устройство для выплавки алюминия

Формула изобретения

Устройство для выплавки алюминия, содержащее полый цилиндрический корпус и осевой сердечник, на внешней поверхности которого выполнена обмотка, отличающееся тем, что оно снабжено двумя дисковыми основаниями, на внутренней поверхности корпуса выполнена обмотка, причем корпус, сердечник и основания образуют замкнутый магнитопровод, обмотки выполнены из трубчатого провода и соединены между собой электрически согласно и с источником переменного тока, а гидравлически - с источником хладагента, а патрубки ввода и вывода компонент и продуктов выплавки алюминия размещены в дисковых основаниях и стенках корпуса.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к цветной металлургии и может быть использовано для выплавки алюминия.

Известна индукционная плавильная печь, ванна которой имеет кольцеобразную форму, индуктор с обмоткой, расположенный в центральном проеме ванны. Ванна снабжена со стороны внутренней боковой стенки в верхней части кольцеобразным козырьком, а в нижней части - углублением, причем магнитопровод индуктора имеет верхнюю и нижнюю кольцеобразные полки, одна из которых расположена над кольцеобразным козырьком, а другая - под углублением ванны (Авторское свидетельство СССР 705231, F 27 D 11/06).

Техническим результатом изобретения является осуществление выплавки алюминия с помощью индукционных токов, что позволяет предотвратить использование электродов, обеспечить непрерывный технологический процесс с полной механизацией и автоматизацией всех операций, включая загрузку сырья и извлечение жидкого алюминия.

Технический результат достигается за счет того, что выплавку алюминия с помощью индукционных токов ведут в устройстве, содержащем полый цилиндрический корпус и осевой сердечник, на внешней поверхности которого выполнена обмотка, снабженном двумя дисковыми основаниями, на внутренней поверхности корпуса выполнена обмотка, причем корпус, сердечник и основания образуют замкнутый магнитопровод, обмотки выполнены из трубчатого провода и соединены между собой электрически согласно и с источником переменного тока, а гидравлически - с источником хладагента, а патрубки ввода и вывода компонент и продуктов плавки алюминия размещены в дисковых основаниях корпуса.

При включении электропитания обмоток индуктора в металле на дне ванны индуцируется переменный короткозамкнутый электрический ток, энергия которого выделяется в виде теплоты, расплавляя алюминий и поддерживая заданную рабочую температуру расплава, по мере накопления которого осуществляется возможность его непрерывного извлечения с одновременным непрерывным вводом нового исходного материала.

Перечень фигур на чертежах:

фиг.1 - разрез заявленного устройства вертикальной плоскостью;

фиг.2 - сечение по А-А фиг.1

На чертежах не показаны применяемые по своему прямому назначению типовые устройства и системы охлаждения, подачи шихты и извлечения жидкого алюминия и гарнисажа, вентиляции, коммутационная аппаратура электропитания.

Устройство содержит магнитопровод, состоящий из цилиндрического корпуса 1, осевого стержня 2, дисковых оснований 3 и 4. На внутренней поверхности цилиндрического корпуса 1 и внешней поверхности осевого стержня 2 выполнены цилиндрические обмотки 5 и 6 из трубчатого провода, соединенные электрически между собой согласно и с источником переменного тока с помощью типовой коммутационной аппаратуры (на чертежах не показана), а гидравлически - с источником хладагента (рефрижераторная установка применяется по своему прямому назначению, является типовой, поэтому на чертежах не показана). На обмотки 5 и 6 и на поверхность магнитопровода и дисков 3 и 4 изнутри нанесен жаростойкий теплоизоляционный слой 7. В верхнем диске 3 и стенках цилиндрического корпуса 1 выполнены патрубки 8, 9 и 10 для загрузки и извлечения компонент и продуктов выплавки алюминия. В толще магнитопровода выполнены каналы 11 циркулирования хладагента, соединенные с системой охлаждения.

Материалом магнитопровода является сталь трансформаторная, обмотки индуктора выполнены преимущественно из медных сплавов жаростойких марок. Состав жаростойкого теплоизолирующего материала слоя 7 выбирают по конкретному исполнению в соответствии с заданным режимом работы.

Количество патрубков ввода и вывода компонент и продуктов выплавки алюминия 8, 9 и 10 может быть произвольным и определяется конкретным исполнением устройства по заданным условиям эксплуатации.

Устройства и механизмы загрузки компонент и извлечения продуктов выплавки алюминия выходят за пределы объема заявленного изобретения, применяются по своему прямому назначению, являются типовыми, поэтому не показаны на чертежах и не описаны в устройстве.

Для подготовки устройства к работе его обмотки 5 и 6 соединяют между собой согласно и подключают с помощью типовой коммутационной аппаратуры (на чертежах не показана) к источнику переменного тока соответствующей мощности, систему охлаждения индуктора (на чертежах не показана) и каналы 11 в магнитопроводе подключают к рефрижераторной установке (на чертежах не показана), патрубки ввода и вывода компонент и продуктов выплавки алюминия 8, 9 и 10 соединяют с устройствами и механизмами соответствующего назначения (на чертежах не показаны).

Перед включением устройства через ввод 8 на днище ванны 1 загружается задающий слой металлического алюминия в виде мелкого лома, крошки, стружки и т.п., которая образует первоначальную вторичную короткозамкнутую обмотку индуктора при запуске.

После включения электропитания обмоток 5 и 6, являющихся первичными обмотками трансформатора, в задающем слое металлического алюминия на дне ванны 1 индуцируется вторичный короткозамкнутый ток, энергия которого выделяется в виде теплоты, расплавляет металлический алюминий до образования на днище ванны 1 первичного слоя 12 жидкого алюминия, в котором продолжает циркулировать вторичный короткозамкнутый электрический ток, создавая заданные условия выплавки алюминия. После достижения заданных условий выплавки алюминия (температуры и др.) через вводы 8 в ванны подается шихта, которая при попадании в слой 12 первичного алюминия расплавляется под действием переменного тока, пополняя слой 12, над которым из продуктов реакции образуется гарнисаж 13. После накопления заданного уровня жидкого алюминия 12 и гарнисажа 13 включаются устройства и механизмы непрерывного извлечения и подачи в ванну 1 компонент и продуктов выплавки алюминия по патрубкам 8, 9, 10 с расходом в соответствии с заданной производительностью.

При необходимости остановки работы устройства выключение осуществляют в последовательности, обратной последовательности включения при запуске в работу: после опорожнения ванны отключается электропитание обмоток, а отключение системы охлаждения производится в последнюю очередь.

Эффективность устройства для выплавки алюминия определяется его конкретным исполнением по заданным условиям эксплуатации, обеспечивая при этом возможность полной механизации и автоматизации технологического процесса по выплавке алюминия, включая загрузку ванны и извлечение расплавленного алюминия.