Презентация на тему Патент № 2213311. Индукционная тигельная печь-термос

индукционным печам для плавки и испарения цветных и черных

металлов и неэлектропроводных материалов, шлаков для варки эмалей, стекла и других веществ. Предлагаемая печь позволяет изготавливать (сушить и обжигать) шамотные и графитовые тигли и может быть использована для выращивания и очистки кристаллов, например кремния, германия.
Известна индукционная тигельная печь, содержащая индуктор и тигель, изготовленный из огнеупорных материалов, внутри которого свободно установлен графитовый нагревательный элемент, причем нагревательный элемент выполнен в виде полого цилиндра без дна с внутренним и внешним диаметрами, равными соответственно 0,4-0,6 и 0,9-0,95 от внутреннего диаметра тигля, кроме того, высота полого цилиндра составляет 0,8-1,5 высоты тигля (Авт. св. СССР 1091005, МПК F 27 B 14/10 - аналог).

Основная информация

при высокой температуре возможны химические реакции между материалом в

тигле и графитом нагревательного элемента; - технологические неудобства, связанные с обязательным удалением нагревательного элемента из тигля; - водяное охлаждение индуктора; - недостаточная безопасность работы печи, т.к. образование трещин в тигле может привести к тому, что расплавленный металл из тигля дойдет до водоохлаждаемого индуктора, нарушит его герметичность, что приведет к образованию парового взрыва.

тигля, индукционной катушки (индуктора) с водяным охлаждением, расположенной вокруг

тигля, стального корпуса печи, магнитопроводов, подины, сигнализатора износа (проедания) тигля, огнеупорного покрытия (обмазки), футеровки (Caсca B. C. Футеровка индукционных плавильных печей и миксеров. М.: Энергоатомиздат, 1983 г., стр.5, 6, 7 - прототип).

в тигле может привести к тому, что расплавленный металл

из тигля дойдет до водоохлаждаемого индуктора, что приведет к образованию парового взрыва; - в качестве источника питания используется трансформатор, что делает печь стационарной, дорогой, громоздкой (занимающей большую площадь); - для улучшения процесса плавки необходима разгонная чушка (калоша), которая должна иметь форму, повторяющую форму тигля; - индуктор расположен на футеровке, что приводит к соприкосновению нагретой футеровки с водоохлаждаемой катушкой индуктора и, как следствие, уносу тепла, от тигля; - печь рассчитана, как правило, на плавление какого-то одного металла, т.е. не является универсальной.

индукционной тигельной печи; на фиг.2 - подключение индуктора печи

от источника напряжения 2 Ф   380 В   50 Гц; фиг.3 - подключение индуктора печи от высокочастотного генератора (ВЧГ).

быть выполнен из различных огнеупорных материалов, например из керамики,

металла, шамота, графита, или набивным из шамота или графитсодержащей массы; боковую футеровку 2, изготовленную из термостойкого материала с низкой теплопроводностью, обеспечивающего длительное поддержание необходимой температуры, которая может быть собрана насухо без обмазки из кирпичей-блоков, например легкого пористого шамота; индуктор 3, расположенный за футеровкой и не соприкасающийся с ней и имеющий воздушное охлаждение (естественное или принудительное); подину 4; крышку 5 с механизмом поворота и технологическими отверстиями для наблюдения, взятия проб и измерения температуры; футеровка подины и крышки также выполнены из термостойкого материала с низкой теплопроводностью, обеспечивающего длительное поддержание необходимой температуры, например, из легкого пористого шамота; цилиндр 6, расположенный вокруг тигля и выполненный из электропроводного материала, например стали. Материал, из которого изготовлен цилиндр 6, должен достаточно быстро нагреваться под действием протекающего по нему вихревого электрического тока и, следовательно, выделять тепловую энергию для разогрева тигля. Блок управления (БУ) (фиг.2) с батареей согласующих конденсаторов (выполняют компенсационную роль) осуществляет контроль за заданным технологическим процессом: следит за температурой металла в тигле, автоматически поддерживает заданную температуру, включает и выключает индуктор. Переворотное устройство печи для разлива металла и несущая стальная конструкция печи для крепления переворотного устройства на чертеже не показаны. Возможно использование индукционной тигельной печи с питанием от высокочастотного генератора (ВЧГ) (фиг.3), а также от дизель-генератора для работы в полевых условиях.

плавке, и закрывается крышкой 5. С помощью блока управления

(БУ) задается необходимый режим работы индуктора 3. На индуктор 3 от блока управления подается переменное напряжение промышленной частоты. На фиг.2 показана индукционная тигельная печь с подключением индуктора от сети 2 Ф   380 В   50 Гц. На фиг.3 - печь с подключением индуктора от высокочастотного генератора (ВЧГ) с рабочим диапазоном частот 5-500 кГц. Высокочастотный генератор работает напрямую от сети 3 Ф   380 В   50 Гц. В переменном электромагнитном поле индуктора 3 в металле, находящемся в тигле 1, индуцируется нагревающий его электрический вихревой ток.

Конструкция печи обеспечивает быстрый нагрев шихты и длительное сохранение тепла по двум причинам. Во-первых, выполнение боковой футеровки 2, подины 4 и крышки 5 из термостойкого материала с низкой теплопроводностью, например из облегченного пористого шамота, превращает индукционную тигельную плавильную печь в печь-термос, обеспечивающую длительное поддержание нужной температуры. Во-вторых, зазор между индуктором и футеровкой обеспечивает естественное воздушное охлаждение индуктора. Охлаждение может быть и принудительным. Воздушное охлаждение индуктора делает ненужным применение водяного охлаждения, при котором возможно образование парового взрыва в случае утечки металла из тигля и его контакта с водоохлаждаемым индуктором. Таким образом, воздушное охлаждение обеспечивает взрывобезопасность печи.