SU1091835A1 - Индукционна канальна многофазна печь - Google Patents

Abstract

ИНДУКЦИОННАЯ КАНАЛЬНАЯ МНОГОФАЗНАЯ ПЕЧЬ, содержаща  ванну с расш1авл ек:5 м металлом, подовый камень и установленнлло под ним индукционн 1о единицу, содержадП Дза стержневых магш1топровода с индукторагОт Н охватьи5ающие их два боковых и центральный вертикальные каналы, соединенные горизонтальным, усть  которых соединены с ванной, о т л и чающа  с   тем, что, с целью повышени  тепломассообмена между каналам и ванной печи и эффективности перемешивани  расплава в ванне, индукционна  единица снабжена третьим стержневым магюттопроводом с индуктором, охваченным третьим боковым каналом, ма.гнитопроводы установлены под углом 120 друг к другу, образу  симметричную трехфазную снстем , а участок калсдого бокового канала, примыкающий к его устью, наклонен в плоскости его ширины к поверхности подового камн , обращенной к ванне печи, под углом 60-80 , причем участки всех каналов наклонены по или против часовой стрелки.

Description

t Изобретение относитс  к области электротехники, в частности к печам канального типа, цредназначенным дл плавлени  металлов, в которых нагре металла осуществл етс  индукционным способом. Известны конструкции канальных трехфазных печей, например типа RnK-ljG, состо щие из плавильной ва ны и подового камн , трех стержневых магнитопроводов с размещенными на них катушками (индукторами) и ох ваты.вающих магнитопроводы трех содр галз1дихс  каналов, расположенных в одной плоскости. Нагрев расплава в такой печи осу ществл етс  протекающими в. каналах токами, однако недостаточный массообмен между каналами и ванной ограничивает единичную мощность и производительность таких печей. Известна конструкци  трехфазной канальной , содержаща  плавильную ванну и подовьй камень, три стержневых магнитопровода с индукторами , и охватывающие их три сопр гающихс  канала, распололсенные в одной плоскости, в которой с далью инте 1сификации тепломассообмена напорные усть  каналов снабжены остро уголь {ыми выступами (надставками), вызывающиг-ш однонаправленное движение металла Б каналах. Недостатками такой печи  вл ютс  : - недостаточна  интенсивность тепломассообмена между каналами и ванной печи вследствие низкой скорости однонаправленного движени  металла; -слабое и неравномерное перемешивание расплава в обьеме ванны, увеличивающее врем  плавлени  и обработки металла; -неравномерное распределение то ков и активной мощности по каналам , вызываемое различием электро-.магнитных св зей каналов, что приводит к неравномерному износу каналов и несимметричной загрузке питаю щего трансформатора. Наиболее б.тшзкой из известных по техническому существу  вл етс  индукционна  многофазна  печь, содержаща  ванну с расплавленным металлом , подовый камень и установленную под ним индукционную единицу, содержащую два стержневых магнито5 провода с индукторами и охватываюuj ie их два боковых и центральный вертикальные каналы, соединенные с ванной. В этой печи с целью интенсификации движени  металла в каналах путем ослаблени  вихрей в устье центрального канала угол сдвига фаз между магнитными потоками индукторов , а следовательно и токами в каналах , поддерживают во врем  плавменьше 90 . При этом, максимальгш ному движению металла в каналах соответствует угол сдвига фаз, равш ,1Й 0°, Недостатками такой печи и способа плавки  вл ютс : -слабое и неравномерное перемешивание расплава в объеме ванны, увеличивающее врем  плавлени  и обработки металла; -уменьшение тепломассообмена между каналами и ванной печи при угле сдвига фаз, отличном от 0°, и возникновение при этом неодинакового распределени  токов и активной мощности по каналам; -необходимость применени  мощного симметрирующего устройства дл  однофазного печного трансформатора при питании печи по схеме со сдвигом фаз, равным О . Целью предлагаемого изобретени   вл етс  по.выщение тепломассообмена между каналами и ванной печи, эффективное перемешивание расплава в ванке и симметричное распределение ак-. тивной мощности и токов по каналам печи. Поставленна  цель достигаетс  тем, что индукционна  канальна  многофазна  печь, содержаща  ванну с расплавл емым металлом, подовый камень и установленную под ним индукционную eд 1ницy, содержащую два стержневых магнитопровода с индуктор амл и охватывающие их два боковых и центральный вертикальные каналы , соединенные горизонтальным, усть  которых соединены с ванной, снабжена третьим стержневь М магнитопроводом с индуктором, охваченным третьим боковым каналом, магнитопроводы установлень под углом 120 дРУГ к другу, образу  симметричную трехфазную систему, а участок каждого бокового канала, примыкающий к его устью, наклонен в плоскости его ширины к поверхности подового камн , обращенной к ванне печи, под углом причем участки всех каналов наклонены по или против часовой стрелки. На фиг. 1 показан общий вид печи на фиг, 2 - разрез А-А. на фиг. I; на фиг, 3 - канальна  часть печи. Печь содержит цилиндрическую пла вильную ванну 1, стьжованную с отъе ным подовым камнем 2, три стрежне вых магнитопровода 3 с кат тпками (индукторами) 4, канальную часть, расположенную в подовом камне, состо щую из центрального 5 и боковых 6 участков с нагнетательными усть ми 7. Работает индукционна  печь следующим образом. При питании катушек от трехфазной сети с симметричной системой питающих напр жений в каналах печи индуцируютс  токи, имеющие сдвиг фаз равный 120 эл. град. В общем центральном участке 5 кан лов токи поэтому компенсируютс ,

Вли ние угла наклона устьев каналов на эффективность перемешивани  расплава в ванне Отсутствие тока в центральном участке каналов и наличие электродиH NM4ecKnx усилий в нагнетательных усть х боковых лчастков вызывает интенсивное движение Ж11дкого металла, направленное из ванны в центральный участок каналов и далее через боковые участки снова в ванну печи. Ь1аклон устьев боковых каналов под yj, gO-BO к поверхности подового камн , кроме того, создает в горизонтальной плоскости ванны вращательное вихревое движение расплава. Выбор оптимального угла наклона напорных устьев каналов осуществл лс  в лабораторных услови х на модел х . Ванна печи и каналы были выполне- из нержавеющей стали, в качестве исследуемого металла использовалс  сплав Вуда, Исследованы углы наклона каналов 45,60, 70, 80, 90 (вертикальный выход в ванну печи), Результаты исследований представлены в таблице.

Угол

Характер движени  наповерхности ванны металла клона ,

45

Незначительное

60

Интенсивное

.70 80 90

Локальное движение в трех зонах поверхности ванны

Примечание

Расплав прижимаетс  к подине

Эффект тангенциального закручивани  расплава в объеме ванны

Эффективна только ,дд  больщих скоростей металла в каналах . В этом случае перемешивание будет удовлетворительное 5 Исход  из результатов лабораторнь:х исследований прин т угол наклона н диапазоне 60-80 , Вращение металла в ванне усиливаетс  также за счет бегущего магнитного пол , обусловленного пол ми рассе ни  индукторов. Необходимое направление вращени  этого пол  уст навливаетс  изменением чередовани  фаз питающих напр жений сети. Наличие однонаправленного движени  металла в каналах предлагаемой печи приводит к интенсивному тепломассообмену между каналами, где выдел ютс  основна  часть тепла, и ванной, в которой находитс  металл, подлежащий плавлению. Вращательное движение расплава в ванне печи, при вод щее к эффективному перемешиванию металла, выравнивает температуру и химический состав расплава во всем объеме ванны, что сокращает врем  плавки и обработки металлd. 6 Симметричное расположение каналов в подовом камне печи обусловливает равенство их электромагнитных параметров, что приводит к равнокерному распределению активной мощ-.ности и токов по каналам печи. Последнее позвол ет увеличить ресурс работы (стойкость) печи за счет более равномерного износа футеровки каналов, а также уменьшить потери энергии в системе электроснабжени  печи за счет симметричной загрузки питающего трансформатора. I Таким образом, выполнение печи с каналами, имеющими общий центральный участок и расположенными в плоскост х , смещенных друг относительно друга на 120, нагнетательные усть  которых наклонены к .горизонтальной плоскости подового камн , дает возможность увеличить активную мощность и производительность печи, увеличить ресурс ее работы, а также снизить потери энергии в системе электроснабжени  ,

фиг. г

Claims (1)

1. ИНДУКЦИОННАЯ КАНАЛЬНАЯ с расплавляемым металлом, подовый камень и установленную под ним индукционную единицу, содержащую два стержневых магнитопровода с индукторами и охватывающие их два боковых и центральный вертикальные каналы, соединенные горизонтальным, устья которых соединены с ванной , о т л и чающая с я тем, что, с целью повышения тепломассообмена между- каналами и ванной печи и эффективности перемешивания расплава в ванне, индукционная единица снабжена третьим стержневым магнитопроводом с индуктором, охваченным третьим боковым каналом, магнитопроводы установлены под углом 120° друг к другу, образуя симметричную трехфазную систему, а участок каждого бокового канала, примыкающий к его устью, наклонен в плоскости его ширины к поверхности подового камня, обращенной к ванне печи, под углом 60-80 , приче.м участки всех каналов наклонеа

   SU _ш, 1091835