Устройство для обработки расплавленного металла

 

Изобретение относится к металлургии и предназначено для обработки расплавленного металла в ваннах, миксерах, котлах, печах. Целью изобретения является снижение материалоемкости за счет уменьшения объема устройства. Устройство содержит одно-фазную обмотку 2, охватывающую сердечник 3 из магнитомягкого материала, цилиндрический магнитопровод 1, расположенный снаружи обмотки 2. Сердечник 3 имеет высоту, равную высоте магнитопровода. Втулка 4 выполнена из ферромагнитного материала и установлена вплотную между сердечником 3 и магнитопроводом 1 до торца обмотки 2. Выполнение втулки 4 из ферромагнитного материала и установка ее вплотную между сердечником 3 и цилиндрическим магнитопроводом 1 до торца обмотки позволяет уменьшить объем устройства за счет уменьшения объема обмотки, относительного увеличения канала, уменьшения реактивной мощности. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИХ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Фиг, 7

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬП ИЯМ

flPH ГННТ СССР (21) 4383392/27-02 (22) 25.02.88 (46) 07.12.90. Бюл. ¹ 45 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт металлургической теплотехники цветной металлургии и огнеупоров (72) Я. Г. Смолин и Г. К. Смолин (53) 621.746 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 719806, кл. В 22 D 39/00, 1980.

Авторское свидетельство СССР

¹ 843129, кл. H 02 К 44/02, 1981. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ

РАСПЛАВЛЕННОГО МЕТАЛЛА (57) Изобретение относится к металлургии и предназначено для обработки расплавленного металла в ваннах, миксерах, котлах, печах. Целью изобретения является сниже„„SU„„1612365 д 1 (51) 5 Н 02 К 44 00,. С 21 С 7 00 нне материалоемкости за счет уменьшения объема устройства. Устройство содержит однофазную обмотку 2, охватывающую сердечник 3 нз магнитомягкого материала, цилиндрический магнитопровод 1, расположенный снаружи обмотки 2. Сердечник 3 имеет высоту, равную высоте магнитопровода. Втулка 4 выполнена из ферромагнитного материала и установлена вплотную между сердечником 3 и магнитопроводом 1 до торца обмотки 2. Выполнение втулки 4 из ферромагнитного материала и установка ее вплотную ме „ 3 и цилиндрическим магHHTOIIpOBOglOY, 1 до торца обмотки позволяет уменьшить объем устройства за счет уменьшения объема обмотки, относительного увеличения канала, уменьшения реактивной мощности. 3 ил.

1512365

Изобретение относится к метулларгии и предназначено для обработки расплавленного металла в ваннах, миксерах, котлах, печах.

Целью изобретения является снижение материалоемкости за счет уменьшения объема устройства.

На фиг. 1 представлено устройство, продольный разрез; на фиг. 2 — поперечный разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 — поперечный разрез Б-Б на фиг. 1.

Устройство содержит электромагнитную систему, сзстоящую из полого l1> .:L;íäðè÷åñкого магнитопровода 1 с внутренней расточкой для размещения однофазной обмотки 2, внутреннего сердечника 3 из магнитомягкого материала; в нижней части между магнитопроводом 1 и сердечником 3 до горца обмотки 2 впрессована втулка 4 из ферромагнитного материала со сквозными всасывающими осевыми отверстиями 5. Части 1, 3 и 4 магнитной системы выполняются шихтова нными. Поверхности магнитопровода 1 с обмоткой 2,сердечника 3, втулки 4 с отверстиями 5 защищены оболочкой 6 из огнеупорного материала (или кожухом из стали). Пространство, ограниченное магнитопроводом 1 с обмоткой 2, сердечником 3 и втулкой 4, есть кольцевой канал 7 для протекания жидкого металла.

Для обработки (рафинирования) металла на кольцевой канал 7 на его выходе устанавливается (фиг. 1) насадок 8 с рафинирующим реагентом 9. Для откачки металла из ванны на канал 7 на его выходе устанавливается отводящий патрубок (не показан).

Устройство работает следующим образом.

Устройство погружают в ванну 10 с расплавленным металлом. При этом жидкий металл через сквозные осевые отверстия 5 заполняет кольцевой канал 7. При включении обмотки в сеть переменного тока возбуждается пульсирующий магнитный поток, силовые линии которого, пронизывая радиально канал 7, замыкаются по магнитопроводу 1, ферромагнитной втулке 4 и сердечнику 3 (фиг. 1). В витке жидкого металла, находящемся в кольцевом канале 7, индуцируется ток, направленный азимутально вокруг сердечника 3. Взаимодействие азимутального тока и радиального магнитного потока приводит к возникновению электромагнитной силы, направленной аксиально от ферромагнитной втулки 4. Под действием электромагнитного напора, создаваемого электромагнитными силами, жидкий металл из ванны через отверстия 5 всасывается в канал 7 и, одновременно подогреваясь в канале 7 протекающими в нем токами, снова подается в ванну. Так осуществляется перемешивание (с подогревом) металла в ванне.

В режиме рафинирования жидкий металл прокачивается (фиг. 1) через рафинирующий

Установка ферромагHHTHOH втулки 4 вплотную между ферромагнитным сердечником 3 и ферромагнитным магнитопроводом 1 делает магнитную цепь магнитно замкнутой со стороны входа в устройство расплавленного металла. При этом потери магнитного напряжения на участках магнитопровод — втулка — сердечник минимальны (практически близки к нулю). Это позволяет уменьшить (при той же магнитной индукреагент 9, поступает з насадка 8 в ванну 10.

Для пода ги металла в другчю прие..чую емкость на вы. сд канала 7 нанн.,ывается отводящий патрубок (не пока".ан) . Выполнение втулки 4 из ферромагнитного материала и установка ее вплотн : ..;жу сердечником и цилиндрическим маги"тонрово дом до торца обмотки позволяют уменьшить объем устройства (за счс уменьшения объема п «.:oòêè, относительного увеличения канал», у;:"ньшения реактивно; мощности) . Это позволяет экономи- расход ср дств на из. с-овление и эксплуатацию ус-.ройства.

Изобретенье ьа"равлено на то, чтобы электром гчитна : сила в качале ниже середи" обычной ш ";.. оической обмотки (фиг. 1;i была направлена вверх (была бы полезной), Это достигается выполнением втулки из ферромагнитного материала и установк|:й ее между сердечником и магнито20 проводом вплотную (без зазоров!) до торца обмотки! При этом получается как бы сдвиг всей топографии магнитного поля вниз; в канале остается радиальная компонента индукции только одного направления, а радиальная компонента индукции обратного направления как бы «втянулась» в магнитный шунт, получившийся ниже нижнего торца обмотки.

Магнитное поле в канале замерялось датчиками — калиброванными катушками, выведенными на электронный милливольтметр. Распределение электромагнитных сил по длине канала замерялось токопроводящим витком, соединенным с динамометром (виток располагался на различных уровнях канала и замерялась действующая на него эле.тромагнитная сила).

Экспериментальные исследования устройства показали следующее. Индукция увеличивается по длине канала от нижнего торца обмотки к верхнему, достигая максимума, а затем экспоненциально уменьшается

4О к концу канала. Плотность тока слабо уменьшается по длине канала от нижнего торца обмотки к верхнему и быстро уменьшается к концу канала вне обмотки. ?ОЯ давления развивается на участке канала, где

45 расположена обмотка (из них 38Я вЂ” на участке канала ниже середины обмотки и

32Я вЂ” на участке канала выше середины обмотки), остальные 30Я давления развиваются на участке канала выше верхнего торца обмотки.

1612365

Формула изобретения

7 ,3

Составитель А i ., янов

Редактор Г. Гербер Техред А. Краину < К< ррек1ор Л. Пилипенко

Заказ 3834 Тираж 4 11. дгнгсное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобрс ен . « крмтиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушскзя i!лб, z. 4 5

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, хл. Гагарина. 101

5 ции в канале 7) ампер-витки обмотки 2 и, как следствие, уменьшить об.ьем всего устройства (при той же эффективности воздействия устройства на жидкий металл).

Экспериментальные исследования устройства в ртутном кон-уре показали, что наличие немагнитиых промежутков между магнито роводом и втулкой, а также втулкой и серд -чником суммарной величиной в

5 мм (как в известном устройстве, где толщину двух огнеупорных стенок невозможно выполнить менее "> мм) приводит к практически нулевой эффективности устройства.

Установка втулки до торца обмотки, в сравнении до середины обмотки, приводит: к увеличению напора в тех же габаритах (как показал эксперимент, напоп увеличивается на 38%); к уменьшению магнитного рассеяния (при установке втулки до середины обмотки половина ма "нитного потока не пронизывает МГД-канал, а уход,т в рассеяние).

Иными словами, установки вт "лки до середины обмотки исключает из работы часть б

МГД-канала, где развивается 38% напора, не привнося положительного эффекта.

Установка втулки до торца обмотки, а не до ее середины, таким образом, приводит к увеличению давления íà 38% в тех же габаритах или уменьшению габаритов и объема устройства при равных давлениях.

Устройство для обработки расплав. пенного металла, содержащее однофазную обмотку, охватывающ ю сердечник из магнитомягкого материала, цилиндрический магнитопровод, расположенный снаружи обмотки, причем сердечник имеет высоту, равную высоте

15 магнитопровода, втулку со сквозными осевымн отверстиями, установленную со стороны всасывающей части, отличаю цееая тем, что, с целью снижения материалоемкости за счет уменьшения объема устройства, втулка выполнена из ферромагнитного материала и установлена вплотную между сердечником и магнитогроводом до торца обмотки.