SU785629A1 - Apparatus for heating and ajitating liquid metal - Google Patents

Apparatus for heating and ajitating liquid metal Download PDF

Info

Publication number
SU785629A1
SU785629A1 SU792708788A SU2708788A SU785629A1 SU 785629 A1 SU785629 A1 SU 785629A1 SU 792708788 A SU792708788 A SU 792708788A SU 2708788 A SU2708788 A SU 2708788A SU 785629 A1 SU785629 A1 SU 785629A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
magnetic
washers
cells
magnetic system
magnetic field
Prior art date
Application number
SU792708788A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Давид Григорьевич Быховский
Александр Николаевич Панов
Евгений Петрович Терехов
Александр Викторович Свидо
Юрий Петрович Новиков
Александр Николаевич Шарыгин
Original Assignee
Предприятие П/Я А-3959
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 Предприятие П/Я А-3959 filed Critical Предприятие П/Я А-3959
Priority to SU792708788A priority Critical patent/SU785629A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU785629A1 publication Critical patent/SU785629A1/en

Links

Landscapes

  • Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)

Description

Изобретение относится к области металлургии, в частности к устройствам для нагрева и перемешивания металлов, имеющих сравнительно высокую температуру плавления, на- 5 пример, меди и алюминия.The invention relates to the field of metallurgy, in particular to devices for heating and mixing metals having a relatively high melting point, for example, copper and aluminum.

Известно устройство для нагрева и перемешивания расплавленного металла, содержащее керамический корпус, в котором выполнены ячейки типа униполярного двигателя с центральными и периферийными соединительными каналами, керамические трубки, графитовые электроды и магнитную систему. В известном устройстве магнитная система выполнена в виде соленоида, а ячейки, не соединены между собой [1].A device is known for heating and mixing molten metal, comprising a ceramic body, in which cells of the unipolar motor type with central and peripheral connecting channels, ceramic tubes, graphite electrodes and a magnetic system are made. In the known device, the magnetic system is made in the form of a solenoid, and the cells are not interconnected [1].

Такие нагреватели универсальны, их схема позволяет независимо регулировать мощность, выделяемую·нагревателем и скорость прокачки металла через него.'Such heaters are universal, their scheme allows you to independently adjust the power released by the heater and the speed of metal pumping through it. '

Однако, как показал опыт эксплуатации потери мощности в соленоиде, создающем магнитное поле, составляет не менее 10% от мощности нагревателя.However, as experience has shown in operation, the power loss in the solenoid that creates a magnetic field is at least 10% of the heater power.

Используя постоянные магниты, можно избежать этих потерь мощности. Известно, что для эффективной работы постоянных магнитов, создающих одно2 родное магнитное поле, требуется создание замкнутых магнитных систем. Поскольку температура Кюри известных магнитопроводящих материалов ниже температуры расплавленного металла, вся магнитная система должна находиться вне ванны, при этом масса ее составит несколько сотен килограммов, что экономически нецелесообразно.Using permanent magnets, these power losses can be avoided. It is known that for the effective operation of permanent magnets that create a uniform magnetic field, the creation of closed magnetic systems is required. Since the Curie temperature of known magnetically conductive materials is lower than the temperature of the molten metal, the entire magnetic system must be outside the bath, while its mass will be several hundred kilograms, which is not economically feasible.

Целью изобретения является снижет ние расхода электроэнергии технологических возможностей устройства.The aim of the invention is to reduce the energy consumption of the technological capabilities of the device.

Поставленная цель достигается тем, что магнитная система выполнена в виде набора чередующихся шайб из магнитного и магнитопроводного материала, шайбы из магнитного материала выполнены с внутренним диаметром большим,, чем внутренний диаметр шайб из магнитопроводного материала, расстояние между шайбами из одноименного материала равно расстоянию между ячейками, количество ячеек кратно двум, причем пары ячеек соединены между собой периферийными каналами,а с другой парой и ванной-центральными.The goal is achieved in that the magnetic system is made in the form of a set of alternating washers of magnetic and magnetic material, the washers of magnetic material are made with an inner diameter larger than the internal diameter of the washers of the magnetic material, the distance between the washers of the same material is equal to the distance between the cells, the number of cells is a multiple of two, moreover, pairs of cells are interconnected by peripheral channels, and with another pair and a central bath.

На фиг. 1 схематично изображено предлагаемое устройство; на фиг. 2 магнитная система.In FIG. 1 schematically shows the proposed device; in FIG. 2 magnetic system.

Устройство состоит из керамической трубки 1, герметично соединенной с керамическим корпусом 2, в котором выполнены'соединенные последовательно рабочие ячейки 3 типа униполярного двигателя, графитовых электродов 4, один из которых находится внутри керамического корпусаThe device consists of a ceramic tube 1, hermetically connected to a ceramic body 2, in which working cells 3 of a unipolar motor type are connected in series, graphite electrodes 4, one of which is inside the ceramic body

2, а второй - в ванне 5 с расплавленным металлом. В дне ванны 5 выполнен цилиндрический выступ 6, на который снаружи надета магнитная система 7, создающая пространственно-периодическое магнитное поле, причем,расстояние между узлом и пучностью поля равно расстоянию между соседними ячейками 3. На это же расстояние магнитная система 7 может передвигаться по выступу 6. Рабочие ячейки 3 соединены между собой каналом в периферической части, а с полостью в корпусе 2 и с ванной 5 - каналами в центральной части ячеек2, and the second in the bath 5 with molten metal. At the bottom of the bath 5, a cylindrical protrusion 6 is made, on which a magnetic system 7 is worn externally, which creates a spatially periodic magnetic field, and the distance between the node and the field antinode is equal to the distance between adjacent cells 3. The magnetic system 7 can move along the protrusion by the same distance 6. The working cells 3 are interconnected by a channel in the peripheral part, and with a cavity in the housing 2 and with a bath 5 - channels in the central part of the cells

3. К графитовым электродам 4 подключаются полюса источника постоянного тока.3. To the graphite electrodes 4 are connected to the poles of a direct current source.

Известно, что количество магнитного материала, необходимФе для создания магнитного поля заданной напряженности, обратно пропорционально квадрату числа периодов поля в рабочем зазоре. Схема такой магнитной системы изображена на фиг. 2. Она состоит из набора шайб разного диаметра, причем, шайбы обозначенные цифрой 8,выполнены из магнитного материала(например,сплава ЮНДК), а шайбы, обозначенные цифрой 9,из магнитопроводящего материала (например, из низкоуглеродистой стали). Шайбы 8 намагничены. Способ их соединения с шайбами 9 показан на фиг. 2 (где N - северный, aS- южный полюса).It is known that the amount of magnetic material required by Fe to create a magnetic field of a given strength is inversely proportional to the square of the number of field periods in the working gap. A diagram of such a magnetic system is shown in FIG. 2. It consists of a set of washers of different diameters, moreover, the washers indicated by the number 8 are made of magnetic material (for example, UNDK alloy), and the washers indicated by the number 9 are made of magnetically conductive material (for example, low-carbon steel). Washers 8 are magnetized. The method of their connection with the washers 9 is shown in FIG. 2 (where N is the north, aS is the south pole).

На этой же фигуре изображены графики напряженности магнитного поля, как функция расстояния от оси магнитной системы в плоскости Z=Z0(a) и на оси магнитной системы х=0 (б).The same figure shows graphs of the magnetic field intensity as a function of the distance from the axis of the magnetic system in the plane Z = Z 0 (a) and on the axis of the magnetic system x = 0 (b).

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

При включении источника питания ток в устройстве делится пополам. Часть тока течет в ванну 5 через открытый конец трубки 1, а вторая его половина - через корпус 2 и рабочие ячейки 3. При расположении магнитной системы 7, изображенном на фиг. 2, верхняя ячейка находится в пучности магнитного поля, а нижняя - в узле. В результате взаимодействия тока с магнитным полем металл в верхней ячейке 3 приходит во вращение, в то время как в нижней ячейке он не вращается, так как магнитное поле в ней отсутствует. Следовательно в верхней ячейке образуется центробежный насос, выкачивающий металл из керамического корпуса 2 в ванну 5. При этом по трубке 1 новые порции металла засасываются в корпус 2, нагреваясь джоулевым теплом. Если магнитную систему 7 сдвинуть так, что нижняя ячейка 5 окажется в пучности магнитного поля, а верхняя - в узле, насос начнет прокачивать. металл в обратном направлении с максимальной производительностью. В промежуточном положении магнитной системы производительность насоса будет меньше, что дает возможность независимо регулировать температуру, скорость и направление прокачки металла .When you turn on the power source, the current in the device is divided in half. Part of the current flows into the bath 5 through the open end of the tube 1, and its second half through the housing 2 and the working cells 3. With the arrangement of the magnetic system 7 shown in FIG. 2, the upper cell is in the antinode of the magnetic field, and the lower one is in the node. As a result of the interaction of the current with the magnetic field, the metal in the upper cell 3 comes into rotation, while in the lower cell it does not rotate, since there is no magnetic field in it. Therefore, a centrifugal pump is formed in the upper cell, pumping metal from the ceramic body 2 into the bath 5. In this case, new portions of metal are sucked into the body 2 through the tube 1, being heated by Joule heat. If the magnetic system 7 is shifted so that the lower cell 5 is in the antinode of the magnetic field, and the upper in the node, the pump will begin to pump. metal in the opposite direction with maximum performance. In the intermediate position of the magnetic system, the pump performance will be less, which makes it possible to independently control the temperature, speed and direction of metal flow.

Следовательно, в результате использования магнитной системы, создающей пространственно-периодическое магнитное поле, устройство потребляет меньше электроэнергии и обладает более широкими технологическими возможностями.Therefore, as a result of using a magnetic system that creates a spatially periodic magnetic field, the device consumes less electricity and has wider technological capabilities.

Claims (3)

Изобретение относитс  к области металлургии, в частности к устройствам дл  нагрева и перемешивани  металлов, имеющих сравнительно высокую температуру плавлени , на пример, меди и а.гаомини . Известно устройство дл  нагрева и перемешивани  расплавленного метал ла, содержащее керамический корпус, в котором выполнены  чейки типа унипол рного двигател  с центральными и периферийными соединительными каналами , керамические трубки, графитовые электроды и магнитную систему В известном устройстве магнитна  сие тема выполнена в виде соленоида, а  чейки, не соединены между собой 1 Такие нагреватели универсальны, их схема позвол ет независимо регули ровать мощность, вьадел емую-нагревателем и скорость прокачки мета.лла через него. Однако, как показал опыт эксплуатации потери мощности в соленоиде, создаквдем магнитное поле, составл ет не менее 10% от мощности нагревател  Использу  посто нные магниты, мож но избежать этих потерь мощности. Известно, что дл  эффективной работы посто нных магнитов, создающих однородное магнитное поле, требуетс  создание замкнутых магнитных систем. Поскольку температура Кюри известных магнитопровод щих материалов ниже температуры расплавленного металла, вс  магнитна  система должна находитьс  вне ванны, при этом масса ее составит несколько сотен килограммов, что экономически нецелесообразно. Целью изобретени   вл етс  снижение расхода .электроэнергии технологических возможностей устройства. Поставленна  цель достигаетс  тем, что магнитна  система выполнена в виде набора чередук дихс  шайб из магнитного и магнитопроводного материала , шайбы из магнитного материала выполнены с внутренним диаметром большим,, чем внутренний диаметр шайб из магнитопроводного материала, рассто ние между шайбами из одноименного материала равно рассто нию между  чейками, количество  чеек кратно двум, причем пары  чеек соединены между собой периферийными каналами,а с другой парой и ванной-центральными . На фиг. 1 схематично изображено предлагаемое устройство; на фиг. 2 магнитна  система. Устройство состоит из керамической трубки 1, герметично соединенной с керамическим корпусом 2, в котором выполнены-соединенные последовательно рабочие  чейки 3 типа унипол рного двигател , графитовых электродов 4, один из которых находитс  внутри керамического корпуса 2,а второй - в ванне 5 с расплавлен ным металлом, В дне ванны 5 выполнен цилиндрический выступ б, на который снаружи надета магнитна  система 7, создающа  пространственно-периодичес кое магнитное поле, причем.рассто ни между узлом и пучностью пол  равно рассто нию между соседними  чейками На это же рассто ние магнитна  система 7 может передвигатьс  по выступу 6. Рабочие  чейки 3 соединены меж собой каналом в периферической части а с полостью в корпусе 2 и с ванной 5 - каналами в центральной части  че 3.К графитовым электродам 4 подключаютс  полюса источника посто нного тока. Известно, что количество магнитно материала, необходимЬе дл  создани  магнитного пол  заданной напр х енности , обратно пропорционально квадрату числа периодов пол  в рабочем заз ре. Схема такой магнитной системы изображена на фиг. The invention relates to the field of metallurgy, in particular, to devices for heating and mixing metals having a relatively high melting point, for example, copper and A. haomini. A device for heating and mixing molten metal is known, comprising a ceramic body in which cells of the unipolar motor type with central and peripheral connecting channels, ceramic tubes, graphite electrodes and a magnetic system are made. In the known device, this magnetic theme is made in the form of a solenoid, and , are not interconnected 1 Such heaters are universal, their scheme allows independent control of the power supplied by the heater and the rate of flow of the meta.ll through it . However, as the operating experience of the power loss in the solenoid showed, creating a magnetic field of at least 10% of the power of the heater. Using permanent magnets, these power losses can be avoided. It is known that the effective operation of permanent magnets, creating a uniform magnetic field, requires the creation of closed magnetic systems. Since the Curie temperature of known magnetic conductive materials is lower than the temperature of the molten metal, the entire magnetic system must be outside the bath, and its mass will be several hundred kilograms, which is not economically feasible. The aim of the invention is to reduce the consumption of electric power of the technological capabilities of the device. The goal is achieved by the fact that the magnetic system is made in the form of a set of alternating washers made of magnetic and magnetic conductive material, the washers of magnetic material are made with an inner diameter larger than the internal diameter of the magnetic conductive material, the distance between the washers of the same material is equal to between the cells, the number of cells is a multiple of two, with the pairs of cells connected with each other by peripheral channels, and with the other couple and the bathroom-central ones. FIG. 1 schematically shows the proposed device; in fig. 2 magnetic system. The device consists of a ceramic tube 1, hermetically connected to the ceramic body 2, in which there are made-in-line working cells 3 of a type of a unipolar motor, graphite electrodes 4, one of which is inside the ceramic body 2, and the second is in a bath 5 with molten metal, In the bottom of the bath 5 there is a cylindrical projection b, on which a magnetic system 7 is mounted outside, creating a spatially periodic magnetic field, and the distance between the node and the antinode is equal to the distance between the two in separate cells At the same distance, the magnetic system 7 can move along the protrusion 6. The working cells 3 are interconnected by a channel in the peripheral part and the cavity in the case 2 and the bath 5 - channels in the central part of the che 3. Connect the poles to the graphite electrodes 4. direct current source. It is known that the amount of magnetically material needed to create a magnetic field of a given strength is inversely proportional to the square of the number of periods of the field in the working gap. A diagram of such a magnetic system is shown in FIG. 2. Она состоит из набора шайб разного диаметра, причем шайбы обозначенные цифрой 8,выполнен из магнитного материала(например,спл ва ЮНДК), а шайбы, обозначенные цифрой 9, из магнитопровод щего материала (например, из низкоуглеродистой стали). Шайбы 8 намагничены. Способ их соединени  с шайбами 9 показан на фиг. 2 (где N - северный, а S - юх(ный полюса). На этой же фигуре изображены графики напр женности магнитного пол , как функци  рассто ни  от оси магнит ной системы в плоскости (a) и на оси магнитной системы (б). Устройство работает следующим образом . При включении источника питани  ток в устройстве делитс  пополам. Часть тока течет в ванну 5 через открытый конец трубки 1, а втора  его половина - череЗ корпус 2 и рабочие  чейки 2. It consists of a set of washers of different diameters, and the washers marked with the number 8 are made of magnetic material (for example, the UNDK alloy), and the washers, indicated by the number 9, are made of magnetic conductive material (for example, low carbon steel). Washers 8 are magnetized. A method for combining them with washers 9 is shown in FIG. 2 (where N is north, and S is yux (ny pole). The same figure shows magnetic field strength plots as a function of the distance from the axis of the magnetic system in the plane (a) and on the axis of the magnetic system (b). The device works as follows: When the power source is turned on, the current in the device is split in half. Part of the current flows into the bath 5 through the open end of tube 1, and the second half of it — through the body 2 and the working cells. 3. При расположении магнитной системы 7, изображенном на фиг. 2, верхн    чейка находитс  в пучности магнитного пол , а нижн   - в узле. В результате взаимодействи  тока с магнитным полем металл в верхней  че ке 3 приходит во вращение, в то врем  как в нижней  чейке он не вращаетс , так как магнитное поле в ней отсутствует . Следовательно в верхней  чейке образуетс  центробежный насос, выкачивающий металл из керамического корпуса 2 в ванну 5. При этом по трубке 1 новые порции металла засасываютс  в корпус 2, нагрева сь джоулевым теплом. Если магнитную систему 7 сдвинуть так, что нижн    чейка 5 окажетс  в пучности магнитного пол , а верхн   - в узле, насос начнет прокачивать металл в обратном направлении с-максимальной производительностью. В промежуточном положении магнитной системы производительность насоса будет меньше, что дает возможность независимо регулировать температуру, скорость и направление прокачки металла . Следовательно, в результате использовани  магнитной системы, создающей пространственно-периодическое магнитное поле, устройство потребл ет меньше электроэнергии и обладает более широкими технологическими возмож ост ми . Формула изобретени  Устройство дл  нагрева и переме- . шивани  расплавленного металла, содержащее керамический корпус, в котором выполнены  чейки типаунипол рного двигател  с центральными и периферийными соединительными каналами, керамические трубки, графитовые электроды и магнитную систему, отличающеес  тем, что, с целью снижени  расхода электроэнергии и расширени  технологических возможностей устройства, магнитна  система выполнена в виде, набора чередующихс  шайб из магнитного и магнитопроводного материала, шайбы из магнитного материала выполнены с внутренним диаметром большим, чем в.нутренний диаметр шайб из магнитопроводного материала, рассто ние между шайбами из одноименного материала равно рассто нию между  чейками, количество  чеек кратно двум, причем пары  чеек соединены между собой периферийными каналами, а с другой - парой и ванной-центральными. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР -411665, кл. И 05 В 3/78, 19713. With the arrangement of the magnetic system 7 shown in FIG. 2, the upper cell is in the antinode of the magnetic field, and the lower cell is in the node. As a result of the interaction of the current with the magnetic field, the metal in the upper gap 3 comes to rotate, while in the lower cell it does not rotate, since there is no magnetic field in it. Consequently, a centrifugal pump is formed in the upper cell, which pumps the metal from the ceramic body 2 into the bath 5. At the same time, through the tube 1, new portions of the metal are sucked into the body 2, heating up with a Joule heat. If the magnetic system 7 is shifted so that the lower cell 5 is in the antinodes of the magnetic field, and the top is in the node, the pump will pump the metal in the opposite direction with a maximum capacity. In the intermediate position of the magnetic system, the pump capacity will be lower, which makes it possible to independently regulate the temperature, speed and direction of pumping the metal. Consequently, as a result of using a magnetic system that creates a spatially periodic magnetic field, the device consumes less electricity and has broader technological possibilities. The invention of the device for heating and moving. Sewing molten metal containing a ceramic body in which there are cell types of a motor with central and peripheral connecting channels, ceramic tubes, graphite electrodes and a magnetic system, characterized in that in order to reduce power consumption and expand the technological capabilities of the device, the magnetic system is made in the form of a set of alternating washers of magnetic and magnetic conductive material, washers of magnetic material are made with an inner diameter of larger m, than the inner diameter of the washers made of a magnetic conductive material, the distance between the washers of the same material is equal to the distance between the cells, the number of cells is a multiple of two, with the pairs of cells interconnected by peripheral channels, and on the other - the pair and the bathroom center. Sources of information taken into account in the examination 1. USSR author's certificate -411665, cl. And 05 В 3/78, 1971
SU792708788A 1979-01-08 1979-01-08 Apparatus for heating and ajitating liquid metal SU785629A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU792708788A SU785629A1 (en) 1979-01-08 1979-01-08 Apparatus for heating and ajitating liquid metal

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU792708788A SU785629A1 (en) 1979-01-08 1979-01-08 Apparatus for heating and ajitating liquid metal

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU785629A1 true SU785629A1 (en) 1980-12-07

Family

ID=20803539

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU792708788A SU785629A1 (en) 1979-01-08 1979-01-08 Apparatus for heating and ajitating liquid metal

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU785629A1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3757846A (en) Method and apparatus for effecting electromagnetic displacement of fluids
CN1049555C (en) A torch device for chemical processes
CA1211511A (en) Means for electrically heating gases
US4350861A (en) Apparatus for heating strip elements in a continuous pass process by electromagnetic induction
US4906877A (en) MHD generator and fluid pump
US3912799A (en) Centrifugal extrusion employing eddy currents
CN108796238B (en) A kind of magnetostatic soft contact stirring compound plasma electric arc melting device and method
US2964679A (en) Arc plasma generator
SU785629A1 (en) Apparatus for heating and ajitating liquid metal
US4818185A (en) Electromagnetic apparatus operating on electrically conductive fluids
GB738622A (en) Fluid stirring apparatus
US3196795A (en) Electromagnetic pump system
US5818141A (en) Squirrel cage type electric motor rotor assembly
US4931702A (en) Electric-arc device
US2940393A (en) Spiral rotor electromagnetic pump
US3198119A (en) Electro-magnetic pump
US2144886A (en) Electric furnace
JPH01203716A (en) Magnetic supporter for rotor to stator
RU2486717C2 (en) Electric arc dc furnace
US3241490A (en) Method and device for pumping a gas
US3689740A (en) Arc heater apparatus employing fluid-cooled electrodes having permanent magnets to drive the arc therefrom
US2928349A (en) Pump
US7884302B2 (en) Plasma processing installation, influenced by a magnetic field, for processing a continuous material or a workpiece
KR101649820B1 (en) Eddy current induction heating device
CN113471720B (en) Connecting assembly for power supply and crucible system