Двухкамерная индукционная канальная печь

 

Использование: металлургия, в частности конструкции канальных печей для плавки алюминия и его сплавов. Сущность: двухкамерная индукционная канальная печь содержит две камеры разного размера, соединенные одна с другой закрытыми каналами, и индуктор, расположенный между камерами, малая ванна герметично закрыта крышкой, на которой смонтированы вакуум-провод и клапан для подачи инертного газа. 1 ил.

Изобретение относится к металлургии, в частности к конструкции канальных печей для плавки алюминия и его сплавов.

Известна индукционная канальная печь, содержащая тигель, канал, индуктор (а.с. СССР N 1364845, М.кл. F 27 D 11/06, 1988). Известна индукционная канальная печь, содержащая трансформатор, каналы, большую и малую ванны (Фардман С.А. Колобнев И.Ф. Индукционные печи для плавки металлов и сплавов, М. Металлургия, 1968, с. 99-102, рис. 53, 54). Недостатком этих печей является малая производительность и низкое качество рафинирования металла.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемого результата является двухкамерная индукционная канальная печь, содержащая две камеры, соединенные одна с другой закрытыми каналами, и индуктор, расположенный между камерами (Брокмайер К. "Индукционные плавильные печи", М. Энергия, 1972, с. 80-81). Недостатком печи является малая производительность и низкое качество рафинирования металла.

Задача изобретения повышение производительности и качества рафинирования металла.

Задача достигается тем, что в двухкамерной индукционной канальной печи, содержащей две камеры, соединенные с другой закрытыми каналами, и индуктор, расположенный между камерами, камеры выполнены разного размера, при этом малая камера снабжена герметично установленной крышкой, а также вакуум-проводом и клапаном подачи инертного газа, смонтированными на крышке.

Техническим результатом является то, что производительность печи повышается за счет ускорения движения расплава в каналах печи за счет возможности перепада атмосферного и гидростатического давления в ваннах, т.е. уменьшается время плавки. Это достигается благодаря обеспечения герметизации одной из ванн и возможности ее разгерметизации в процессе плавки. Качество рафинирования улучшается благодаря активному перемешиванию металла с флюсом в герметизированной ванне.

На чертеже показана двухкамерная индукционная канальная печь, общий вид.

Двухкамерная индукционная канальная печь содержит трансформатор 1, каналы 2, малую рафинирующую ванну 3, большую ванну 4, служащую для плавки.

В малой ванне 3 размещен флюс 5, в большой ванне 4 твердая кусковая шихта 6. Вакуумпровод 7 установлен на крышке 8, перекрывающей герметично малую ванну 3. Клапан 9 установлен на крышке 8 и служит для подачи инертного по отношению к алюминию газа.

Печь работает следующим образом. При включении трансформатора в каналах 2 наводятся индуцированные токи. Джоулево тепло, возникающее в металле каналов 2, путем конвективного движения металла передается в малую ванну 3 и в большую ванну 4. В малой ванне 3 при контакте жидкого металла с флюсом 5 происходит его рафинирование от неметаллических включений и водорода. В большой ванне 4 при контакте нагретого в каналах металла с твердой шихтой 6 происходит ее плавление. При включении вакуум-провода 7 над металлом малой ванны 3 под герметично закрытой крышкой 8 создается разрежение. Под действием атмосферного давления более холодный металл из открытой большой ванны 4 по каналам 2 будет перетекать в малую ванну 3, где создано разрежение. При достижении металлом в герметичной ванне 3 заранее заданного уровня вакуумпровод 7 отключается, и включается клапан 9, подающий в малую герметичную ванну 3 инертный по отношению к алюминию газ (аргон, азот и др.). Газ подается до достижения в ванне 3 над металлом атмосферного давления, и клапан 9 закрывается.

Металл из герметичной малой ванны 3 с более высоким уровнем под действием гидростатического давления через каналы 2 перетекает в большую ванну 4, при этом перегретый в каналах металл омывает твердую шихту 6, отдает ей свое тепло и, таким образом, плавит ее. При выравнивании уровней металла в ваннах над герметичной ванной 3 снова включается вакуумпровод 7, и процесс повторяется. При выдавливании металла в герметичную ванну происходит активное перемешивание металла в ней и более активный контакт металла с флюсом 5, что приводит к интенсивному рафинированию.

Кроме того, интенсивное движение металла по каналам из одной ванны в другую приводит к выравниванию химсостава в ваннах, а также выравниванию температуры между ваннами.

Пример 1. В двухкамерной индукционной канальной печи плавили алюминиевый сплав B95. Масса расплавляемого сплава 16 т. Время плавки 4 ч. По окончании плавки оказалось, что в малой ванне 3 газосодержание равно 0,65 см³/100 г.

Пример 2. В двухкамерной индукционной плавильной печи, но с герметично закрытой малой ванной плавили алюминиевый сплав типа B95, масса расплавленного сплава составила 16 т. При достижении уровня наплавленного металла в ваннах 500 мм включили вакуумпровод. Уровень металла в большой ванне начал понижаться, т. к. металл из большой ванны через все каналы начал перетекать под действием атмосферного давления в малую ванны, при снижении уровня в большой ванне на 100 мм, вакуумпровод отключили и подали в малую ванну азот с давлением, равным атмосферному, металл в большой ванне занял первоначальное положение. Длительность цикла равнялась 1 мин. Такой режим плавки продолжается в течении 2 ч с периодической подгрузкой твердой шихты в большую ванну.

Общее время плавки составило 3,5 ч. Химический анализ показал, что отклонений по химсоставу между ваннами нет, разность температур была в пределе допуска. Газосодержание составило в общих ваннах 0,56 см³/100 г.

Применение предлагаемой двух ванной индукционной канальной печи по сравнению с прототипом позволяет увеличить ее производительность и экономичность за счет снижения времени плавки, а также повысить качество рафинирования.

Формула изобретения

Двухкамерная индукционная канальная печь, содержащая две камеры, соединенные одна с другой закрытыми каналами, и индуктор, расположенный между камерами, отличающаяся тем, что камеры выполнены разного размера, при этом малая камера снабжена герметично установленной крышкой, а также вакуум-проводом и клапаном подачи инертного газа, смонтированными на крышке.

РИСУНКИ

Рисунок 1