Устройство для плавки металла во взвешенном состоянии

 

Изобретение относится к электротехнике . Целью изобретения является повышение надежности работы усройства. Описываемое устройство для плавки металла во взвешенном состоянии содержит индуктирующий виток и левитирующий, выполненный в виде короткозамкнутого цилиндра с выступом определенной величины, что позволяет создать потенциальную яму для металла. Располагая устройство над ним, предотвращают попадание расплавленного металла на индуктор и тем повышают надежность его работы. 2 ил. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

)s Н 05 В 6/32

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР .

i .

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4718544/07 (22) 11.07.89 (46) 07.12.91. Бюл. ¹ 45

{71) Ленинградский институт инженеров железнодорожного транспорта им. акад.

В,Н.Образцова (72) К.М.Ким и К.К,Ким (53) 621.365.52 (088.8) (56) Вышков Ю.Д. и др. Магнитные опоры в автоматике. — М.: Энергия, 1978, с. 132.

Тир Л.Л. и др, Современные методы индукционной плавки. — М.: Энергия, 1975, с. 83.

Изобретение относится к электротехнике, более конкретно к устройствам индукционного подвеса, предназначенным для плавки сверхчистых металлов во взвешенном состоянии.

Цель изобретения — повышение надежности работы устройства, На фиг. 1 показано устройство для плавки металла; на фиг, 2 — кривая для определения величины выступа.

Устройство содержит внутри индуктирующего витка 1 (средний диаметр индуктирующего винта D>) соосно с ним расположенный злектропроводящий короткозамкнутый виток-цилиндр, выполненный в аиде цилиндра 2 (средний диаметр виткацилиндра Dz). Нижняя часть витка-цилиндра 2 выступает за пределы нижнего торца индуктирующего витка 1 на величину I. Порция расплавляемого металла 3 удерживается в активной зоне (в окрестности над точкой О), расположенной ниже витка-цилиндра 2, Размеры порции металла 3 и ее

„„SU „„1697283 А1 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЛАВКИ 1ЕТЛЛЛА

В0 ВЗВЕШЕННОЧ СОСТОЯНИИ (57) Изобретение относится к электротехнике. Целью изобретения является повышение надежности работы усройства.

Описываемое устройство для плавки металла во взвешенном состоянии содержит индуктирующий виток и лсвитирующий, выполненный в виде короткозамкнутогс цилиндра с выступом определенной величины, что позволяет создать потенциальную яму для металла. Располагая устройство над ним, предотвращают попадание расплавленного металла на индуктор и тем повышают надежность его работы, 2 ил, 1 табл. вес таковы, что в расплавленном состоянии силы поверхностного натяжения достаточны для предотвращения распада порции металла 3 на отдельные части. Силовые линии магнитного поля обозначены позицией 4.

По кривой на фиг, 2, соответствующей равенству 21/01 = т(02/О ), находят величину выступа витка-цилиндра ).

Устройство работает следующим образом.

При запитывании током высокой частоты индуктирующий виток 1 создает магнитное поле. которое индук-,ируют вихревые токи в витке-цилиндре 2 и в металле 3, Результирующее магнитное поле, обусловленное витком 1 и витком-цилиндром 2, распределяется симметрично относительно оси z, при этом точку О, в которой радиаль-, ная компонента результирующего магнитного, поля равна нулю, можно рассматривать как дно "потенциальной ямы". Вихревые токи в металле 3 можно считать орбитальными, расположенными в

1697283

23,5

20 горизонтальных плоскостях(z =.const), Взаимодействие этих токов с радиальной компонентой магнитного поля (В ) дает силу левитации fz (fz направлена вверх), а взаимодействие с аксиальной компонентой поля создает радиальную силу fr, направленную к оси z, т,е. f является центрирующей силой, Таким образом, в предлагаемом устройстве имеет место самостабилизация расплавляемого металла 3 (его положения) в магнитном поле системы: индуктирующий виток и короткозамкнутый виток-цилиндр, Величина силы левитации fz, действующей на металл 3, при заданных диаметрах индуктирующего витка D> и витка-цилиндра

Dz зависит от выступа экрана 1, На фиг, 2 показана кривая 2! И1 = f (Dz/Di), при которой обеспечивается максимальное значение силы левитации fz. Эта кривая аппроксимируется зависимостью 21/D>

=0,5(1 — 0,79 0 /01), из которой определяется величина выступа I по формуле:

1= 0,25Dt(1 — 0,79 02/D1), В таблице даны значения в зависимости от D2 при D1 = 110 мм.

Плавка металла 3 осуществляется токами„индуцированными магнитным полем витка 1, либо электронной пушкой или лазером (не показаны).

Кроме того виток-цилиндр изготавливается с учетом охлаждения принудительно прокачиваемым теплоносителем, Одним из вариантов такого витка-цилиндра может служить конструкция, полученная путем сжатия спирали из полой трубки с обеспечением надежного контакта (электрического между витками спирали).

5 Технико-экономические преимущества предлагаемого устройства по сравнению с известным заключаются в повышении надежности его работы (исключается возможность попадания расплавляемого металла

10 на индуктирующий виток, обеспечивается чистота плавки) и возможности максимального упрощения технологии отвода расплавляемого металла из активной эоны устройства.

Формула изобретения

Устройство для плавки металла во взвешенном состоянии, содержащее индуктирующий виток, предназначенный для

20 присоединения к источнику питания высокой частоты, и расположенный на общей вертикальной оси соосно с ним короткозамкнутый виток, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности в работе

25 устройства, короткозамкнутый виток выполнен в виде цилиндра, установленного внутри индуктирующего витка и выступающего за его нижний торец на величину 1, определяемую из следующего соотношения:

30 I = 0,2501(1 — 0,790г/01), где Di — средний диаметр индуктирующего витка; 02 — средний диаметр короткозамкнутого витка-цилиндра.

03

0g

02 Оч Ob ф

Фи . 2

Составитель О, Щедрина

Редактор Н. Химчук Техред М.Моргентал Корректор М. Демчик

Заказ 4317 Тираж Подписное .

8НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101