Индуктор для плавки металла во взвешенном состоянии

 

ОП ИСАЙ И Е

ИЗОБРЕТЕН И Я

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ii !) 630757

Союз Советских

Социалистических

Ресоублик

> = >4 (61 ) Допо,>1 I I IIT0.>II>1100 К (22) За!!Вз!сно 04.10.76 (21) 2409186/24-07 (51) И Кл о

Н 05В 5, 08 с присоединением заявки М

Государственный ко!иитет (23) Приоритст (43) Опубликовано 30.10.78. Бюллетень № 40 (45) Дата опубликования описания 03.10.78 (53) УДК 621.365.51 (088.8) ло делан изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

П. С. Ройзман, А. В. Иванов, В. С. Рыськов и И. И. Зивас

Уфимский авиационный институт им. Орджоникидзе (71) Заявитель (54) ИНДУКТОР ДЛЯ ПЛАВКИ МЕТАЛЛА ВО ВЗВЕШЕННОМ

СОСТОЯ Н И И

Изобретение относится к области электротехники, а именно к области индукционного нагрева материалов во взвешенном состоянии.

Известны индукторы для индукционной 5 плавки в электромагнитном тигле, состоящие из двух катушек (секций), расположенных коаксиально друг над другом с центральным положением левитируемой капли расплава в системе. Для создания обжима- 10 ющего садку электромагнитного поля применяют последовательное и параллельное подключение секций к источнику тока высокой частоты (1). Это позволяет стабилизировать расплав и предотвратить его рас- 15 плескивание во время плавки, но при этом невозможно избежать потенциальных ям и щелей, наличие которых определяет вес плавок. Поэтому более производительны индукторы, содержащие несколько катушек, 20 питаемые токами различных частот. Наложение электромагнитных полей вполне определенных частот позволяет установить динамическую устойчивость расплава во всех его точках и значительно увеличить вес 25 плавок. Однако такие установки требуют несколько источников с различной частотой тока на выходе. Это условие не позволяет применять их на практике. Наиболее близким из известных является индуктор для 30

II 7аВкн мста; !. !а! ВО ВЗВсшснном состоянии> содержащий вертикально и соосно установленные лсвнтнрующую и стабилизирующую спиральные катушки, причем стабилизирующая катушка выполнена короткозамкнутой и расположена над лсвитнрующей (2).

В известной конструкции вес расплава ограничивается высотой столба жидкости над об.7аст!.!о ослабленного поля, где его напряженность раьна нулю, и удержание происходит лишь благодаря поверхностному натяженн!О, которос заВнснт От капнллярной постоянной материала капли и наличия окнсной пленки. Кроме того, величина снл, уравновешивающих вес и динамическую неустойчивость расплава, определяется коэффицпснтом взанмопндукцнп садки с катушками ш!дуктора.

Целью изобретения является увеличение массы расплавлясмого металла и повышение КПД.

Поставленная цель достигается тем, что левитирующая катушка выполнена в виде двух концснтрнчных ветвей, диаметр намотки внутренней из которых увслнчнвается От стаонлнзнр > 10щсй катушки к прОтивоположному концу, а наружной — уменьшается в том же направлении с образованием прн этом между вствямн незамкнутой коль6ЗО757 (++

+ +

Составитель О. Щедрина

Техред Н, Рыбкина

Корректоры: О. Данишева и Л. Котова

Редактор В. Левитов

Заказ 1811/13 Изд. № 687 Тираж 950 Подписное

НПО Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, >К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 цевой полости, предназначенной для рясплавлясмого металла.

В предложенном индукторс кольцо взвешенного расплава является вторичной обмоткой воздушного трансформатор» тока.

Коэффициент магнитной связи такого трансформатора значительно превышает тот же коэффициент в прототипе, отсюда повышение КПД индукционной установки, т. с. мощности, расходуемой на нагрев, удсржа- 10 ние и стабилизацию садки. Вес расплава не ограничивается высотой столба жидкости над особой точкой поля и может повышаться за счет увеличения диаметра короткозамкнутого кольца, сохраняя заданную кри- 15 тичсскую высоту столба.

HB чертеже показан индуктор для плавки во взвешенном состоянии.

Короткозамкнутяя стабилизирующая катушка 1 располагается над лсвитирующей 20 катушкой 2 ипдуктора. Встви катушек выполнены тяк, что образуют кольцевую noI0cTh, предназначенную для размещения короткозамкнутого кольца расплава 3. Направление токов па чсртс>ке показано стрел- 25 ками.

Переменное электромагнитное поле, создаваемое током в нижней секции, индуцирует в электропроводящей среде вихревые токи. Они нагревают тело, и взаимодействуя 30 с полем индуктора, образуют силу, уравновешивающую вес расплава. Стабилизация динамической неустойчивости осуществляется за счет токов, наведенных в верхней секции токами левитирующей катушки. 35

Внедрение изобретения позволит увеличить вес плавок до количества удовлетворяющих запросы массового производства в тех металлах, которые активно взаимодействуют с материалом тигля прп высоких температурах. Примером таких металлов могут служить титан, ванадий, цирконий, тантал.

Формула изобретения

Индуктор для плавки металла во взвешенном состоянии, содержащий вертикально и соосно установленные левитирующую и стабилизирующую спиральные катушки, причем стабилизирующая катушка выполнена короткозамкнутой и расположена над левитирующей, отличающийся тем, что, с целью увеличения массы расплавляемого металла, лсвитирующая катушка выполнена в виде двух концентричных ветвей, диаметр намотки внутренней из которых увеличивается от стабилизирующей KBTi шки к противополо>кному концу, а наружной— умепьшастся в том же направлении с образованием при этом между ветвями незамкнутой кольцевой полости, предназначенной для расплавляемого металла.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Тир Л. Л. и др. Современные методы индукционной плавки, М., «Энергия», 1975, с. 82.

2. Мстлин В. Б, Магнитные и магнитогидродинамические опоры, М., «Энергия», 1968, с. 67.