Плавильний тигель

Плавильний тигель, що містить індукційну систему електромагнітного перемішування, охолоджувач, виконаний із вертикальних секцій, з'єднаних в нижніх і верхніх своїх частинах колекторами для забезпечення циркуляції охолоджуючого агента, який відрізняється тим, що секції охолоджувача виконані випуклими в бік розплаву, з мінімальною товщиною перерізу у центрі секції та мінімальною по краях, при цьому максимальний переріз каналу охолоджуючого агента розташований у центрі секції Пропонований винахід відноситься до області металурги, зокрема до обладнання для плавки і лиття металів, переважно з використанням електронно-променевого нагріву секцій, що негативно відбивається на інтенсивності поля індуктора В мідних секціях, внаслідок малого питомого опору і великого перерізу, проходить наведення вихрових струмів у ТІЛІ секцій Поле цих струмів справляє екрануючу дію на проникнення поля індуктора в глибину тигля, оскільки воно направлено в протифазі по відношенню до основного поля, а це призводить до зниження інтенсивності основного поля тигля Значне збільшення поперечного перерізу охолоджувача тигля віддаляє індуктор від металу, внаслідок чого між індуктором і металом з'являється значний хвильовий опір вакуумного зазору, що також призводить до зниження інтенсивності електромагнітного поля індуктора ВІДОМІ ТИГЛІ, ЩО складаються із охолоджува ча, розміщеного в системі електромагнітного перемішування, що охоплює його бокову поверхню Для плавки різних металів і сплавів при електронно-променевій технологи, як правило, застосовуються тиглі, охолоджувачі яких виготовлені із матеріалу з високою теплопровідністю, зокрема із МІДІ Для зняття перегріву внутрішньої частини охолоджувача, з якою контактує метал під час плавки, в каналі подається холодоагент, зазвичай для цього застосовують воду Конструктивно тиглі виконано у вигляді мідних трубок, розміщених вертикально або у вигляді прямокутних профілів, які формують циліндричну поверхню У верхній та нижній частинах циліндричного охолоджувача розміщені колектори, по яких подається і відводиться охолоджуюча рідина [1,2] Недоліком запропонованих пристроїв є наявність суттєвого зазору між індуктором та металом, великі габарити тигля і складність його конструкції Найбільш близький до пропонованого є тигель [3], в якому верхня та нижня його частини оснащені колекторами, з'єднаними з верхніми та нижніми кінцями порожнистих елементів, що забезпечує як циркуляцію охолоджуючої рідини знизу вверх, та магнітопрозорість В цьому тиглі охолоджувач виконано із секцій, установлених вертикально Недоліком є великий поперечний переріз Зоя Метою пропонованого винаходу є підвищення інтенсивності перемішування металу в тиглі за рахунок зменшення зазору між металом і системою перемішування Поставлена мета досягається тим, що в плавильному тиглі, який містить індукційну систему електромагнітного перемішування та охолоджувач, виконаний із вертикальних секцій, з'єднаних у нижніх та верхніх своїх частинах колекторами для забезпечення циркуляції охолоджуючого агента, згідно з винаходом, секції охолоджувача виконані випуклими в бік розплаву з максимальною товщиною перерізу в центрі секції і мінімальною по краям При цьому максимальний переріз каналу охолоджуючого агента розміщений також у центрі секції Суть винаходу пояснюється рисунком, де на фіг 1 представлено загальний вигляд тигля, а на фіг 2 - переріз А-А на фіг 1 ю CO 43579 Пристрій містить охолоджувач, набраний із мідних вертикальних секцій 1, виконаних випуклими в бік розплаву, в середині яких виконані канали 2 для циркуляції води Між секціями існують ізолювальні прокладки 3 Висота секцій більша, ніж висота системи електромагнітного перемішування розплаву Подача та злив здійснюється через нижній 4 та верхній 5 колектори Система електромагнітного перемішування металу охоплює бокову поверхню охолоджувача і складається з індуктора 6 та магнітопровода 7 Пристрій працює таким чином При проведенні плавки, після наедення з допомогою нагрівача початкової рідкометалевої ванни (не показано) в тиглі на індуктор 6 подають живлення від джерела змінного струму, наприклад, промислової частоти Поле індуктора 6 індукує в металі струми, які, взаємодіючи з цим полем, забезпечують циркуляцію (перемішування) металу За рахунок того, що стінки охолоджувача виконані із профільованих секцій 1, стики яких по суті перпендикулярні напрямку струму, що наводиться у розплаві, суттєво знижений ступінь екрануючого впливу охолоджувача на проникнення магнітного поля у розплав Тепловідвід у процесі плавки здійснюється за рахунок циркуляції в порожнинах 2 води Наявність ізолювальних прокладок 3 забезпечує розділення секцій між собою та запобігає утворенню розрядів між сусідніми секціями Виконання секцій профільованими з мінімальною товщиною в МІСЦІ стику, забезпечуючи мінімальний зазор між металом та індуктором, зводить до міні муму екрануючий вплив охолоджувача і підвищує інтенсивність перемішування розплаву Наявність випуклих секцій і їх мінімальна товщина, наприклад, від 0 до 7 мм в області стику дозволяє підвищити інтенсивність премішування у порівнянні з охолоджувачами, виконаними із мідних труб або прямокутних секцій, розміщених вертикально, на 10-40% Виготовлення тигля із пропонованих секцій дозволяє заощадити до 20% МІДІ та збільшити об'єм металу в тиглі до 10% Зниження енергоспоживання при цьому, за рахунок підвищення ефективності поля, складає 10-15% Пропоновані тиглі можливо одержувати суцільнолитими, здійснюючи заливку у форму, спеціально приготовлену для даного типорозміру тигля, що дозволить зменшити трудовитрати при виготовленні тигля приблизно на 50% Дане технічне рішення може бути використане для масового виготовлення холодних тиглів, переважно при використанні концентрованих поверхневих джерел нагріву (електронний промінь, плазмовий нагрів) для інтенсифікації тепломасопереносу розплаву у тиглі Література 1 Тир Л П , Фомин Н И Современные методы индукционной плавки, М , 1975 2 Ю П Петров, Д Г Ратников Холодные тигли М , Металлургия, 1972 3 Патент Великобритании № 1279386, C7D/c21c5/56 А Фіг. 1 43579 Фіг. 2 Тираж 50 екз. Відкрите акціонерне товариство «Патент» Україна, 88000, м. Ужгород, вул. Гагаріна, 101 (03122) 3 - 7 2 - 8 9 (03122) 2 - 5 7 - 0 3 43579