SU457738A1 - Способ создани однонаправленной циркул ции расплава в тигле индукционной печи - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к области металлургии и касаетс  вопросов плавки чугуна и других металлов в индукционных печах.

Известен способ перемешивани  расплава, включающий раздельный подвод тока к секци м индуктора, при котором однонаправленна  циркул ци  расплава в однофазной индyкдиioннoй тигельной печи создаетс  путем сосредоточеБи  линейной токовой нагрузки и его нижнего торца. Поскольку соотношение линейных токовых нагрузок нижней и верхней секций достигает при этом способе 5 : 1 и более , электрический к.п.д. печей оказываетс  заниженным по сравнению с типовым способом создани  циркул цви расплава путем симметричного распределени  линейной токовой нагрузки по высоте индуктора печи, при котором циркул ци  расплава имеет двухконтурный характер.

Известен также способ перемешивани  расплава в однофазной индукционной тигельной печи, при котором циркул ци  расплава вниз по стенке тигл  обеспечиваетс  цодводом к нижней секции индуктора тока, создающего линейную нагрузку, в 1-1,9 раза превышающую линейную токовую нагрузку в верхней секции индуктора. При таком же к.п.д. как в печах с равномерной линейной нагрузкой, способ обеспечивает повышение производительности печей за счет сокращени  продолжительности металлургических операции по доводке химического состава расплава. Ограниченность этого ближайшего аналога заключаетс  в том, что дл  создани  однонаправлсиной циркул ции расплава используютс  главным образом силы, создаваемые осевой компонентной напр женности магнитпого нол  па боковой поверхности расплава. Кро.ме того, он св зан с применением дополнительных элсментов дл  усилени  асимметрии магнитного пол , заданной соотношением линейных токовых нагрузок в секци х индуктора или дл  создани  этой аси1мметрии. Например, нижние магнитопроводы, удаленные от дна тигл  на

0,15-0,25 или 0,010-0,040 долей диаметра тигл , соответственно.

Предлагаемый способ создани  однонаправленной циркул ции расплава в тигле индукционной печи отличаетс  тем, что дл  получени  однонаправленной циркул ции при согласованной направленности отдельных локальных электромагнитных сил, максимальное значение радиальной составл ющей напр женпости магнитного пол  у внешней поверхности придонной зоны расплава поддерживают равным 0,4-2,5 максимума его осевой компоненты вдоль наружной границы расплавленного металла.

В этом случае движению расплава вверх по

стенке тигл  также способствуют электромагиитные силы, св занные с радиальными компонентами напр женности магнитного пол  в придонной зоне расплава (или это движение возникает главным образом под действием последних). Этот фактор позвол ет уменьшить предельное соотношение между линейными токовьши нагрузкамл в секци х индуктора , необходимо по известному способу с 1,9 до 1,4.

Например, в тигле с конусностью не более 0,03 и сужаюшейс  к геометрической оси донной частью, причем радиус кривизны был не менее 0,6, а осева  высота сужаюш,егос  участка тигл  - 0,28 долей среднего диа1метра тигл , соответственно, при отношении осевых размеров верхней и нижней секций индуктора (0,5-1,5) : 1, а настилов тока в секци х (1,3-1,4) : 1, соответственно, было получено однонаправленное движение - вверх по стенке тигл , охватывавшее пор дка 96% общего объема расплава. Лишь в области зеркала, в зоне, прилегающей к геометрической оси тигл  (центральна  часть мениска) наблюдалась циркул ци  обратного направлени . Однако наличие этого дополнительного контура, не преп тствует доступу к основному потоку со стороны зеркала расплава.

По мере отбора из расплава пор дка 40% исходного, номинального дл  печи объема металла , характер движени  расплава сохран лс  таким же, как при исходном заполнении печи. Номинальный уровень расплава в дол х от среднего диаметра тигл  был равен 1,15. Остальные характерные размеры, отнесенные к той же величине, имели следующие значени :

Диаметр индуктора1,24

Высота индуктора1,45

Верхний свес индуктора 0,26. Было отмечено, что максимумы осевой и радиальной составл ющих напр женности магнитного пол  у боковой поверхности тигл  смещаютс  (по сравнению со случаем цилиндрического тигл  и равномерной линейной нагрузки в индукторе) к верхней и донной част м расплава, соответственно. Максимум радиальной компоненты напр женности магнитного пол  составл л 0,5 от максимума его осевой составл ющей.

В тигле, подобном описанному выще, наблюдалась однонаправленна  циркул ци  расплава вверх по стенкам тигл  в двухсекционном индукторе с секци ми равной высоты, включенными параллельно при соотношении настилов тока в секци х 1:1.

Индуктор имел боковой магнитопровод. Ха10 рактерные размеры индуктирующей системы в дол х от среднего диаметра тигл  следующие: Диаметр индуктора1,24

Высота индуктора1,74

Высота расплава в тигле 1,57 5Верхний свес индуктора0,17

Верхний свес бокового магнитопровода под индуктором0 ,1. При отклонени х уровн  расплава в тигле 0 более чем на ±5% от указанного выше значени  измен лс  характер движени  расплача - из однонаправленного он становилс  двухконтурным. В других случа х верхний торец индуктора также устанавливалс  выше 5 зеркала расплава, нижний торец индуктора был расположен ниже отметки расплава, а донна  часть тигл  сужалась к их геометрической оси, что касательна  к образующей внутренней поверхности тигл  в точке, отсто щей 0 от нижнего торца индуктора, на 0,1-0,3 диаметра тигл  составл ла с его осью угол в 25--55°.

Предмет изобретени 

5 Способ создани  однонаправленной циркул ции расплава в тигле индукционной печи, включающий раздельный подвод тока к секци м индуктора, отличающийс  там, что, с целью получени  циркул ции расплава при

0 согласованной направленности отдельных локальных электромагнитных сил, максимальное значение радиальной составл ющей напр женности магнитного нол  у внешней поверхности придонной зоны расплава поддерживают равным 0,4-2,5 максимума его осевой компоненты вдоль наружной границы рас-, плавленного металла.