погружное приспособление и.и.ковалевского для перекачки жидкого металла из ванн индукционных канальных печей

Формула изобретения

Погружное приспособление для перекачки жидкого металла из ванн индукционных канальных печей, содержащее металлопровод, соединенный с каналом, выполненным в виде огнеупорной трубки, разомкнутый магнитопровод, в зазоре которого расположен участок канала, сообщающийся с металлопроводом, а замыкающая часть магнитопровода расположена со стороны металлопровода, отличающееся тем, что, с целью упрощения конструкции, экономии электроэнергии, уменьшения материалоемкости, упрощения эксплуатации и улучшения условий безопасности, оно снабжено электроизоляционным листом, в котором установлена огнеупорная трубка, причем разомкнутый магнитопровод имеет индивидуальный тепловой экран.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к литейному производству, в частности к средствам перекачки жидкого металла из ванн индукционных канальных печей к металлоприемнику.

Известна индукционная канальная печь, в которой для слива металла из печи устанавливают металлопровод на местное сужение в подовой части ванны [1] . Металлопровод выполнен заодно с перегородками, предназначенными для образования электрического тока в расплаве в местном сужении под металлопроводом. Перекачка расплава из печи осуществляется включением на переменное напряжение обмоток разомкнутого магнитопровода, установленного под ванной и в зазоре которого расположено местное сужение подовой части ванны под металлопроводом.

Недостатком известной печи является сложность конструкции ввиду необходимости выполнения местного сужения, потребления электроэнергии обмотками разомкнутого магнитопровода, большая материалоемкость, так как требуется наличие обмоток разомкнутого магнитопровода, большие потери электроэнергии за счет увеличенного зазора магнитопровода, охватывающего снаружи ванны печи местное сужение. Величина зазора зависит от толщины стенки ванны печи в местном сужении, что практически делает невозможным ее применение в качестве раздаточной в многотоннажном исполнении. Выполнение сужения ванны печи тонкостенным ухудшает условия техники безопасности. Установка металлопровода торцовой частью на местное сужение ухудшает условия эксплуатации, так как между торцом металлопровода и поверхностью суженной части ванны печи образуется высокая плотность тока, что приводит к прирастанию металлопровода к суженной части ванны, а также к образованию электромагнитных сил, действующих на металл вдоль наружных стенок металлопровода, что образует завесу и препятствует вхождению металла в металлопровод. Увеличенный зазор и образование завесы снижают КПД печи.

Известно устройство для заливки металла, выбранное в качестве прототипа, содержащее корпус с размещенным в нем каналом, сообщающимся с ванной для металла и образующим с ней замкнутый виток вокруг замкнутого магнитопровода с обмоткой переменного тока, металлопровод для слива металла, соединенный с каналом, и разомкнутый магнитопровод, в зазоре которого расположен участок канала, сообщающийся с металлопроводом, причем замыкающая часть магнитопровода расположена со стороны металлопровода [2] .

Недостатком известного устройства является большой объем вытесняемого металла при погружении его в ванну с расплавом, сложность конструкции, потребление электроэнергии обмоткой замкнутого магнитопровода, наличие индуктора и подводящих электроэнергию проводов, требующих теплоизоляции от воздействия теплового излучения расплава, что усложняет эксплуатацию. Кроме того, известное устройство позволяет извлекать расплав только из верхних слоев ванны печи, загрязненный шлаками и окислами, что снижает качество отливки. Расположение расплава только во внутренней части канала, а разомкнутого магнитопровода в воздушной среде, не позволяют выполнять канал тонкостенным, что снижает КПД, зависящий от величины зазора магнитопровода. Наличие индуктора с подводящими электропитание проводами и размещение его в корпусе устройства снижает условия безопасности.

Целью изобретения является обеспечение перекачки расплава из многотоннажных индукционных канальных печей без их наклона путем преобразования электроэнергии, потребляемой индукторами печей в работу по извлечению расплава из печи.

Погружное приспособление для перекачки жидкого металла из ванн индукционных канальных печей, содержащее металлопровод, соединенный с каналом, выполненным в виде огнеупорной трубки, разомкнутый магнитопровод, в зазоре которого расположен участок канала, сообщающийся с металлопроводом, а замыкающая часть магнитопровода расположена со стороны металлопровода, согласно изобретению, снабжено электроизоляционным листом, в котором установлена огнеупорная труба, причем разомкнутый магнитопровод имеет индивидуальный тепловой экран.

Погружное приспособление позволяет перекачивать жидкий металл за счет преобразования электрической энергии, потребляемой индуктором (индукторами) печи в работу по перемещению расплава из печи. Оно обладает конструктивной простотой, позволяет экономить электроэнергию, так как не требует дополнительного потребления электроэнергии, а также за счет выполнения канала тонкостенным, что позволяет уменьшить зазор магнитопровода и увеличить силу, действующую на расплав с током. Погруженное в расплав приспособление позволяет перекачивать жидкий металл из многотоннажных печей со сколь угодно толстыми стенками ванны печи за счет компенсации давления расплава, действующего на стенки канала приспособления как снаружи, так и изнутри, а также обеспечивает безопасную работу обслуживающего персонала. Погружное приспособление может быть использовано для извлечения расплава из ванн при пропускании через расплав постоянного или переменного тока.

На фиг. 1 изображено погружное приспособление для перекачки жидкого металла из ванн индукционных канальных печей, главный вид; на фиг. 2 - то же, вид сверху; на фиг. 3 - то же, вид сбоку; на фиг. 4 - то же, аксонометрическая проекция.

Погружное приспособление для перекачки жидкого металла из ванн индукционных канальных печей содержит электроизоляционный лист 1, канал 2 в виде огнеупорной трубки, пронизывающий электроизоляционный лист 1 в его нижней части, металлопровод 3, соединенный с каналом 2, и разомкнутый магнитопровод 4, в зазоре которого расположен участок канала 2, сообщающийся с металлопроводом 3. Магнитопровод 4 защищен от жидкого металла индивидуальным тепловым экраном, который на чертеже не показан.

При помощи погружного приспособления расплав из индукционной канальной печи перекачивают следующим образом.

Предварительно отключат печь с подготовленным расплавом и погружают приспособление в расплав таким образом, чтобы электроизоляционный лист разделил ванну печи на две части между устьями индукционной единицы. Затем включают индуктор (индукторы) печи и электрический ток в жидком металле будет проходить через канал 2 в виде огнеупорной трубки. В канале 2 образуется высокая плотность тока, так как электроизоляционный лист 1 не позволяет протекать электрическому току в ванне печи иными путями кроме канала 2. Взаимодействие электрического тока высокой плотности в канале 2 с магнитопроводом 4, в зазоре которого расположен канал 2, сообщающийся с металлопроводом 3, образует выталкивающую силу, действующую на жидкий металл с током и направленную вдоль стержней магнитопровода 4 к ярму (замыкающей части), т. е. в металлопровод 3. Включением и отключением индуктора (индукторов) печи можно осуществлять дозированную разливку металла.

Погружное приспособление применимо также и к индукционным печам со сдвоенной индукционной единицей. При этом электроизоляционный лист 1 должен разделить ванну печи между устьями тех каналов, через которые протекает электрический ток, достаточный по величине для образования выталкивающей расплав силы, что также зависит от включения режимов работы индукторов.

Учитывая, что через жидкий металл в индукционных канальных печах протекают токи больших величин (десятки и более тысяч ампер), то взаимодействие таких токов с магнитопроводом 4 создает достаточно большое усилие, действующее на расплав, для его перекачки. Скорость перекачки металла регулируется изменением режима работы индукторов печи. Приспособление работоспособно при опускании его в ванну с расплавом, через который протекает как переменный, так и постоянный ток.

Погружное приспособление просто в изготовлении, имеет малую материалоемкость, не требует потребления дополнительной электроэнергии и, следовательно, не требует никаких обмоток и подводящих кабелей, просто в эксплуатации. Применение погружного приспособления в многотоннажных индукционных канальных печах позволит отказаться от сложных механических приводов для наклона печей, автоматизировать процесс дозированной разливки и повысить безопасность обслуживающего персонала.