Индукционная печь для производства волокон из металлических сплавов

 

ИНДУКЦИОННАЯ ПЕЧЬ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ВОЛОКОН ИЗ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ СПЛАВОВ, содержащая трансформатор с сердечником и первичной обмоткой, тигель с фильерой и отверстием для загрузки шихты, отличают, а яс я тем, что, с целью упрочения устройства и повьииения его КПД тигель выполнен в виде трубчатого витка, замкнутого вокруг сердечника трансФорматора , причем виток имеет отверстия для подачи и отвода инертного газа, а фильера и отверстие для загрузки смещены в тигле диаметрально противоположно.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН ()9) (И) 3(5Ц B 21 С 23 08

k (\

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCKOIVIY СВИДЕТЕЛЬСТВЪб

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3555111/22-02 (22) 24 ° 11.82 (46) 07.03.84, Бюл. Р 9 (72) A.В. Дьяченко, E.М. Дорошкевич

В.Г. Чечеткин и М.Н. Кутуэаки (53) 621.365.52(088.8) (56) 1. Патент ФРГ Р 1205234, кл. В 22 d 11/00, 1966.

2. Патент Франции М 2301605, кл. С 22 F 3/00, 1975. (54) (57) ИНДУКЦИОННАЯ ПЕЧЬ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ВОЛОКОН ИЗ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ

СПЛАВОВ, содеркащая трансформатор С сердечником и первичной обмоткой, тигель с фильерой и отверстием для загрузки шихты, о т л и ч а в щ.а яс я тем, что, с цельв упрощения устройства и повышения его КПД тигель выполнен в виде трубчатого витка, замкнутого вокруг сердечника трансформатора, причем виток имеет отверстия для подачи и отвода инертного газа, а фильера и отверстие для загрузки смещены в тигле диаметрально противоположно.

1077678

Изобретение относится к металлургии, в частности к конструкциям индукционных печей для производства волокон иэ металлических сплавов.

Известно устройство для изготовления волокон иэ металлических сплавов, выполненное в виде эжектора с соплом и мундштуком, соединенного с емкостью для сплава, причем под соплом находится вогнутая охлаждаемая тарелка с приводом ее вращения fl) .

Однако известное устройство не обеспечивает получения проволоки стабильного поперечного сечения изэа сложности траекторий движения ох- 15 лаждаемой тарелки и подачи расплава на нее.

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому результату является инцукци- 2р онная печь, включающая трансформатор с сердечником и первичной обмоткой, тигель с фильерой и отверстием для загрузки шихты. Тигель выполнен в виде кварцевой пробирки, верхнее от-. верстие которой является отверстием для загрузки шихты, а в нижней части тигля имеется фильера, находящаяся над вращающимся барабаном (21 .

Недостатками этой индукционной печи являются сложность конструкции и низкий коэффициент. полезного действия, который для класса таких бессердечниковых печей с емкостью тигля до 10 кг составляет 8-25%.

Цель изобретения — упрощение устройства и повышение его коэффициента полезного действия.

Поставленная цель достигается тем что в индукционной печи для произ- 4Q водства волокна из металлических сплавов, включающей трансформатор с сердечником и первичной обмоткой, тигель с фильерой и отверстием для загрузки шихты, тигель выполнен в ви-45 де трубчатого витка, замкнутого вокруг сердечника трансформатора, причем виток имеет отверстия для подачи и отвода инертного газа, а фильера и отверстие для загрузки смещены в тигле диаметрально противоположно.

Не чертеже дана схема предложенной печи.

Сердечник (магнитопровод) 1 охвачен первичной обмоткой 2 и трубчатым замкнутым тиглем 3, который при заполнении шихтой образует вторичный короткоэамкнутый виток. Тигель имеет в нижней части фильеру 4, а в верхней части отверстие 5 подачи инерт- 60 ного газа, отверстие 6 отвода газа и отверстие 7 загрузки расплавляеь|ой шихты, горловина которого закрыта пробкой 8. Поверхность замкнутого тигля покрыта теплоэлектроиэоляционным покрытием 9. Фильера 4 тигля

3 находится над вращающимся барабаном 10, предназначенным для формирования волокна нз расплава. На трубках, подходящих к отверстиям 5 и 6, установлены вентили 11 и 12 регулирования протока газа соответственно в трассе подвода и отвода газа.

Отверстие 7 целесообразно располагать не над фильерой, а например, на диаметрально противоположной стороне тигля. В этом случае есть воэможность организовать непрерывную за. груэку, плавку и подачу расплавленного металла через фильеру на барабан 10.

Устройство работает следующим образом.

Внутрь замкнутого тигля 3 через отверстие 7 загружается электропроводящая расплавляемая шихта, в результате чего образуется вторичный короткозамкнутый виток. После этого отверстие 7 закрывается пробкой 8, вентили 11 и 12 открываются, в результате чего воздух из тигля вытесняется инертным газом. Вентили 11 и

12 закрываются. На обмотку трансформатора подается переменное напряжение 0, в результате в витке, образуемом металлом тигля, наводится электродвижущая сила, под действием которой по металлу протекает ток. е

Р > где — сопротивление витка металла тигля.

В металле тигля выделяется мОщность е

2 г

В этих выражениях электродвижущая сила, наводимая в витке, и его сопротивление r вычисляются по известнь-ч формулам

Е=,"4 1 Bm Ger где 1 - частота переменного тока;

B — максимальная индукция материала магнитопровода; площадь поперечного сечения магнитопровода р Р, 1

5 где Р— удельйое сопротивление ðàñплавляемого материала; периметр средней линии короткозамкнутого витка, 8 - сечение металла короткозамкнутого витка.

Принимая сечение магнитопровода и плоскость, ограниченную средней линией витка, квадратными со сторонами соответственно Ъ„ (Ъ+ьЬ) и решая совместно выражения, получим выражениЕ для мощности, выделяемой в металле (4«1 8 Ъ Р р

4(Ь ьЬ)р

1077678

g= w C<(T<-Т(>1t h rrl„+rr) С1(Т„-Т ) 1 где ш, и mã массы соответственно расцлавляемого материала и тигля; соответственно удельные теплоемкости расплавляемого материала и материала тигля; первоначальная температура тигля; температура плавления металла; удельная теплота плавления.

Составитель М. Вилкова

Редактор Н. Горват Техред Т.Маточка Корректор А. Зимокосов

Заказ 821/5 Тираж 796 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, K-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

В результате выделения мощностй в витке металла через время 1 расплавится

0+вQ р з где Ч вЂ” энергий, необходимая для плавления материала и нагрева тигля, h9 — тепловые потери тигля в ок ! ружающее пространство, После расплавления металла электрическим током вентиль 11 открывается и в тигель 3 через отверстие 5 ,под определенным давлением подается инертный гаэ, в результате чего расплавленный металл продавливается через фильеру 4 и подается на вращающийся барабан 10, на котором происходит охлаждение и формирование волокна или ленты.

Параметры магнитопровода и витка выбираются следующим образом. Величина дЪ выбирается в соответствии с условием дЫ d 2 д д1.и. где d — внешний диаметр трубки тигляу

5 Ьт,н — толщина теплоизоляции.

Задавшись 4, определив Р, зная

В, P,6, определяется Ъ .

Коэффициент полезного действия предлагаемой индукционной печи может быть рассчитан следующим образом 2

l рд(д

Pt

Р Ф Pq„4+ Р tgg Р с где 60q - потери в стали магнитопроводау д 0 ц - потери в меди первичной обмотки у

Р п — мощность тепловых потерь

20 тигля

Р— мощность потерь в стали ет магнитопровода;

P — мощность потерь в меди первичной обмотки транс25 форматора.

Для случая хорошей теплоизоляции тигля можно записать

Р 0

2 тП

30 где gT — коэффициент полезного действия трансформатора.

При моделировании устройства на основе трансформатора с Р< 2,5 кВт получается Я 853. Как известно

85-99%. Таким образом коэффициейт полезного действия предлагаемой индукционной трансформаторной печи с сердечником может достигать 85%.