SU548754A1 - Индукционна плавильна печь - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к технике индукционного нагрева, в частности к устройству индукционных плавильных иечей, нредназначеииых дл  цлавки стали или других металлов и сплавов, особенно сплавов, содержащих токсичные компоненты, например бериллий, фосфор , свинец, радиоактивные элемеиты и др.

Печи дл  плавки металлов, содержащих токс чные компоненты, должны иметь надежную защиту от аварийного выброса расплава из тигл . Тем самым предотвращаетс  «заражение окружающей среды, в контакте с которой посто нно находитс  обслуживающий персонал .

Известные бессердечииковые индукционные плавильные печи имеют металлический каркас с установленным внутри индуктором и тиглем (1).

Недостатками известных печей  вл ютс : отсутствие надежной защиты от взрыва и выброса раплава при прорывах жидкого металла через поврежденную стенку тигл ; громоздкость конструкции печей (разлив раснлавленного металла требует подъема и опрокидывани  всей иечи вместе с токоподвод щими кабел ми и водоохлалсдающими щлангами); сложность ремонта печей (ремонт тиглей св зан с необходимостью демонтажа цечи или индуктора вместе с изнощеииым тиглем); удаление изнои1енного тигл  и подготовка к установке нового  вл етс  трудоемкой операцией. Если в футеровке в процессе работы накопились токсичные компоненты, требуютс  специальные .меры дл  защпты ремонтного иерсонала .

Известна  индукционна  плавильна  печь 2 состоит из рамы, в которой установлен индуктор , намотанный, в свою очередь, на металлический , разрезанный но образующе цилиндр , внутрн которого набиваетс  и формуетс  тигель.

Металлический, разрезанный ио образующс цилиидр выиоли ет роль одновиткового индуктора н одновитковой вторичиой обмотки траисформатора , в котором иервичной обмоткой служит иид)ктор печи.

Токопроводы, соедин ющие печь, конденсаторна  батаре  и источник иитани  требуют водоохлаждеии . К тому же гибкие токоподводы внос т доиолнительные noTcpi электроэнергии , что снижает КПД установки в целом.

Слив расплавленного металла производитс  наклоном всей иечи.

Дл  замены изиошенного тигл  необходимо разрушение его и набивка нового тигл  непосредственно в печп.

Целью изобретени   вл етс  устранение указанных недостатков, обесиечение безонасности прп плавке металлов и силавов, содержащнх токсичные компоненты, и повышение КПД установки. Указанна  цель достигаетс  тем, что в предлагаемой индукционной плавильной печи индуктор выполнен в виде трансформатора, первична  обмотка которого устанавливаетс  неподвижно , а вторична  обмотка, выполненна  в виде металлического, разрезанного по образующей цилиндра с набитым в нем тиглем, устапавливаетс  концентрично внутри индуктора К) на врем  плавки. После расплавлени  металла цилиндр с тиглем вынимаетс  из индуктора. Вынутый из индуктора цилиндр с тиглем, в котором находитс  л идкии металл, при разливке опрокидываетс  с помощью механизма. 15 Индукционна  плавильна  печь может иметь несколько сменных металлических цилиндров с тигл ми, заранее набитыми и высущенными. Металлический цилиндр, в котором сформироваи тигель, обеспечивает защиту от взрыва и 20 выброса расплава при повреждении стенок тигл , так как жидкий металл, проникший через стенку тигл , вступа  в контакт с охлаждаемым металлическим цилиндром, «замораживаетс . Ремонтные работы, св занные с удалением изношенного тигл  из металлического цилиндра и набивкой в нем нового, можно произвбдить в специальных боксах. Размеры индуктора по высоте могут быть в зо 2-3 раза меньше высоты цилиндра с тиглем, так как цилиндр,  вл  сь вторичным витком трансформатора, обеспечивает распределение тока по всей внутренней поверхности, что обеспечивает прогрев шихты, наход щейс  в тигле. з5 Индуктор в форме многослойной низкой кагущки , высота которой составл ет 1/2-1/3 от высоты вторичной обмотки, можно установить в нище пола производственного помещени  или в нижней части рамы плавильной печи. Неподвил{ный индуктор способствует повышению КПД тем, что дает возможность устанавливать магнитоироводы, экраны и другие устройства, обеспечивающие концентрацию магнитного лол  вокруг металлического ци- 45 линдра с тиглем, не ут лсел   подвижных узлов печи.Повыщению КПД способствует также стационарный подвод питани  к индуктору токопроводами, пролол енными с учетом мииимальных . потерь высокочастотной энергии. Это, 5Э в свою очередь, позвол ет вести работу печи с большой удельной объемной мощностью, сократить врем  плавок, уменьшить потери энергии излучением. На фиг. 1 изображена предлагаема  индук- 55 ционна  плавильна  печь дл  металлов и сплавов, содержащих токсичные компоненты, общий вид; на фиг. 2 - схема циркул ции токов в металлическом цилиндре,  вл ющемс  вторичной обмоткой трансформатора. Печь включает индуктор 1, установленный неподвил но, токоподвод щие щины 2, вод ные шланги 3, разомкнутый металлический цишидр 4 с собственно тиглем 5. Цилиндр имеет две пары цапф 6 и 7. Цапфы 6 ложатс  на 65 40 00 оиоры 8, устанавлива  и удержива  цилиндр с тиглем концентрично в индукторе. Цапфы 7 размещаютс  в пазах стойки 9 и обеспечивают опрокидывание цилиндра с тиглем после выхода его из инд)ктора 1. В верхней части стоек 9 имеетс  замок 10, замыкающий пазы стоек. Печь работает следующим образом. Перед плавкой в индуктор 1 опускаетс  металлический цилиндр 4 с тиглем 5. Цапфы 7 в это врем  ввод тс  в пазы стойки 9 через открытый замок 10. Цилиндр с тиглем опускают до тех иор, пока цапфы 6 не л гут на оио ры 8. В этом положении нижн   часть цилиндра с тиглем на 1/2-1/3 своей высоты опущена в индуктор и устаповлена в нем концентрично. В тигель 5 загружаетс  щихта. После подачи охлаждающей воды в индуктор по шлангам 3 подключаетс  питание к индуктору 1 через шины 2. Цилиндр 4 относительно шихты выиолн ет роль одновиткового индуктора, а относительно иидуктора 1  вл етс  одновитковой вторичной обмоткой трансформатора. Причем вторичной обмоткой служит наружна  его поверхность, а внутренн   - индуктором. По наружной поверхности (фиг. 2j разомкнутого металлического цилиндра 4, вставленного в индуктор 1, течет переменный ток. Паиравление тока противоположно току, протекающему по обмотке индуктора 1. Ток, текущий по наружной поверхпости цилиндра 4 через поверхности его разреза, течет и по внутренней поверхности этого же цилиндра, разогрева  шихту в тигле, сформированном внутри цилиндра, до плавлени . Разливка металла ироизводитс  следующим образом. Цилиндр 4 с иомощью подъемного механизма на цапфах 6 поднимаетс  вверх до выхода из индуктора 1. Дальнейший подъем цилиндра с тиглем приводит к его наклону. С увеличением высоты подъема цилиндра с тиглем наклон увеличиваетс , и металл сливаетс . После проведени  серии плавок цилиндр 4 с изношенным тиглем снимаетс  и направл етс  иа ремонт. Дл  продолжени  плавок на его место ставитс  новый цилиндр с набитым и высушенным тиглем. Сменные металлические цилиндры позвол ют производить набивку, сушку и спекание тиглей на специальном участке, что способствует быстрой и безопасной замене износпвшихс  тиглей па новые, сокращаетс  врем  ремонтных простоев печи па 70-80%. Полиостью исключаютс  аварии при прорывах жидкого металла через трещины в стенках В услови х мелкосерийного производства смеииые тигли различных химсоста вов позвол ют обходитьс  одной печью дл  плавки различпых металлов и сплавов. Облегченпый подвижный узел печи позвол ет обходитьс  менее мощными подъемными механизмами. Экономический эффект от внедрени  одной предлагаемой плавильной печи составит