Индукционная канальная печь и способ плавки металла

 

1, Индукционная канальная печь по авт. св. № 288183, отличающ а я с я тем, что, с целью повышения чистоты металла и увеличения срока службы каналов, она дополнительно снабжена фильтром, установленным в тигле и разделякяцим его на части, каждая из которых сообщается с боковым канапом.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

SU„965319

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 288183 (21) 2544212/22-02 (22) .18,11 ° 77. (46) 15.07.88. Бкл. Р 26 (71) Институт проблеи литья. АН УССР

{72) N.Ð.ÖÿH» В.П.Полищук, В.А.Трефняк и В.А.Самсоник (53) 621.746.585(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 288183» кл. Н 05 В 5/10, 1965

Авторское свидетельство СССР

t 358070, кл. В 22 D 7/00, 1970.

y)) 4 Н 05 В 5/10, В 22 9 27/02 (54) ИНДУКЦИОННАЯ КАНАЛЬНАЯ ПЕЧЬ И

СПОСОБ ПЛАВКИ МЕТАЛЛА

{57) 1. Индукционная канальная лечь по авт. св. Ф 288183, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повышения чистоты металла и увеличения срока службы каналов, оиа дополнительно снабжена фильтром, установленным в тигле и разделяющим его на части, каждая из которых сообщается с боковыи каналом.

965319

2. Индукционная канальная печь по п.t о т л и ч а ю Ч а я с я тем, что она дополнительно снабжена устройством для контроля разности уровней металла по обе стороны фильтра.

3. Способ плавки металла в индукционной канальной печи, включающий подачу на обмотки иццукторов разных по величине и (или) фазе напряжений, обеспечивающих в центральном канале печи, соединяемом с металлопроводом, ток, необходимый для поддержания температуры разливки металла, и подачу в в период между разливками на обмотку электромагнита напряжения, обеспечивающего заданную скорость циркуляции в направлении той части тигля, куда подается шихта для плавки, и заданный уровень металла в металлопроводе, отличающийся тем, что, с.1

Изобретение относится к области литейного производства и в частности к плавильно-разливочным устройствам магнитно-динамического типа, Известна индукционная канальная печь для плавки и разливки металла ,по авт. св. У 288383. Печь содержит тигель, сообщающиеся с ним снизу три вертикальных канала, соединенные между собой горизонтальным каналом, два 10 . замкнутых вокруг боковых каналов магнитопровода с обмотками, питаемыми переменным током, разомкнутый магнитопровод с обмотками, расположенный в месте пересечения центрального канала с горизонтальным, и съемный металлопровод, соединенный с центральным каналом.

Недостатком этой печи является то, что она не обеспечивает необходимого качесува металла, так как вносимые шихтой окислы и другие неметаллические включения, а также продукты рафинирования металла имеют плотность, близкую к плотности сплава, захватываются им при разливке и попадают в отливки.

Кроме того, отложение этих включений в каналах печи в результате целью совмещения процеСсов плавки и разливки, при разливке увеличивают амплитуду напряжения электромагнита и одновременно уменьшают контролируемый угол сдвига фаз между этим напря-, жением и лотком в центральном канале, поддерживая их заданное соотношение, обеспечивающее разливку металла с заданной скоростью, при сохранении направления циркуляции металла в печи.

4. Способ по п.3, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения стабильности циркуляции, непре.рывно контролируют перепад уровней металла по обе стороны фильтра и при уменьшении этого перепада изменяют амплитуду напряжения электромагнита и (или) угол сдвига фаз между этим ,напряжением и током в центральном ка" нале, уменьшая их соотношение.

2 действия электромагнитных сил вызывает ийтенсивное зарастание их полости и быструю остановку печи на очистку или замену канала.

Известен способ плавки и разливки металла в печи, вышеуказанной конструкции, включающий подачу на обмотки индукторов разных по величине и (или), фазе напряжений, обеспечивающих в . центральном канале, соединенном с ме" таллопроводом, ток, необходимый для поддержания температуры разливки металла, и подачу в период между раз-. ливками на обмотку электромагнита напряжения, обеспечивающего заданную скорость циркуляции в направлении той части тигля, куда подается шихта для плавки, и заданный уровень металла s металлопроводе.

Известный способ не позволяет совместить процессы плавки и разливки. металла, что необходимо для непрерывной плавки и порционного дозирования металла в литейные машины.

Целью изобретения является повышение чистоты металла, совмещение процессов плавки и разливки металла и повышение стабильности циркуляции металла в печи.

965319

Указанная цель достигается за счет того, что печь известной конструкции дополнительно снабжена фильтром, установленным в тигле и разделяющим его 5 на две части, каждая из которых сооб щается с боковым каналом, и устройством для контроля разности уровней металла по обе стороны фильтра. При разливке увеличивают амплитуду напря- 1g жения электромагнита и одновременно уменьшают контролируемый угол сдвига фаз между этим напряжением и током в центральном канале, поддерживая их соотношение, обеспечивающее разливку 15 с заданной скоростью при сохранении направления циркуляции металла в печи. Для повышения стабильности циркуляции непрерывно контролируют перепад уровней металла по обе стороны 20 фильтра и при уменьшении этого перепада изменяют амплитуду напряжения электромагнита и (или) угол сдвига

3 фаз между этим напряжением и током в центральном канале, уменьшая их со- 25 отношение .

На фиг. 1 представлена схема предложенного устройства," на фиг.2 и 3схема распределения токов; на фиг.4блок-схема управления печью. 3g

Печь для плавки и разливки имеет тигель 1, соединенные с ним снизу бо" ковые вертикальные каналы 2 и 3 и центральный канал 4. Все три канала соединены одним горизонтальным каналом 5, На боковых каналах установлены замкнутые магнитопроводы 6 и 7 с обмотками 8 и 9, которые питаются от отдельных источников питания переменного тока. В месте пересечения .40 центрального канала 4 с горизонтальным 5 установлен разомкнутый магнитопровод 10 с обмоткой 11, которая сое. динена через фазорегулятор 12 и регулятор напряжения 13 с источником 45 питания переменного тока.

Центральный канал соединен со съемным металлопроводом 14.

В тигле печи установлен фильтр 15 в виде перегородки, разделяющей тигель на две части, каждая из которых соединена с боковым каналом.

Способ плавки и разливки осуществляют следующим образом.

Исходное состояние и плавление металла. Тигель 1 печи и каналы 2, 3, 4 и 5 заполнены жидким металлом. Обмотки 8 и 9 через отдельные источники питания питаются различными по велиЭ чине и фазе напряжениями П, и д . При этом в каналах протекают токи I и I (фиг.2), где I = I < — I . Велис чина токов I „ и 1 определяется мощностью, которую необходимо подвести к к металлу для компенсации тепловых потерь и плавки металла, а величина тока I — мощностью, необходимой для компенсации тепловых потерь в центральном канале.

Обмотка 11 включена через фазорегулятор 12 и регулятор напряжения 13 так, что при взаимодействии.созданного электромагнитного поля с током.на участке пересечения каналов в металле возникает давление Р„, направленное

1 поперек центрального канала 4 (фиг.2).

Под действием этого давления металл из левой части тигля 1 через каналы 2 и 3 поступает в правую часть тигля, а оттуда через фильтр 15 обратно в левую часть тигля. Плавление Р обеспечивает требуемую технологией скорость циркуляции металла и перепад высот между обеими частями ванны, необходимый для преодолевания гидравлического сопротивления фильтра.

Твердая шихта по мере надобности вводится в правую часть тигля.

Процесс разливки осуществляют следующим образом.

Величину и фазу напряжения элек-..( тромагнита изменяют так, чтобы созданный им магнитный поток при взаимодействии с током в канале создавал направленное вдоль центрального канала 4 давление Р„, величина которого обеспечивала бы необходимую скорость заливки металла, и перпендикулярное ему давление Р„ (фиг.2),- обеспечивающее постоянство направления течения металла по боковым каналам. При этом металл на заливку поступает только из канала 2, т.е. после того, как он прошел через фильтр 15.

При разливке увеличивают амплитуду напряжения электромагнита и одновременно уменьшают угол сдвига .фаз и между этим напряжением и током в центральном канале, поддерживая их соотношение таким, чтобы оно обеспечивало разливку металла с заданной скоростью при сохранении направления циркуляции металла в печи;

Закон взаимного изменения величины и фазы питающего электромагнит напряжения устанавливают заранее по расходным характеристикам печи или

96531 предварительным тарированием, которое может быть осуществлено следующим образом.

В печи сохраняют минимальный тех5 нологический остаток металла. Включают индуктора на заданном напряжении.

На центральный канал устанавливают высокий металлопровод

При Рн = О (режим выдержки), изме- 0 няя,0 и " (где Ч вЂ” угол сдвига фазы напряжения электромагнита U относительно какого-то опорного напряжения), находим их соотношение, при котором над устьем канала 3 наблюдается небольшая выпуклость на поверхности металла. Затем, повышая U и

1 изменяя, поднимаем металл в металлопроводе 34, одновременно сохраняя величину деформации поверхности р0 ванны металла над каналом 3 постоянной. Зафиксированный закон Р„

= f(U Ч ) обеспечит требуемое условие, т.е. разливку по заданной программе в условиях однонаправленного движения 25 металла.

Тарировка может быть проведена и при полном тигле с установленным . фильтром. В этом случае при разливке поддерживают заданную разность уров- 30 ней металла по обе стороны фильтра, Этот же метод можно использовать для текущего контроля процесса, осу" ществляя управление печью по блоксхеме (фиг.4), на которой обозначено: 35

9 6

ЗУ вЂ” задающее устройство, РН вЂ” регулятор напряжения, ФР - фазорегулятор, П вЂ” печь, ИУ вЂ” измеритель уровней, Работа печи по блок-схеме осуществляется следующим образом.

На вход задающего устройства ЗУ подают сигнал, обеспечивающий необходимую для создания Рд и Р„ величину и напряжения регулятора напряжения

PH фаза которого изменяется фазорегулятором ФР. С фазорегулятора ФР на электромагнит печи П поступает напряжение необходимой величины и фазы для создания .заданного перепада уровней металла по обе стороны от фильтра Ь Н, Величина перепада уровней измеряется измерителем уровней ИУ. Если в процес се работы по различным причинам изменился перепад уровней по обе стороны фильтра, схема измерения ИУ известной конструкции (например, поплавкового типа) подает команду в схемы регулирования напряжения PH и фазы ФР, одновременно изменяя их так, чтобы величина осталась постоянной.

Преимуществами предложенного устройства и. способа являются: совмещение процесса плавки, разливки и рафинирования металла, непрерывность процесса с одной индукционной единицей, компактность агрегата. и увеличение срока службы каналов.

Фиг . 2

965319

Составитель

Техред .M.Äèäûê

Редактор Н.Сильнягина

Корректор Э Лончакова

Тираж 832 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 3839

Ю

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4