SU1085023A1 - Погружной индукционный нагреватель дл металлического расплава - Google Patents

Abstract

1, ПОГРУЖНОЙ ИНДУКЦИОННЫЙ НАГРЕВАТЕЛЬ ДЛЯ, МЕТАЛЛИЧЕСКОГО РАСПЛАВА , содержащий кожух из жаропрочного материала, в котором выполнен сквозной канаш, охваченный заключенным в кожух индуктором, выполненным в виде кольцевого магнитопровода с охватывающей его тороидальной обмоткой , отличающийс  тем, что, с целью повышени  срока службы нагревател , он снабжен вторым идентичным индуктором, заключенным в кожух симметрично указанному, обмотки индукторов соединены синфазно, а в кожухе по оси симметрии перпендикул рно каналу выполнено сквозное отверстие . , 2. Нагреватель по п.1, отличающий с  тем, что участок сквозного канала в месте пересечеi . ни  с отверстием выполнен дугообразным , причём угол между касательными (Л в крайних точках дугообразной части составл ет 60-90° . 00 ел ю со

Description

Изобретение относитс  к нагревател м расплавов металлор и может быть использовано дл  обработки ме аллов , сплавов и флюсов в литейном машиностроительном и т.п. производствах . Известен погружной индукционный нагреватель дл  нагрева металлического расплава, содержащий тороидаль ную катушку перемен;ого тока, заклю ченную в выполненный из жаропрочного материала кожух, кольцевой формы со сквозным каналом по вертикальной оси, выполненным в форме усеченного конуса. Течение металлического расплава через сквозной канал определ етс  тем, что электромагнитна  сила на выходе сквозного канала больше электромагнитной силы на его выходе 1 . Однако это течение недостаточно интенсивно. В результате происходит сильный нагрев кожуха вблизи канала Больша  разность температур кожуха в разных участках и размыв поверхности сквозного канала из-за агрессивности среды сокращает срок службы нагревател  и ограничивает его мощность. Наиболее близким по тexни :ecкoмy существу к изобретению  вл етс  погружной индукционный нагреватель дл  металлического расплава, содержащий кожух из жаропрочного материала, в котором выполнен сквозной канал, охваченный заключенным в кожух индуктором , выполненным в виде кольцевого магнитопровода с охватывающей его торридальной обмоткой. В известном устройстве интенсивность .перемешивани  увеличена с помощью дополнительного цилиндра C2j, Однако из-за размыва поверхности сквозного канала происходит выравнивание электромагнитных сил на входе и выходе сквозного канала, в результате чего скорость течени  через канал снижаетс  до нул , устройство быстро перегреваетс  и выходит из стро . Срок службы такого нагревател  составл ет около 1,5-3 мес. Целью изобретени   вл етс  увеличение срока службы нагревател . Поставленна  цель достигаетс  тем, что погружной индукционный нагреватель дл  металлического расплава , содержащий кожух из жаропрочного материала, в котором выполнен скв.озной канал, охваченный заключенным в кожух индуктором, выполненным в виде кольцевого магнитопровода с охватывающей его тороидальной обмоткой, снабжен вторым идентичным индуктором , заключенным в кожух симметрично указанному обмотки индукторов соединены синфазно, а в кожухе по оси симметрии перпендику. рно каналу выполнено сквозное отверстие. Дл  интенсификации, перемешивани  расплава участок сквозного канала в месте пересечени  с отверстием выполнен дугообразным, причем угол между касательными в крайних точках дугообразной части составл ет 60-90. На фиг. 1 показан погружной индукционный нагреватель с пр мым сквозным каналом, на котором стрелками показано направление движени  металлического расплава, общий вид; на фиг. 2 - тороидальные катушки с обмотками; на фиг. 3-5 - варианты выполнени  погружного нагревател  с дугообразной формой сквозного канала между замкнутыми магнитопроводами . Погружной индукционный нагреватель содержит замкнутый магнитопровод 1 с обмоткой 2, подключенной к источнику 3 переменного тока. Магнитопровод 1 с обмоткой 2 помещен в выполненный из жаропрочного материала кожух 4 со сквозным каналом 5 по оси. Нагреватель также снабжен дополнительным замкнутым магнитопроводом 6 с обмоткой 7 переменного тока, охватывающим сквозной канал 5, а в кожухе 4 выполнено соединенное со сквозным каналом 5 всасывающее отверстие 8, расположенное между замкнутыми магнитопроводами 1 и б. Обмотки 2 и 7 переменного тока соединены между собой синфазно. Сквозной канал 5 может быть выполнен с дугообразным участком, расположенным между замкнутыми магнитопроводами , -при этом всасывающее отверстие 8 соединено с дугообразным участком, а угол между касательными к ос м дугообразной Чс1сти в крайних точках дуги составл ет 60-90° (фиг. 3-5) Устройство работает следующим образом. После того, как нах-реватель помещаетс  в ванну с расплавом с пониженной температурой, обмотки 2 и 7 полключаютс  к источнику 3 переменного тока и начинаетс  нагрев расплава . В магнитопроводах 1 и 6 возбуждаютс  переменные потоки. Угол сдвига фаз этих магнитных потоков равен нулю. В результате токи, индуцируемые во всасывающем отверстии В, имеют противоположные направлени  и взаимно компенсируютс . Электромагнитные силы во всасывающем отверстии 8 равны нулю. В результате наличи  на выходах сквозного канала 5 электромагнитных сил от взаимодействи  индуцируемого тока с его собственным магнитным полем происходит всасывание металлиЧеского расплава через всасывающее отверсти-е 8 и вход его по обоим направлени м сквозного канала 5. Скорость течени  расплавленного металла определ етс  величиной электромагнитных сил на выходах сквозного канала 5, в то врем  как во всасывающем отверстии 8 электромагнитна  сила равна нулю. I Электрический ток проходит через сквозной канал 5 и замыкаетс  в ванне. На обоих выходах канала 5 плотность тока в сторону ванны снижаетс  и, следовательно, электромагнитные силы тоже направлены от обоих выходов канала 5 в сторону ванны. При наличии дугообразного участка сквозногоКанала между замкнутыми магнитопроводами 1 и б в результа те взаимодействи  тока в каждой ветви дугообразного участка сквозного канала с магнитным полем тока соседней ветви возникает вихрева  электро магнитна  сила, создающа  дополни-тельный отсасывающий эффект из всасывающего отверсти  8. В результате скорость сквозного течени  увеличиваетс  на 20%. Однако если угол меж ду касательными к ос м дугообразной части будет меньше 60, потенциальна  составл юща  электромагнитной силы будет превалировать и действие вихревой составл ющей, вызывающей дополнительный отсасывающий эффект, станет малоэффективным. Если угол между ветв ми дугообразного участка сквозного-каната выполнить больше чем 90, то согласно закончу Био-Савара, взаимодействие электрического тока, проход щего по одной ветви, с магнитным полем тока соседней становитс  просто невозможно и, следовательно, не будет ни дополнительной вихревой магнитной силы, ни дополнительного отсасывающего эффекта. Таким образом, в предлаг; ;емом устройстве происходит интенсивное перемешивание расплава за счет взаимодействи  электромагнитных сил и исключены зоны перегрева, поэтому срок службы устройства определ етс  только стойкостью выбранной футеровки к расплаву и превышает срок службы известного нагревател  в 2 раза.

т

фиг.

Claims (2)

1. ПОГРУЖНОЙ ИНДУКЦИОННЫЙ НАГРЕВАТЕЛЬ ДЛЯ. МЕТАЛЛИЧЕСКОГО РАСПЛАВА, содержащий кожух из жаропрочного материала, в котором выполнен сквозной канал, охваченный заключенным в кожух индуктором, выполненным в виде кольцевого магнитопровода с охватывающей его тороидальной обмоткой, отличающийся тем, что, с целью повышения срока службы нагревателя, он снабжен вторым идентичным индуктором, заключенным в кожух симметрично указанному, обмотки индукторов соединены синфазно, а в кожухе по оси симметрии перпендикулярно каналу выполнено сквозное отверстие.

2. Нагреватель по п.1, отличающий ся тем, что участок сквозного канала в месте пересечения с отверстием выполнен дугообраэ- <£ ным, причем угол между касательными в крайних точках дугообразной части составляет 60-90° .

SU Г