Магнітодинамічна установка для нагріву та розливу рідких металів

1. Магнітодинамічна установка для нагрівання та розливу рідких металів і сплавів, що містить основу, раму, тигель, горизонтально розміщений корпус індукційної частини з вогнетривким блоком, два індуктори, електромагніт, механізм нахилу, джерело електроживлення, яка відрізняється тим, що в днищі корпусу індукційної частини на ділянці розміщення полюса електромагніта встановлені квадратна вставка з набором принаймні з двох легкознімних плоских радіаторів з немагнітної сталі, ізольованих один від одного та від корпусу індукційної частини установки, причому в корпусі кожного з радіаторів виконані внутрішні канали для протікання охолоджуючої води. 2. Магнітодинамічна установка за п. 1, яка відрізняється тим, що лінійний розмір сторони вставки дорівнює 1,2-1,3 зовнішнього діаметра котушки електромагніта. (19) UA (11) (21) 2003010758 (22) 28.01.2003 (24) 17.07.2006 (46) 17.07.2006, Бюл. № 7, 2006 р. (72) Погорський Віктор Костянтинович, Дубодєлов Віктор Іванович, Горюк Максим Степанович (73) ФІЗИКО-ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ІНСТИТУТ МЕТАЛІВ ТА СПЛАВІВ НАЦІОНАЛЬНОЇ АКАДЕМІЇ НАУК УКРАЇНИ (56) SU, 288 183, A, 03.12.1970 SU, 866 396, A, 25.09.1981 SU, 954 175, A, 30.08.1982 SU, 1 388 181, A1, 15.04.1988 UA, 20 415, A, 15.07.1997 RU, 2 185 583, C2, 20.03.2002 GB, 575 780, A, 05.03.1946 US, 2 415 974, A, 21.04.1945 US, 2 494 501, A, 03.05.1946 US, 4 385 080, A, 24.05.1983 JP, 61-033761, A, 17.02.1986 JP, 03-275262, A, 05.12.1991 Вайнберг А.М., Индукционные плавильные печи. Учебное пособие для вузов. Изд. 2-у, пепераб. И доп. М.: Энергия, 1967, с.270-287, 301-327, 394407 C2 2 61410 1 3 61410 4 льно розташованого каналу Ш-подібної форми, нює 1,2-1,3 зовнішнього діаметра (D) котушки еледвох індукторів та додатковою електромагніта [а.с. ктромагніту. №288183 СССР, МПК7 Η05В5/02). Нагрів металу в На Фіг.1 представлений ескіз магнітодинамічтакій печі здійснюється за допомогою індуктованоної установки для нагріву і розливки рідких металів го в каналах електричного струму, а розливка розі сплавів, вид збоку. плаву відбувається під дією електромагнітних сил, На Фіг.2 - вид зверху. що створюються в каналах на ділянці розташуванМагнітодинамічна установка складається з тиня полюса електромагніта. Недоліком даної печі є гля 1, до передньої стінки, якого прикріплений гозначні витрати електроенергії для видачі рідкого ризонтально розташований корпус 2 індукційної металу по металопроводу, що встановлюється в частини установки з вогнетривким блоком 3 і потигель печі на центральну ділянку Ш-подібного рожнистими каналами 4. Індукційна частина має каналу. Окрім цього, стійкість металопроводів у два індуктори 5 та електромагніт 6 з котушкою середовищі високотемпературних сплавів, особелектроживлення. Усі ці вузли розташовані на рамі ливо чавуну і сталі, дуже низька. Це стримує за7, що спирається на основу 8. Установка має местосування таких печей в процесах розливки висоханізм 9 для нахилу і компенсації рівня рідкого котемпературних металів у металургії та металу на зливальному носку 10. У днищі корпусу ливарному виробництві. 2 індукційної частини на ділянці розміщення полюПрототипом запропонованої установки є магсу електромагніта 6 встановлена квадратна вставнітодинамічний міксер-дозатор, що складається з ка 11 з набором легкознімних радіаторів 12 з нетигля та горизонтально розташованої індукційної магнітної сталі. У корпусі кожного радіатора частини. Ці вузли встановлені на рамі, що кріпитьвиконані внутрішні канали 13 для протоку охолося до основи міксера. Індукційна частина містить джуючої води. зварений з листової сталі корпус, два індуктори, Установка працює таким чином. електромагніт і носок для розливки металу. Міксер До тигля 1 заливають рідкий метал. Він заповоснащений механізмом нахилу і стабілізації рівня нює у вогнетривкому блоці 3 канали 4. Навколо металу на зливальному носку [Погорский В.К. Миіндукторів 5 утворюються коротко замкнуті витки з ксер-дозатор для интенсивного подогрева и разрідкого металу. При включенні в мережу промисливки чугуна // Процессы литья. - 1994. -№3.- С.81лової частоти котушок індукторів у каналах індук88]. тується електричний струм І, під дією якого відбуНедоліком даної установки є те, що корпус інвається нагрів металу в каналах. Тепло з каналів 4 дукційної частини виконаний з листової сталі судо тигля 1 передається за рахунок циркуляції мецільної конструкції. При включенні котушки електталу між каналом та тиглем. Інтенсивність нагріву ромагніта в мережу промислової частоти на металу залежить від потужності індукційної часділянці розташування його полюса створюється тини. магнітне поле. Воно наводить у металевому корВ режимі розливки металу встановлюють вихіпусі вихрові струми, що його нагрівають. Нагрів дний рівень розливки металу на носку 10. Вклюкорпусу залежить від потужності електромагніта. чають котушку електромагніта 6. Створюється маПеріодичне включення електромагніта призводить гнітне поле В, що впливає на рідкий метал зі до циклічного нагріву і охолодження корпуса та, як струмом в каналі вогнетривкого блоку 3. При цьонаслідок, його коробления. Окрім цього, в корпусі му в рідкому металі виникає електромагнітна сила виникають електродинамічні зусилля та його вібF, під дією якої рідкий метал нагнітається на злирація. Додаткові теплові і динамічні навантаження вальний носок 10 і далі надходить у металоприйпередаються на вогнетривкий блок та сприяють мач 14. його руйнуванню. Корпус індукційної частини, як правило, викоВ основу винаходу поставлена задача - ствонується зварним з листового металу. При вклюрити установку для розливки металу, у якій значно ченні котушки електромагніту в мережу промислозменшуються втрати потужності електромагніта на вої частоти магнітний потік перетинає корпус нагрів корпусу індукційної частини, силові та тепіндукційної частини. Перпендикулярно вектору лові навантаження на вогнетривкий блок, стабілімагнітної індукції в корпусі наводяться вихорові зуються умови його роботи. струми. Під дією цих струмів відбувається нагрів Поставлена задача досягається тим, що в макорпусу. Окрім цього, у корпусі виникають електгнітодинамічній установці для нагрівання та розродинамічні зусилля, величина яких залежить від ливу металів і сплавів, що містить основу, раму, величини наведених вихорових струмів. Під дією тигель, горизонтально розміщений корпус індукцих сил у корпусі виникає вібрація з подвоєною ційної частини вказаної установки з вогнетривким частотою електричного струму. блоком, два індуктори, електромагніт, механізм На створення вихорових струмів додатково нахилу, джерело електроживлення, відповідно до витрачається потужність електромагніту. Періодивинаходу, в днищі корпусу індукційної частини чне включення електромагніту спричиняє частий установки на ділянці розміщення полюсу електронагрів й охолодження корпусу та його коробления. магніта встановлені квадратна вставка з набором, Додаткові електродинамічні та теплові навантапринаймні, з двох легкознімних плоских радіаторів ження передаються на вогнетривкий блок, що з немагнітної сталі, ізольованих один від одного та сприяє його руйнуванню. від корпусу індукційної частини установки, причому Для зменшення потужності електромагніту, в корпусі кожного з радіаторів виконані внутрішні величини вихорових струмів, негативних динамічканали для протікання охолоджуючої води. Окрім них і теплових ефектів у днищі корпусу індукційної цього, лінійний розмір (а) сторони вставки дорівчастини встановлена вставка, виконана не із су 5 61410 6 цільного сталевого листа, а з набору принаймні з залежать від розмірів котушки електромагніта. двох плоских радіаторів з немагнітної сталі, наприОптимальним є виготовлення вставки квадратної клад X18Н10Т. форми. Лінійний розмір (а) її сторони дорівнює 1,2При такому виконанні корпусу зменшуються: 1,3 зовнішнього діаметру (D) котушки електровеличина вихорових струмів; нагрів корпусу та магніта. потужність втрат електромагніту; електродинамічТаким чином, виконання в днищі корпусу встана вібрація корпусу індукційної частини. Для униквки та легкознімних плоских радіаторів з немагнітнення утворення короткозамкнутих витків радіатоної сталі дозволяє зменшити потужність втрат ри ізольовані один від одного та від корпусу електромагніту, величину електродинамічних зуіндукційної частини. Для зручності обслуговування силь і нагріву корпусу в індукційній частині, значно радіатори виконані легкознімними, а для стабіліполіпшити експлуатаційні параметри й умови розації теплових умов вогнетривкого блоку в кожноботи магнітодинамічної установки для розливки му радіаторі виконані внутрішні канали для охолорідких металів. дження їх проточною водою. Розміри вставки Комп’ютерна верстка Т. Чепелева Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601