SU821506A1 - Индукционна печь-ванна - Google Patents

Description

.(54) ИНДУКЦИОННАЯ ПЕЧЬ-ВАННА

Изобретение относитс  к на-греву -металлов в расплаве солей, например солей бари , и может быть использовано дл  термообработки ковки , пайки деталей и насыщени  их поверхности металлами в таких отрасл х промьалленности, как машиностроение , хими , металлурги .

Известна сол на  печь-ванна, включающа  Футерованный тигель, электроды в виде Г-образных пластин .

Недостаток этой печи - неравномерность распределени  температуры так как электроды массивны, срабатываютс  неравномерно и в св зи с уменьшением их длины уменьшаетс  сечение столба расплава, по которому течет ток. Это значит, что увеличиваетс  сопротивление ванны, т.е. необходимо регулировать режим . В случае же увеличени  плотности тока в верхних сло х расплава из-за резкого роста температуры увеличиваютс  потери на излучение тепла и испарение соли. При этом происходит растворение шамотной клки печи, что приводитк увеличению тепловых потерь, т.е. к увеличению расхода энергии.

Известна печь дл  разогрева в расплаве солей, содержаща  высокочастотный индуктор и размещенный в нем футерованный тигель, внутри которого, по периметру, равномерно размещены секционные графитовые элементы 2.Однако трудоемкость их изгото0 влени  св зана с наличием футерованного тигл , который в работе быстро выходит из стро . Это объ сн в;етс  тем, что соли бари  при застывании или разогреве лен ют свой

5 объем в пределах 20%, отчего при быстрых теплосменах футеровка испытывает большие механические н-агрузки и растрескиваетс , разрушаетс . Замена тиглей после выхода их из

0 стро  длительна. Кроме того, нет значительно перегретых зон расплава , обеспечивающих необходимую циркул цию его. Трудоемкость изгото1влени  включает также и сложность

5 креплени  графитовых элементов на стенках тигл  из-за посто нного их выталкивани  из расплава.

Известна индукционна  печь-ванна, содержаща  каркас, индуктор, металлический тиЬель 3j.

Недостаток печи-ванны - невозможность гарантировать надежность и долговечность работы металлического тигл  при температуре расплава вьиде Т 1000°С. В цилиндрическом тигле первоначально соль плавитс  у стенок тигл  равномерно по перимеру , но так как нет принудительного перемешивани  расплава за счет элекромагнитных сил, то придонна  часть расплава имеет температуру выше температуры его з-еркала примерно на 100-150 - С, так как последнее излучает тепло и снимает его со стенок тигл , в донной же зоне имеет место потер  тепла только за счет излучени  через стенки тигл , поэтому металлический тигель имеет температуру в донной части выше температуры расплава на 200-250°С. Если учесть, что температура плавлени  металла самого тигл  составл ет , то налицо прогар в зоне днища самого тигл , если температура расплава 1000с.

Цель изобретени  - повышение надежности и долговечности работы металлического тигл  при расширении диапазона температур нагрева.

Дл  достижени  этой цели печь-вана снабжена равномерно расположенными по образующей металлического тигл  карманами, полости которых соощаютс  с полостью металлического тигл .

На фиг. 1 изображена индукционна печь-ванна, продольный разрез; на фиг, 2 - поперечный разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - схема циркул ции расплава по его высоте при нагреве в зоне карманов.

Печь содержит каркас 1 с ограждающим выт жным зонтом 2, сообщающимс  с вентил цией. Внутри каркаса 1 на подине из асбестоцементных плит и шамотной кладки размещены индуктор 3 и тигель 4, по периферии металлической .стенки 5 которого расположены продольные наружные карманы б, сообщающиес  своими полост ми через отверсти  в стенке 5 с центральной полостью 7 тигл . На дне последней размещен графитовый диск 8, а сама полость 7 заполнена кристаллами соли 9 BaClji.

Печь работает следукщим образом

От высокочастотного машинного гене ратора (не показан) напр жение подаетс  на индуктор 3. Металлическа  стенка 5 тигл  4 разогреваетс  вследствие, прохождени  по- .нему индуцированного тока, замыкающегос  по периметру этой стенки 5 и карманов б. вначале соль 9 в полости 7 плавитс  у стенки 5, затем расплавл етс  объем ее в карманах 6. ;По мере расплавлени  соли 9 в карманах б часть тока начинает шунтироватьс  расплавом вследствие его электропроводности. Расплавление в карманах б идет быстрее, по сравнению с объемом соли 9 в полости 7, за счет меньшей площади полостей карманов б, за счет сн ти  тепла со стенок карманов б и за счет дополнительного прохождени  тока через сам расплав в них. Благодар , проходу тока через расплав в карманах б уменьшаетс  теплонапр женность стенки 5 тигл  4, поэтому температура ее не превышает температуру расплава. В то же врем  увеличиваетс  скорость нагрева расплава в карманах б и соль 9 начинает интен сивно циркулировать .(ее расплав) что показано стрелками на фиг. 3. Каждый карман б дает свой замкнутый контур циркул ции, при этом нагретые слои поднимаютс  вверх и уход т в холодную зону к центру по зеркалу расплава, кристаллическа  же часть оседает на дно, обеспечива  приток холодных слоев в зону нагрева - придонную часть тигл  4 (донна  часть имеет температуру выше за счет меньшего излучени  тепла по сравнению с зеркалом расп.лава) . Таким образом, карманы б создают перегретые зоны по отношению к объему, а значит обеспечивают циркул цию слоев. Дл  обеспечени  чистоты расплава на дно тигл  4 размещен графитовый диск 8, удерживаемый от всплыти  донышками карманов (см. фиг. 3) . в процессе работы образующиес  окислы тигл  4, заготовок и т.п. попада  на графит (оседа ), восстанавливаютс , .а газы уход т через расплав в выт жной зон 2. При этом расплав кипит пузырьками , что, в свою очередь/ способствует интенсивному перемешиванию и уравниванию температуры расплава по высоте объема расплава в тигле.

Изобретение позвол ет повысить долговечность работы металлического тигл  в зоне высоких температур при индуктивном нагреве за счет, выполнени  его с наружными продольными карманами, посредством которых снимаетс  теплонапр женность стенок тигл  и увеличиваетс  циркул ци  нагретых слоев (местные перегревы расплава), позвол юща  ликвидировать

ВОЗМОЖНОСТЬ Перегрева донной части тигл . Все это позволит повысить и надежность работы тигл .

Claims (3)

1.Крылова П.А. Электрические сол ные печи и ванны. М., 1967, с. 28, рис. 2-1.

2.Авторское свидетельство СССР № 449938, кл. С 21 О 1/46, 1972,

3. Вайнберг A.M. Индукционные плавильные печи. М., 1967, с. 160-161, рис. 9-6.