Крышка для индукционных печей

 

Использование: металлургия, в частности, при конструировании и изготовлении индукционных металлургических печей. Сущность: крышка индукционной печи содержит металлический каркас и установленную в нем огнеупорную футеровку, при этом металлический каркас выполнен в виде сетки из незамкнутых элементов, снабженный стяжным кольцевым бандажем, расположенным по периметру огнеупорной футеровки и соединенным с верхними элементами сетки, причем элементы сетки соединены между собой резьбовыми деталями, установленными в электроизоляционные втулки. 3 ил.

Изобретение относится к металлургии, в частности к металлургическому оборудованию, и может быть использовано при конструировании и изготовлении индукционных металлургических печей.

Индукционные металлургические печи с целью уменьшения тепловых потерь и обеспечения безопасности обслуживающего персонала снабжаются теплозащитными крышками.

Конструкции крышек могут быть самыми разнообразными: их делают откидными, поворотными, раздвижными, подъемными и т.д.

Известна конструкция крышки, разработанная фирмой "Индактотерм", США [1] Фирма является крупнейшим в мире производителем индукционных печей и устанавливает крышки данной конструкции на печи средней и малой мощности (до 500 кВт). Крышка представляет собой цельнолитой купол, изготовленный из легковесного огнеупорного материала на основе оксида алюминия. В верхнюю часть купола вмонтированы четыре резьбовых шпильки для крепления крышки к подъемно-поворотному механизму ручного управления.

Основным недостатком крышек данной конструкции является малый срок их службы. Как показала практика, уже через 2-4 недели после начала эксплуатации происходит расшатывание вмонтированных в корпус крышки шпилек, образование сквозных радиальных трещин корпуса и разваливание крышки на отдельные части.

Известна конструкция крышки, включающая изготовленный из листовой стали корпус, который футеруется изнутри огнеупорными материалами [2] Данная конструкция крышки наиболее близка к заявляемой и принята за прототип.

Крышки данной конструкции тяжелы и требуют гидравлических или иных механизированных приводов для управления процессом их перемещения.

Наиболее существенным недостатком крышки прототипа является невозможность ее использования для плавки неэлектропроводных материалов, например, шлаков, в индукционных печах, укомплектованных графитовыми, карбидокремниевыми или иными электропроводными тиглями.

Проблема заключается в том, что в отсутствие экранирующей металлической садки в печи электромагнитное поле индуктора наводит в массивном сплошном металлическом каркасе крышки токи, приводящие к разогреву крышки и представляющие опасность для обслуживающего персонала.

На фиг. 1 изображена предлагаемая крышка в разрезе; на фиг. 2 то же, вид сверху; на фиг. 3 узел А на фиг. 1.

Предлагаемая конструкция крышки (фиг. 1) отличается тем, что металлический каркас изготавливается в виде сетки, сетка имеет кольцевой бандаж 1 по периметру огнеупорной футеровки 2, а элементы сетки 3, включая и бандаж 1, разомкнуты и соединены между собой с помощью резьбовых деталей 4 через электроизоляционные втулки 5.

Огнеупорная футеровка крышки 2 удерживается опоясывающим ее по периметру стяжным бандажом 1, соединенным с верхними элементами сетки 3. Крепление крышки к подъемно-поворотному механизму 6 осуществляется с помощью резьбовых шпилек 7, приваренных к верхним элементам сетки 3.

Сущность изобретения заключается в том, что замена сплошного металлического каркаса на сетку с разомкнутыми элементами позволяет избежать индукционного разогрева сетки электромагнитным полем индуктора печи, уменьшает тем самым, опасность ожогов и электрического поражения обслуживающего персонала и делает возможным использование данной крышки для плавки неэлектропроводных материалов, например шлаков, в индукционных печах, укомплектованных графитовыми, карбиднокремниевыми или иными электропроводными тиглями.

Опытный экземпляр крышки предлагаемой конструкции был изготовлен, установлен на индукционную печь фирмы "Индактотерм" и испытан в производственных условиях (максимальная мощность печи 200 кВт, частота переменного тока 800-1000 Гц, емкость графитового или карбидно-кремниевого тигля от 50 до 80 л). В тигель загружали и плавили шлаки и другие неэлектропроводные в твердом состоянии материалы. Температура шлака перед сливом из печи составляла 1250-1300^oC.

Стяжной бандаж крышки 1 и другие элементы сетки были изготовлены из ленты нержавеющей стали (может быть использован и другой стойкий к коррозии металл). Толщина ленты составляла 2 мм, ширина 30 мм. Электроизоляционные втулки 5 были выточены токарным способом из асбоцемента. Для соединения элементов сетки были использованы резьбовые детали 4: болты и гайки (М10). Огнеупорная футеровка крышки 2 была изготовлена из легковесных шамотовых кирпичей. Крепление крышки к подъемно-поворотному механизму осуществляли посредством четырех резьбовых шпилек 7, приваренных к верхним элементам сетки 3. Крышка имела небольшой вес (не более 18 кг) и легко управлялась с помощью обычного ручного привода.

Второй опытный экземпляр крышки отличался от вышеописанного лишь тем, что в качестве огнеупорной футеровки, вмонтированной в металлическую сетку с разомкнутыми элементами, использовали цельнолитой легковесный (на основе оксида алюминия) купол крышки производства фирмы "Индактотерм".

Испытания опытных образцов показали, что эксплуатация крышек в течение трех месяцев каких-либо видимых повреждений в элементах сетки или футеровке не вызывает, индукционного нагрева деталей крышки не наблюдается.

Таким образом, использование предлагаемой конструкции крышки для индукционных печей позволяет существенно расширить сферу их применения.

Формула изобретения

Крышка для индукционных печей, содержащая металлический каркас и установленную в нем огнеупорную футеровку, отличающаяся тем, что металлический каркас выполнен в виде сетки из незамкнутых элементов, снабженной стяжным кольцевым бандажем, расположенным по периметру огнеупорной футеровки и соединенным с верхними элементами сетки, причем элементы сетки соединены между собой резьбовыми деталями, установленными в электроизоляционные втулки.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3