав поднимается вдоль нее, так как он 20 имеет плотность ниже, чем у основной массы расплавами наоборот, менее перегретый расплав, находящийся у утолщенной стенки, будет опускаться вниз, так как плотность его будет несколько выше 25 плотности основной массы расплава. Таким образом, расплав будет двигаться по замкнутой траектории, расположенной в плоокости, проходящей через оси наружной и внутренней поверхностей тигля 1.

30 Конвекционное движение расплава будет способствовать растворению твердых тугоплавких легирующих компонентов и равномерному их распределению по всему объему расплава.

₃₅ Пример. Индукционную плавильную печь используют при выплавке сплавов меди, содержащих до 0,5% циркония, плавки весом 12 кг ведут в тигле с наружным диаметром 210 мм, внутренним

40 150 мм. Плавки ведут над вакуумом 2—4 мм рт.ст., цирконий в виде обрезков листа толщиной 2 мм укладывается на дно тигля.

Результаты плавок приведены в таблице.