Патент ссср 153756

 

Класс Н 05Ь; 21 h, 12

Н 05Ь; 21 h, 182„ № 153756

СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Подписная группа Лб 98

lO. Э. Недзвецкий и В. И. Добровольская

СПОСОБ БЕСТИГЕЛЬНОЙ 3ОНН08 ПЛАВКИ

Заявлено 19 мая 19б2 r за _#_o 779871/24-7 в Комитет до делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Опубликовано в «Бюллетене изобретений и товарных знаков» М. 7 за 19бЗ r.

Изобретение имеет целью повысить устойчивость расплавленной зоны при бестигельно i зонной плавке вертикально расположенных стержней.

Известный спосоо бестигельной зонной плавки на двух частотах вертикально расположенных стержней обычно осуществляется с помощью вспомогате IbHQI 0 индуктора, устанавливаемого под индуктором, создающим зону расплава, и обеспечивающего квазистационарное силовое электромагнитное воздействие на расплав. При индукционной плавке частота питания верхнего индуктора (плавильного) выбирается достаточно высокой, чтобы уменьшить электромагнитные силы, и наоборот, частота питания нижнего индуктора (подпорного) должна быть настолько низкой, чтобы обеспечивался силовой электромагнитный подпор расплава.

Отличительной особенностью предлагаемого способа является применение электромагнитного бегущего поля, что позволяет увеличить устойчивость расплавленной зоны, уменьшить ее высоту, плавить слитки большего диаметра. Кроме того, увеличивается скорость перемещения зоны, проходы направляются как сверху вниз, так и снизу вверх и, наконец, создается возможность изменения конфигурации фронтов плавления и кристаллизации, Бегущее поле осуществляется на относительно низкой частоте, равной частоте питания подпорного индуктора при обычной плавке на двух частотах, Движение поля происходит снизу вверх. Расплавленный металл с одной стороны увлекается бегущим полем вверх, а с другои стороны оттесняется от поверхности вглубь, к оси зоны. При помощи бегущего поля можно добиться, чтобы наиболее нагретые частицы, расположенные под плавильным индуктором, направлялись преимущественно к центру фронта плавления, облегчая тем самым проплавление стержня

J¹ 153756 насквозь. Посредством изменения соотношения токов в индукторах,сдвига фаз, и подбирая соответствующее расположение индукторов относительно зоны, можно регулировать направление потоков металла в зоне и, таким образом, воздействовать на форму фронтов кристаллизации и плавления.

На фпг. 1 и 2 схемагически показаны два варианта устройства для осуществления предлагаемого способа.

Между двумя (или более) силовыми индукторами 1 и 2 (фиг. 1), питаемыми от генератора 3 и создающими бегущее электромагнитное поле в стержне 4, распол".г-ается нагревательное. устройство для осуществления плавки, например плавильный индуктор 5, питаемый от генератора 6. Токи в силовых индукторах 1 и 2 сдвинуты по фазе так, что ток в нижнем индукторе опережает ток в верхнем на некоторый угол, близкий к 90. Соотношение между токами и угол сдвига фаз между ними можно регулировать, изменяя коэффициенты трансформации согласующих трансформаторов 7 и 8 и емкости конденсаторов 9 и 10.

В варианте, показанном на фиг, 2, используются только два индуктора — плавильный 5 и подпорный 11, которые обычно применяются при двухчастотной бестигельной зонной плавке с квазистационарным силовым подпором расплава. Для создания бегущего поля к плавильному индуктору 5 дополнительно подводится питание от подпорного генератора

12 через фильтр развязки 18, Таким образом, в плавильном индукторе 5 проходят токи от двух генераторов — плавильного 6 и подпорного 12. Оба индуктора подключены к подпорному генератору через согласующие трансформаторы 7 и 8. Ток в подпорном индукторе 11 опережает ток в плавилbíом индукторе 5 на некоторый угол, Необходимый сдвиг фаз доcTHI 3eTcB при помощи кон TE IIc3TopB 10, присоедин IIHQI о K трансформатору 8 нижнего индуктора. При необходимости, можно применить два конденсатора 9 и 10, присоединенные к обоим трансформаторам 7 и 8.

Предмет изобретения

Способ бестигельной зонной плавки вертикально расположенных стержней с применением силового электромагнитного поля, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения устойчивости расплава, зону нагрева вводят в бегущее электромагнитное поле.