Электропечь для переплава

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ.

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 С 22 В 9/18

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4793596/02 (22) 09.01.90 (46) 07.01,93. Бюл. М 1 (71) Московский энергетический институт (72) А.M.Êðó÷èíèí, B.Р.Коринец, Ю.Н.Ергин, В.С,Литвийчук, Ф.И.Преснов и А.Ю,Чурсин (56) Неуструев А.А. Новые технологические процессы. М.: Высшая школа, 1988, с. 71.

Патент США М 3894573, кл. В 22 0

27/02, 1972. (54),ЭЛЕКТРОПЕЧЬ ДЛЯ ПЕРЕПЛАВА

: (57) Сущность изобретения: электропечь с . вертикальной подачей переплавляемой заготовки и водоохлаждаемой цилиндрйческой вакуумной камерой со средствами откачки и расположенным по ее осй водоох лаждаемым кристаллйзатором, источниками электронагрева с гьрячйм полым катодом, установленными под утлом к верИзобретенйе относится к электротер мии, предназначено для нагрева металлов в вакууме газовым разрядом и может быть использовайо в вакуумной металлургии.

Для осуществления нагрева и расплав-. ления металлов в условиях вакуума используются вакуумные газоразрядные печи, имеющие источники електронагрева, функционирующие на основе разряда с горячим полым плазменным катодом.

Рост мощности печей такого типа требу; ет применения большого ; количес.гва источников электронагрева вследствие ограниченности их номинального диапазона рабочих токов, а это создает дополнительные трудности; связанные с размещением источников электронагрева.

Наиболее компактно расположение источl. Ж 1786156 А1

2 тикали на боковых стенках камеры, источником электропитания нагревателей, Печь снабжена кольцевым токоподводом, охватывающйм камеру и установленным горизойтально И -соосно с ней; Корпуса источйиков электронагрева установлены в шаровых вакуумных уплотнениях с возможностью осевого перемещения, при этом sep- хние концы корпусов шарнирно закреплены на токоподводе, который снабжен механизмами поворота и наклона отноСительйо своей оси. Механйзм наклона токоподвода выполнен в виде не менее трех гидрбцилиндров, шарйирно связанных с токьподводом, и камерой, а механизм поворота токоподвода также выполнен в виде не мейее трех . гидроцилиндров, шарнирно"связанных С то= коподводбм и камерой печи. 1 з,п. ф-лы, 3 3 ил.

ЪФ ников электройагрева на боковых стенках водоохлаждаемой цилиндрической вакуумной камеры под углом к вертикали. В этом случае при симметрйчйом расположении источников электронагрева достигается вь!- ОО сокая степень равномерности распределе- Ch ния мощности нагрева по поверхности и жидкометаллической ванны.: (Я

Недостатком таких йечей является слож- О, ность проведейия юстировки большого количества источнйков электронагрева в процессе эксплуатации агрегата, что необходимо производйть прй выводе усадочной раковины, смене кристаллизатора, изменении режима переплава и переходе на выплавку другой марки стали. Это существенно ограничивает надежность и технологические возможности печи. Для наклона каждого из источников в

1786156

3 произвольном направлении необходимо не цилиндров 13, связанных с помощью шарменее двух приводов поступательного пере- ниров 14 и 15 с токоподводом 6 и камерой 2 мещения. Общее количество приводов в печи. Шарниры установлены на фермах 16, прототипе будет равно 2п, где и — число закрепленных на камере 2, а шарниры 12 источников йагрева в печи.. 5 установлены на фермах 17, закрепленных

Целью изобретения является.упроще- на камере 2, Шарниры 14 установлены на ние конструкции печи и повышение надеж- фермах 18, закреплейных на токоподводе. ности ее в работе, сокращение времени Чтобы источники нагрева могли перемеустановки и регулировки положения нагре- щаться в пространстве в произвольных навателей..::,:, .: .: . 10 правлениях, токоподвод также должен Для достижения указанной"цели пред-: йеремещаться в произвольных йаправленилагается электропечь для переплава, вклю- ях, а также фиксироваться в заданном поло-. чающую рабочую камеру с вертикальной жении; Такое движение токоподвода может

ocbe ñèììåTðéè, нагреватели, установлен- быть доститнуто с помощью многодвигайые в стенках камеры в шаровых опорах с 15 тельного привода, состоящего из шести одвозможностью осевого перемещения, водо- нокоординатных приводов поступательного охлаждаемыйкристаллизатор,расположен- движения, одни концы которых шарнирно

-ный в нижней части камеры по ее оси, . закреплены на корпусе печи, а другие — на источник электропитания, токоподводы, " токоподводе. Все приводы расположены . снабдить жестким кольцевым токоподво- 20 центрально симметрично, причем оси трех дом к:нагревателям, охватйвающим камеру приводов — горизонтальны, а оси трех друвокруг ее оси и механизмом перемещения . : -гих — вертикальны. Горизонтальные привотокоподвода, причем наружные концы на- ды соединены с токоподводом посредством

-гревателей соединить с токоподводом шар- ;- жестких.вертикальных ферм 18 (фиг. 3), конирно, при этом механизм перемещения 25 торые обеспечивают свободное перемещетокоподвода выполнен в виде шести распо - ние .. горизонтальных приводов ложеййых симметрично относительно оси отйосительно токоподвода. Вертикальные

" камеры приводов однокоордйнатного йо- . приводы обеспечивают в основном поступаступательногодвижения, три из которых ус- тельное перемещение токоподвода вдоль тановлены горизонтально таким образом, 30 оси камеры (работа приводов в одном начто их оси- не пересекают оси камеры:, а правлении)илинаклонтокоподводаотносиостальные уСтановлены вертикально, при- : тельно оси камеры (работа приводов.в чем каждйй привод шарйирно соединен с противоположных направлениях). Работа . камерой и токоподводом.:: .:--:,.:::: . . горизонтальных приводов обеспечивает в.

Йа фиг, 1 приведей разрез вакуумной 35 основном поворот токоподвода вокруг оси газоразрядной печи с-вертикальной пода- .::камеры, Можно "отметить, что число привочей перейлавляемой заготовки 1 и водоох- дов может быть меньше шести, если часть

"лаждаемой цилиндрической вакуумной . степеней свободы токоподвода ограничить камерой 2 со средствами откачкии располо- с помощьр опор, например, плоскости или женным по ее оси водоохлаждаемым кристал- 40 оси, лизатором 3, источниками электронагрева 4 с Работает вакуумная газоразрядная горячим полым i<атодом, установленным под печь следующим образом. углом к верТикали на боковых стенках камеры — В камере 2 с помощью откачной систе2 источником электропитанйя 5 источников мы создают вакуумное разрежение 1-0,.1 fla, электройагрева 4, которая снабжена кольце- 45 В полости катодов источников нагрева 4 вьем токоподводом 6; охватывающим камеру 2 - подают плазмообразующий газ(аргон, азот, и установленнь(м горизонтально и соосно с " "гелий, водород или их смеси). Производят ней. :: .: -;:: .-: : - предварительный резистивный подогрев

На фйг. 2 приведен разрез вида сверху катодов до рабочей температуры 2500-3000 вакуумной газоразрядной йечи,тде корпуса 50 К (пропусканием электрического тока. от

7йсточйиковэлектронагрева4установленй специального стартового источника элект в- шаровых"вакуумйых уплотнениях 8 с воз- " -ропитания по телу катода или по дополниможностьюосевогоперемещения,приэтом тельному накальному элементу и т.д.). верхние концы корпусов 7 с помощью шар- Подключают источник электропитания 5 и ниров 9 закреплены йа токоподводе 6, кото- 55 устанавливают величину рабочего тока исрый снабжей механйзмом наклона точника электронагрева 4. В рабочем режитокоподвода 6 в виде трех гидроцилйндров ме производят сплавление заготовки 1 в

10, связанных с помощью шарниров 11 и 12 слйток, находящийся в кристаллизаторе 3. с токоподводом 6 и камерой 2 и механизмом Величина рабочего тока каждого иэ источповорота токоподвода 6 в виде трех гидро- ников электронагрева поддерживается оди1786156 наковой за счет регулировки индивидуальной подачи плазмообразующего газа в каждый источник электронагрева 4, а также регулировки температуры катодов с помощью их дополнительного подогрева, Для обеспечения оптимального режима протекания процесса переплава и поддержания заданного распределения мощности нагрева по поверхностй жидкометаллической ванны в кристаллизаторе,3 осуществляется юстировка в процессе переплава положения источников электронагрева 4, Юстировка производится за счет наклона и поворота оси кольцевого токоподвода 6, обьединяющего верхние концы корпусов 7 источников электронагрева 4, а также связанного гибкими .кабелями источника электропитания

5. Поворот токоподвода 6 в горизонтальном направлении вызывает симметричное совместное отклонение продольных осей источников электронагрева 4 от радиального направления к оси камеры 2, что обеспечивает снижение доли мощности нагрева, выделяющейся в центральной области жидкометэллической ванны в кристаллизаторе 3, а также соответствующее повышение доли мощности нагрева,. выделяющейся в периферийной области жидкометаллической ванны. При этом центральная симметрия зоны нагрева сохраняется. В тоже время, наклон токоподвода 6 относительно горизонтальной плоскости вызывает совместное отклонение продольных осей источ. ников электронагрева 4, приводящее к смещению центра симметрии зоны нагрева относительно центра жидкометаллической ванны. Все это позволяет осуществлять точную регулировку распределения мощности нагрева по поверхности жидкометаллической ванны, что обеспечивает улучшенную структуру и высокое качество выплавляемых слитков. Облегчается проведение режима вывода усадочной раковины, требующее как регулировкй величины мощности нагрева, так и ее распределения по поверх- ности жидкометаллической ванны.

5 Для осуществления поворота токоподвода 6 применяется механизм поворота из трех гидроцилиндров t3, э для осуществления наклона тбкоподводэ 6 применяется механизм н а клона из трех "ги дф) цил индров 10.

10 Количество источников электройагрева 4 определяется исходя из их"мощности и размеров выплавляемого слитка.

Формула изобретения 1. Электропечь для переплава. включа15 ющая рабочую камеру с вертйкальной осью сймметрии; нагреватели, устанбвленные в стейках камеры в шаровых опорах с возможностью осевого перемещения, водоохлаждаемый. кристаллизатор. расположенный в

20 нижней части камеры по ее оси, источник электропитания, токоподвЪдЯ; о т л и ч а ю-— щ а я с,я тем, что. с целью упрощения конструкций печи, повышения надежности ее в работе, сокращения времени установки

25 и регулировки положенйя нагревателей, она снабжена жестким кольцевый токоподво дом к нагревателям, охватывающим камеру вокруг ее оси; и механизмом перемещения токоподвода, причем наружйые концы на30 гревателей соединены с токоподводом шарнирно, 2. Печь поп.1,отл ича ю щаясятем, что механизм перемещения токоподвода. выполнен в виде шести расположеййых

35 симметрично относительно оси камеры, приводов однокоордйнатного поступательного движения, три из которых устаноелейы горизонтально таким образом, что их оси не пересекают оси камеры, а остальные уста40 новлены вертикально, причем каждый привод шарнирно соединен с камерой и то ко иод вбдом.

1786156 б-К. Составитель А.Чурсин

Техред М.Моргентал Корректор M.Øàðîøè

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

Заказ 231 : ; Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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