RU216594U1 - DEVICE FOR MAGNETOHYDRODYNAMIC MIXING OF LIQUID METAL IN A CYLINDRICAL BATH - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к устройству магнитогидродинамического перемешивания жидкого металла в цилиндрической ванне. Устройство содержит систему постоянных магнитов, выполненную с переменным чередованием полюсов магнитов, закрепленную на нескольких кольцевых ферромагнитных ярмах, расположенных по высоте ванны расплава, при этом ферромагнитные ярма имеют возможность совместного, разноскоростного, со- и разнонаправленного вращения вокруг оси цилиндрической ванны. Обеспечивается технологически необходимый градиент температур в расплаве по высоте ванны. 3 ил.

The utility model relates to a device for magnetohydrodynamic mixing of liquid metal in a cylindrical bath. The device contains a system of permanent magnets, made with alternating magnet poles, fixed on several annular ferromagnetic yokes located along the height of the melt bath, while the ferromagnetic yokes have the possibility of joint, different speed, co- and multidirectional rotation around the axis of the cylindrical bath. A technologically necessary temperature gradient in the melt along the height of the bath is provided. 3 ill.

Description

Полезная модель относится к области металлургии, а именно к устройствам магнитогидродинамического перемешивания жидких металлов. Электромагнитная сила, действующая на расплав, создается специальным устройством с постоянными магнитами.The utility model relates to the field of metallurgy, namely to devices for magnetohydrodynamic mixing of liquid metals. The electromagnetic force acting on the melt is created by a special device with permanent magnets.

Известно устройство магнитогидродинамического перемешивания жидких металлов («ПЕЧЬ-МИКСЕР» патент Россия RU 2543022 C1), включающее металлокаркас, в котором находится ванна (футерованная емкость), состоящая из днища, стенок и свода. В футеровке установлен, по меньшей мере, один нагреватель для нагревания находящегося в ванне расплавленного и/или твердого металла посредством излучения и конвекции. С боковой стороны печи-миксера установлен, по меньшей мере, один многофазный индуктор электромагнитного перемешивателя, предназначенного для перемешивания расплавленного металла посредством воздействия на него бегущим магнитным полем. Индуктор электромагнитного перемешивателя содержит два (или более) разомкнутых магнитопровода, на каждом из которых расположена, по меньшей мере, одна катушка. Магнитопроводы индуктора (по возможности) должны быть расположены таким образом, чтобы их торцевые поверхности были максимально приближены к верхней и нижней поверхностям расплава. В зависимости от конструктивных особенностей печей-миксеров угол сведения Θ, определяемый как угол между торцевыми поверхностями каждого магнитопровода, может иметь значения от 0 до 180 градусов. Торцы разомкнутых магнитопроводов расположены относительно расплавленного металла на расстоянии, соответственно, Δ1 и Δ2 (величина Δ1 и Δ2 должна быть минимально возможной).A device for magnetohydrodynamic mixing of liquid metals ("FURNACE-MIXER " Russian patent RU 2543022 C1) is known, including a metal frame in which there is a bath (lined container) consisting of a bottom, walls and arch. The lining contains at least one heater for heating the molten and/or solid metal in the bath by means of radiation and convection. On the side of the mixer furnace, at least one multi-phase inductor of an electromagnetic stirrer is installed, designed to stir the molten metal by exposing it to a traveling magnetic field. The electromagnetic stirrer inductor contains two (or more) open magnetic circuits, each of which has at least one coil. The magnetic circuits of the inductor (if possible) should be located in such a way that their end surfaces are as close as possible to the upper and lower surfaces of the melt. Depending on the design features of the mixing ovens, the convergence angle Θ, defined as the angle between the end surfaces of each magnetic circuit, can have values from 0 to 180 degrees. The ends of the open magnetic circuits are located relative to the molten metal at a distance, respectively, Δ1 and Δ2 (the value of Δ1 and Δ2 should be as small as possible).

Однако указанное устройство, не обеспечивает технологически необходимого градиента температур в расплаве по высоте ванны.However, this device does not provide the technologically necessary temperature gradient in the melt along the height of the bath.

Кроме того, известно устройство магнитогидродинамического перемешивания жидких металлов (патент RU 207347 «Устройство магнитогидродинамического перемешивания жидкого металла в цилиндрической ванне»), являющееся прототипом предлагаемой полезной модели, это устройство снабжено расположенными соосно цилиндрической ванне ферромагнитным ярмом и системой постоянных магнитов, выполненной с переменным чередованием полюсов магнитов и закрепленной на ферромагнитном ярме с возможностью совместного вращения вокруг оси цилиндрической ванны.In addition, a device for magnetohydrodynamic mixing of liquid metals is known (patent RU 207347 "Device for magnetohydrodynamic mixing of liquid metal in a cylindrical bath"), which is a prototype of the proposed utility model, this device is equipped with a ferromagnetic yoke located coaxially with a cylindrical bath and a system of permanent magnets made with alternating poles magnets and fixed on a ferromagnetic yoke with the possibility of joint rotation around the axis of the cylindrical bath.

Однако указанное устройство, обладая возможностью равномерно вводить в расплав легирующие элементы, не обеспечивает технологически необходимого градиента температур в расплаве по высоте ванны.However, this device, having the ability to uniformly introduce alloying elements into the melt, does not provide the technologically necessary temperature gradient in the melt along the bath height.

Задачей (техническим результатом) заявляемой полезной модели является обеспечение технологически необходимого градиента температур в расплаве по высоте ванны.The objective (technical result) of the claimed utility model is to provide the technologically necessary temperature gradient in the melt along the bath height.

Поставленная задача решается тем, что устройство магнитогидродинамического перемешивания жидкого металла в цилиндрической ванне, содержит расположенное соосно цилиндрической ванне кольцевые ферромагнитные ярма и системы постоянных магнитов, выполненные с переменным чередованием полюсов магнитов и закрепленные на ферромагнитных ярмах, которые выполнены с возможностью совместного, разно скоростного, со и/или разнонаправленного вращения вокруг оси цилиндрической ванны.The problem is solved by the fact that the device for magnetohydrodynamic mixing of liquid metal in a cylindrical bath contains annular ferromagnetic yokes located coaxially with the cylindrical bath and systems of permanent magnets made with variable alternation of magnet poles and fixed on ferromagnetic yokes, which are made with the possibility of joint, different speed, and/or multidirectional rotation around the axis of the cylindrical bath.

На чертежах приведено предлагаемое устройства магнитогидродинамического перемешивания: фиг. 1 - вид сечение 1, фиг. 2 - вид сечение 2, фиг. 3 - вид аксонометрия.The drawings show the proposed magnetohydrodynamic mixing device: FIG. 1 - sectional view 1, fig. 2 - sectional view 2, fig. 3 - axonometric view.

Предлагаемое устройство магнитогидродинамического перемешивания по фиг. 1-3 содержит нагреваемую цилиндрическую ванну расплава 1, расположенные соосно ванне расплава ферромагнитные кольцевые ярма 2, на которых закреплены системы постоянных магнитов 3.The proposed magnetohydrodynamic mixing device according to FIG. 1-3 contains a heated cylindrical melt bath 1, ferromagnetic annular yokes 2 located coaxially with the melt bath, on which systems of permanent magnets 3 are fixed.

Предлагаемое устройство работает следующим образом. Кольцевые ферромагнитные ярма 2, обеспечивающее концентрацию магнитного поля внутри устройства, вместе с системами постоянных магнитов 2 вращаются вокруг цилиндрической ванны 1 с помощью электродвигателей, создавая переменное магнитное поле.The proposed device works as follows. Annular ferromagnetic yokes 2, providing the concentration of the magnetic field inside the device, together with systems of permanent magnets 2, rotate around the cylindrical bath 1 with the help of electric motors, creating an alternating magnetic field.

Предлагаемое устройство позволяет обеспечить технологически необходимый градиент температур в расплаве по высоте ванны за счет расположенных соосно цилиндрической ванне кольцевых ферромагнитных ярм и систем постоянных магнитов, выполненные с переменным чередованием полюсов магнитов и закрепленных на ферромагнитных ярмах, которые выполнены с возможностью совместного, разно скоростного, со и/или разнонаправленного вращения вокруг оси цилиндрической ванны.The proposed device makes it possible to provide a technologically necessary temperature gradient in the melt along the height of the bath due to the ring ferromagnetic yokes located coaxially with the cylindrical bath and systems of permanent magnets, made with variable alternation of the magnet poles and fixed on the ferromagnetic yokes, which are made with the possibility of joint, different speed, co and /or multidirectional rotation around the axis of the cylindrical bath.

Источником электромагнитного поля, влияющего на расплав, являются системы вращающихся постоянных магнитов. Переменное магнитное поле создает в расплаве вихревые токи, при взаимодействии которых с внешним магнитным полем постоянных магнитов возникают силы Лоренца, действующие на расплав, и приводящая к его перемещению, а также, за счет протекающих вихревых токов выделяются Джоулевы потери, приводящие к подогреву расплава. Наличие кольцевых ферромагнитных ярм и систем постоянных магнитов, выполненные с переменным чередованием полюсов магнитов и закрепленных на кольцевых ферромагнитных ярмах, которые выполнены с возможностью совместного, разноскоростного, со- и/или разнонаправленного вращения вокруг оси цилиндрической ванны, позволяет с разной интенсивностью влиять на расплав по высоте ванны, тем самым обеспечивая необходимый температурный градиент в расплаве.The source of the electromagnetic field affecting the melt is a system of rotating permanent magnets. An alternating magnetic field creates eddy currents in the melt, when interacting with an external magnetic field of permanent magnets, Lorentz forces arise that act on the melt and lead to its movement, and also, due to the flowing eddy currents, Joule losses are released, leading to heating of the melt. The presence of annular ferromagnetic yokes and systems of permanent magnets, made with alternating magnet poles and fixed on annular ferromagnetic yokes, which are made with the possibility of joint, different-speed, co- and / or multidirectional rotation around the axis of the cylindrical bath, allows you to influence the melt with different intensity along bath height, thereby providing the necessary temperature gradient in the melt.

Claims (1)

Устройство магнитогидродинамического перемешивания жидкого металла в цилиндрической ванне, содержащее систему постоянных магнитов, выполненную с переменным чередованием полюсов магнитов, отличающееся тем, что она закреплена на нескольких кольцевых ферромагнитных ярмах, расположенных по высоте ванны расплава, при этом ферромагнитные ярма имеют возможность совместного, разноскоростного, со- и разнонаправленного вращения вокруг оси цилиндрической ванны.A device for magnetohydrodynamic mixing of liquid metal in a cylindrical bath, containing a system of permanent magnets, made with alternating magnet poles, characterized in that it is mounted on several annular ferromagnetic yokes located along the height of the melt bath, while the ferromagnetic yokes have the possibility of joint, different speed, - and multidirectional rotation around the axis of the cylindrical bath.

Images