RU2098729C1

RU2098729C1 - Cover for induction furnace

Info

Publication number: RU2098729C1
Application number: RU95115016A
Authority: RU
Inventors: Юрий Александрович Сидоренко; Дмитрий Андреевич Агафонов; Валерий Николаевич Ефимов
Original assignee: Юрий Александрович Сидоренко; Дмитрий Андреевич Агафонов; Валерий Николаевич Ефимов
Priority date: 1995-08-22
Filing date: 1995-08-22
Publication date: 1997-12-10

Abstract

FIELD: metallurgy; design and manufacture of metallurgical induction furnaces. SUBSTANCE: cover includes metal framework with refractory lining arranged inside it. Metal framework is made in form of lattice provided with circular bandage located over perimeter of refractory lining and connected with upper member of lattice. Lattice members are interconnected by means of threaded joints fitted in insulating sleeves. EFFECT: improved design.

Description

Изобретение относится к металлургии, в частности к металлургическому оборудованию, и может быть использовано при конструировании и изготовлении индукционных металлургических печей. The invention relates to metallurgy, in particular to metallurgical equipment, and can be used in the design and manufacture of induction metallurgical furnaces.

Индукционные металлургические печи с целью уменьшения тепловых потерь и обеспечения безопасности обслуживающего персонала снабжаются теплозащитными крышками. Induction metallurgical furnaces are equipped with heat-shielding covers to reduce heat losses and ensure the safety of maintenance personnel.

Конструкции крышек могут быть самыми разнообразными: их делают откидными, поворотными, раздвижными, подъемными и т.д. The designs of the covers can be very diverse: they are made folding, swivel, sliding, lifting, etc.

Известна конструкция крышки, разработанная фирмой "Индактотерм", США [1] Фирма является крупнейшим в мире производителем индукционных печей и устанавливает крышки данной конструкции на печи средней и малой мощности (до 500 кВт). Крышка представляет собой цельнолитой купол, изготовленный из легковесного огнеупорного материала на основе оксида алюминия. В верхнюю часть купола вмонтированы четыре резьбовых шпильки для крепления крышки к подъемно-поворотному механизму ручного управления. A known lid design developed by Indactoterm, USA [1]. The company is the world's largest manufacturer of induction furnaces and installs lids of this design on medium and low power furnaces (up to 500 kW). The lid is a one-piece dome made of lightweight alumina-based refractory material. Four threaded rods are mounted in the upper part of the dome for attaching the cover to the manual lifting and turning mechanism.

Основным недостатком крышек данной конструкции является малый срок их службы. Как показала практика, уже через 2-4 недели после начала эксплуатации происходит расшатывание вмонтированных в корпус крышки шпилек, образование сквозных радиальных трещин корпуса и разваливание крышки на отдельные части. The main disadvantage of the covers of this design is their short life. As practice has shown, already 2-4 weeks after the start of operation, loosening of the studs mounted in the lid body occurs, the formation of through radial cracks in the body and the lid breaks into separate parts.

Известна конструкция крышки, включающая изготовленный из листовой стали корпус, который футеруется изнутри огнеупорными материалами [2]
Данная конструкция крышки наиболее близка к заявляемой и принята за прототип.A known design of the lid, comprising a housing made of sheet steel, which is lined from the inside with refractory materials [2]
This cover design is closest to the claimed and adopted as a prototype.

Крышки данной конструкции тяжелы и требуют гидравлических или иных механизированных приводов для управления процессом их перемещения. The covers of this design are heavy and require hydraulic or other mechanized drives to control the process of their movement.

Наиболее существенным недостатком крышки прототипа является невозможность ее использования для плавки неэлектропроводных материалов, например, шлаков, в индукционных печах, укомплектованных графитовыми, карбидокремниевыми или иными электропроводными тиглями. The most significant disadvantage of the cover of the prototype is the inability to use it for melting non-conductive materials, for example, slag, in induction furnaces equipped with graphite, silicon carbide or other conductive crucibles.

Проблема заключается в том, что в отсутствие экранирующей металлической садки в печи электромагнитное поле индуктора наводит в массивном сплошном металлическом каркасе крышки токи, приводящие к разогреву крышки и представляющие опасность для обслуживающего персонала. The problem is that in the absence of a shielding metal charge in the furnace, the electromagnetic field of the inductor induces currents in the massive continuous metal frame of the lid that cause the lid to heat up and pose a danger to the operating personnel.

На фиг. 1 изображена предлагаемая крышка в разрезе; на фиг. 2 то же, вид сверху; на фиг. 3 узел А на фиг. 1. In FIG. 1 shows the proposed cover in section; in FIG. 2 same, top view; in FIG. 3, node A in FIG. one.

Предлагаемая конструкция крышки (фиг. 1) отличается тем, что металлический каркас изготавливается в виде сетки, сетка имеет кольцевой бандаж 1 по периметру огнеупорной футеровки 2, а элементы сетки 3, включая и бандаж 1, разомкнуты и соединены между собой с помощью резьбовых деталей 4 через электроизоляционные втулки 5. The proposed design of the cover (Fig. 1) is characterized in that the metal frame is made in the form of a mesh, the mesh has an annular band 1 around the perimeter of the refractory lining 2, and the mesh elements 3, including the band 1, are open and interconnected using threaded parts 4 through electrical insulating bushings 5.

Огнеупорная футеровка крышки 2 удерживается опоясывающим ее по периметру стяжным бандажом 1, соединенным с верхними элементами сетки 3. Крепление крышки к подъемно-поворотному механизму 6 осуществляется с помощью резьбовых шпилек 7, приваренных к верхним элементам сетки 3. The refractory lining of the lid 2 is held by a tightening band 1 surrounding it along the perimeter, connected to the upper elements of the mesh 3. The lid is fastened to the lifting and turning mechanism 6 by means of threaded rods 7 welded to the upper elements of the mesh 3.

Сущность изобретения заключается в том, что замена сплошного металлического каркаса на сетку с разомкнутыми элементами позволяет избежать индукционного разогрева сетки электромагнитным полем индуктора печи, уменьшает тем самым, опасность ожогов и электрического поражения обслуживающего персонала и делает возможным использование данной крышки для плавки неэлектропроводных материалов, например шлаков, в индукционных печах, укомплектованных графитовыми, карбиднокремниевыми или иными электропроводными тиглями. The essence of the invention lies in the fact that replacing a solid metal frame with a grid with open elements avoids induction heating of the grid with the electromagnetic field of the furnace inductor, thereby reducing the risk of burns and electric shock to personnel and makes it possible to use this cover for melting non-conductive materials, such as slags , in induction furnaces equipped with graphite, silicon carbide or other conductive crucibles.

Опытный экземпляр крышки предлагаемой конструкции был изготовлен, установлен на индукционную печь фирмы "Индактотерм" и испытан в производственных условиях (максимальная мощность печи 200 кВт, частота переменного тока 800-1000 Гц, емкость графитового или карбидно-кремниевого тигля от 50 до 80 л). В тигель загружали и плавили шлаки и другие неэлектропроводные в твердом состоянии материалы. Температура шлака перед сливом из печи составляла 1250-1300^oC.A prototype cover of the proposed design was made, installed on an Indactoterm induction furnace and tested under production conditions (maximum furnace power 200 kW, alternating current frequency 800-1000 Hz, capacity of graphite or silicon carbide crucible from 50 to 80 l). Slag and other solid non-conductive materials were loaded and melted into the crucible. The temperature of the slag before draining from the furnace was 1250-1300 ^o C.

Стяжной бандаж крышки 1 и другие элементы сетки были изготовлены из ленты нержавеющей стали (может быть использован и другой стойкий к коррозии металл). Толщина ленты составляла 2 мм, ширина 30 мм. Электроизоляционные втулки 5 были выточены токарным способом из асбоцемента. Для соединения элементов сетки были использованы резьбовые детали 4: болты и гайки (М10). Огнеупорная футеровка крышки 2 была изготовлена из легковесных шамотовых кирпичей. Крепление крышки к подъемно-поворотному механизму осуществляли посредством четырех резьбовых шпилек 7, приваренных к верхним элементам сетки 3. Крышка имела небольшой вес (не более 18 кг) и легко управлялась с помощью обычного ручного привода. The lining tie band 1 and other mesh elements were made of stainless steel tape (other corrosion-resistant metal may also be used). The tape was 2 mm thick and 30 mm wide. The electrical insulating bushings 5 were turned by turning from asbestos cement. To connect the mesh elements, threaded parts 4 were used: bolts and nuts (M10). The refractory lining of cover 2 was made of lightweight chamotte bricks. The cover was attached to the lifting-and-turning mechanism by means of four threaded rods 7 welded to the upper elements of the net 3. The cover had a small weight (not more than 18 kg) and was easily controlled using a conventional manual drive.

Второй опытный экземпляр крышки отличался от вышеописанного лишь тем, что в качестве огнеупорной футеровки, вмонтированной в металлическую сетку с разомкнутыми элементами, использовали цельнолитой легковесный (на основе оксида алюминия) купол крышки производства фирмы "Индактотерм". The second prototype of the lid differed from the above only in the fact that as a refractory lining mounted in a metal mesh with open elements, we used a solid cast lightweight (based on aluminum oxide) dome cover manufactured by Indactoterm.

Испытания опытных образцов показали, что эксплуатация крышек в течение трех месяцев каких-либо видимых повреждений в элементах сетки или футеровке не вызывает, индукционного нагрева деталей крышки не наблюдается. Tests of prototypes showed that the operation of the covers for three months does not cause any visible damage to the mesh elements or the lining, and induction heating of the cover parts is not observed.

Таким образом, использование предлагаемой конструкции крышки для индукционных печей позволяет существенно расширить сферу их применения. Thus, the use of the proposed cover design for induction furnaces can significantly expand the scope of their application.

Claims

A cover for induction furnaces containing a metal frame and a refractory lining installed therein, characterized in that the metal frame is made in the form of a mesh of open elements, provided with a coupling annular bandage located along the perimeter of the refractory lining and connected to the upper mesh elements, the mesh elements being connected among themselves threaded parts installed in electrical insulating sleeves.