RU2476797C2 - Плавильная печь - Google Patents
Плавильная печь Download PDFInfo
- Publication number
- RU2476797C2 RU2476797C2 RU2011115816/02A RU2011115816A RU2476797C2 RU 2476797 C2 RU2476797 C2 RU 2476797C2 RU 2011115816/02 A RU2011115816/02 A RU 2011115816/02A RU 2011115816 A RU2011115816 A RU 2011115816A RU 2476797 C2 RU2476797 C2 RU 2476797C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- crucible
- melting furnace
- sealed container
- inert gas
- outlet
- Prior art date
Links
- 238000002844 melting Methods 0.000 title claims abstract description 67
- 230000008018 melting Effects 0.000 title claims abstract description 67
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 45
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims abstract description 44
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 31
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims abstract description 21
- 238000005266 casting Methods 0.000 claims abstract description 18
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 15
- 230000006698 induction Effects 0.000 claims abstract description 14
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 12
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 4
- 238000010926 purge Methods 0.000 claims description 3
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 9
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 5
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000012768 molten material Substances 0.000 description 4
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 3
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000005242 forging Methods 0.000 description 2
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 1
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 1
- 239000003870 refractory metal Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
- F27D7/00—Forming, maintaining, or circulating atmospheres in heating chambers
- F27D7/04—Circulating atmospheres by mechanical means
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
- F27B14/00—Crucible or pot furnaces
- F27B14/04—Crucible or pot furnaces adapted for treating the charge in vacuum or special atmosphere
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
- F27B14/00—Crucible or pot furnaces
- F27B14/06—Crucible or pot furnaces heated electrically, e.g. induction crucible furnaces with or without any other source of heat
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
- F27B14/00—Crucible or pot furnaces
- F27B14/06—Crucible or pot furnaces heated electrically, e.g. induction crucible furnaces with or without any other source of heat
- F27B14/061—Induction furnaces
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
- F27B14/00—Crucible or pot furnaces
- F27B14/08—Details peculiar to crucible or pot furnaces
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
- F27B5/00—Muffle furnaces; Retort furnaces; Other furnaces in which the charge is held completely isolated
- F27B5/06—Details, accessories, or equipment peculiar to furnaces of these types
- F27B5/16—Arrangements of air or gas supply devices
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
- F27D11/00—Arrangement of elements for electric heating in or on furnaces
- F27D11/06—Induction heating, i.e. in which the material being heated, or its container or elements embodied therein, form the secondary of a transformer
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
- F27D7/00—Forming, maintaining, or circulating atmospheres in heating chambers
- F27D7/02—Supplying steam, vapour, gases, or liquids
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
- F27D9/00—Cooling of furnaces or of charges therein
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
- F27D9/00—Cooling of furnaces or of charges therein
- F27D2009/0002—Cooling of furnaces
- F27D2009/0005—Cooling of furnaces the cooling medium being a gas
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Crucibles And Fluidized-Bed Furnaces (AREA)
- Furnace Details (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области металлургии, в частности к плавильным печам индукционного нагревательного типа. Плавильная печь включает герметичный контейнер, содержащий атмосферу инертного газа, тигель, который помещается внутри герметичного контейнера и осуществляет плавление сырья путем индукционного нагрева, и механизм охлаждения тигля. Механизм охлаждения тигля включает трубчатую часть с входом, который сообщен с герметичным контейнером и позволяет выпускать инертный газ из герметичного контейнера, и выходом для подачи инертного газа в герметичный контейнер, теплообменную часть, которая помещена на части пути инертного газа вдоль трубчатой части, и участок транспортировки газа, который помещен на части пути инертного газа вдоль трубчатой части, при этом выход помещен обращенным к внутренней донной поверхности тигля в то время, когда тигель находится в положении литья, а вход помещен ближе к нижней стороне поверхности герметичного контейнера, чем носок тигля в то время, когда тигель находится в положении литья. Изобретение обеспечивает эффективное охлаждение тигля после плавления и нагрева. 10 з.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к плавильной печи индукционного нагревательного типа. В частности, настоящее изобретение относится к плавильной печи, выполненной с возможностью быстрого снижения температуры в тигле после плавления и нагрева.
Приоритет испрашивается в Японской патентной заявке № 2008-248086, поданной 26 сентября 2008 г, содержание которой включено в настоящее описание посредством ссылки.
Предпосылки к созданию изобретения
Тигель, выполненный из тугоплавкого металла, используют для плавления кусков сырья редкоземельного металла для того, чтобы выплавить из них слитки или для плавления и рафинирования оксидного сырья с редкоземельными материалами с использованием теплового восстановления с кальцием. Эти процессы осуществляются в вакуумной плавильной печи. В частности, эти процессы осуществляют путем помещения сначала тигля, содержащего сырье, в вакуумную печь. Затем из вакуумной печи удаляют воздух и вакуумную печь заполняют вместо него инертным газом (например, аргоном и подобным). Для плавления используют индукционный нагрев (см., например, Патентный документ 1).
В плавильной печи с индукционным нагревом соответствующего типа при плавлении материала в плавильной печи необходима очистка тигля. Однако в связи с тем, что температура внутри тигля после плавления и нагрева чрезвычайно высока, работы по техническому обслуживанию нельзя начать до тех пор, пока температура не снизится в достаточной степени для того, чтобы допустить выполнение технического обслуживания. Это накладывает жесткие ограничения на рабочий цикл.
Ранее охлаждение тигля после плавления и нагрева базировалось на теплопроводности, создаваемой потоком охлаждающей воды внутри катушки, которая используется для индукционного нагрева, или на излучении поверхности тигля. Поскольку охлаждение, полученное за счет теплопроводности, происходит через изолирующий материал, оно является чрезвычайно слабым и в действительности почти все охлаждение происходит за счет излучения. При охлаждении, обеспечиваемом, таким образом, за счет излучения, требуется значительное время для достаточного охлаждения тигля, что препятствует любым попыткам улучшить рабочий цикл.
Документы предшествующего уровня техники
Патентные документы
[Патентный документ 1] Первая публикация японской не рассмотренной патентной заявки № Н08-252650
Раскрытие изобретения
Проблемы, которые должны быть решены с помощью изобретения
Настоящее изобретение было создано исходя из описанной выше предшествующей ситуации, и его целью является создание плавильной печи, допускающей эффективное охлаждение тигля после плавления и нагрева, что допускает улучшение рабочего цикла.
Средство решения проблемы
Плавильная печь согласно варианту реализации настоящего изобретения включает в себя герметичный контейнер, содержащий атмосферу инертного газа; тигель, который помещается внутри герметичного контейнера и служит для осуществления плавления сырья путем индукционного нагрева; и механизм охлаждения тигля, причем механизм охлаждения тигля включает в себя трубчатую часть, которая включает в себя вход, который сообщается с герметичным контейнером и который позволяет выпускать инертный газ из герметичного контейнера, и выход, который позволяет подавать инертный газ в герметичный контейнер; теплообменную часть, которая помещается на части пути вдоль трубчатой части; и участок транспортировки газа, который помещается на части пути вдоль трубчатой части.
Участок транспортировки газа механизма охлаждения тигля может помещаться выше или ниже по потоку теплообменной части.
Внутренний диаметр выхода может быть меньше внутреннего диаметра приемного устройства.
Выход может обеспечивать продувку инертного газа при большем расходе, чем вход.
Тигель может качаться вокруг оси поворота так, чтобы переключаться между положением плавления и положением литья.
Тигель может включать в себя внутреннюю донную поверхность и носок, через который выливают расплавленное сырье.
Выход может помещаться обращенным к внутренней донной поверхности тигля в то время, когда тигель находится в положении литья, а вход может помещаться ближе к нижней стороне поверхности герметичного контейнера, чем носок тигля в то время, когда тигель находится в положении литья.
В то время, когда тигель находится в положении литья и носок обращен к стороне внутренней нижней поверхности герметичного контейнера, вход может помещаться ниже носка тигля.
Вход может помещаться ниже носка тигля в направлении, в котором выливают расплавленное сырье.
Выход может помещаться таким образом, что инертный газ, выпущенный из выхода, вдувается на участке в пределах 40% диаметра от центра внутренней донной поверхности тигля.
Теплообменная часть и участок транспортировки газа механизма охлаждения тигля могут располагаться между приемным устройством и выходом трубчатой части.
Теплообменная часть может содержать теплообменник, а участок транспортировки газа может иметь вентилятор.
Эффект изобретения
Плавильная печь согласно настоящему изобретению имеет механизм охлаждения тигля, который включает в себя трубчатую часть, которая включает в себя вход, сообщающийся с герметичным контейнером, содержащим атмосферу инертного газа, и позволяет выпускать инертный газ из герметичного контейнера, и выход, который позволяет вводить инертный газ в герметичный контейнер, теплообменную часть, которая помещается на части пути вдоль трубчатой части, и участок транспортировки газа, который помещается на части пути вдоль трубчатой части и помещается выше или ниже по потоку теплообменной части. Соответственно, теплообмен (а именно охлаждение) возможен с большей скоростью, чем прежнее охлаждение, которое использует теплообмен через инертный газ (т.е. при котором внутренняя часть герметичного контейнера находится, по существу, в стационарном состоянии), причем достигается уменьшение времени охлаждения. В результате существует возможность получения плавильной печи, в которой обеспечивается способность эффективного охлаждения тигля и, в результате, улучшение рабочего цикла.
Краткое описание чертежа
На фиг.1 показан вид сбоку, демонстрирующий типичную форму примера внутренней конструкции плавильной печи согласно настоящему изобретению.
Подробное описание предпочтительных вариантов реализации изобретения
Далее будет описан вариант реализации плавильной печи согласно настоящему изобретению со ссылкой на чертеж.
На фиг.1 показан вид сбоку, демонстрирующий типичную форму примера внутренней конструкции плавильной печи согласно варианту реализации настоящего изобретения.
Плавильная печь 1 согласно настоящему изобретению содержит по меньшей мере герметичный контейнер 2, содержащий атмосферу инертного газа (например, газообразного аргона или газообразного азота), и корпус плавильной печи 3, помещенный внутри герметичного контейнера 2 и использующийся для плавления сырья.
Корпус плавильной печи 3 имеет тигель 4 и индукционную катушку 5. А именно плавильная печь 1 является плавильной печью с индукционным нагревом. Тигель 4 содержит внутреннюю донную поверхность 4а и носок 4b. Индукционная катушка 5 нагревает тигель 4 до нужной температуры (например, температуры плавления сырья, которое должно быть расплавлено), и сырье, помещенное внутри тигля 4, плавится так, чтобы получить расплавленный материал.
Плавильная печь 1 согласно настоящему варианту реализации имеет механизм охлаждения тигля 10, который охлаждает тигель 4 до нужной температуры (например, температуры, при которой может выполняться техническое обслуживание). Этот механизм охлаждения тигля 10 содержит трубчатую часть 13, которая имеет вход 11 и выход 12, теплообменную часть 14 и участок транспортировки газа 15. Здесь и вход 11, и выход 12 сообщаются с герметичным контейнером 2, и вход 11 используется для выпуска инертного газа (вытекания) из внутренней полости герметичного контейнера 2. Выход 12 используется для подачи инертного газа во внутреннюю полость герметичного контейнера 2. Соответственно вход 11 образует один конец, и выход 12 образует другой конец трубчатой части 13. Теплообменная часть 14 и участок транспортировки газа 15 размещаются последовательно от входа 11 по направлению к выходу 12 вдоль трубчатой части 13. Отметим, что возможно также размещение теплообменной части 14 и участка транспортировки газа 15 в противоположном порядке, а именно: с размещением участка транспортировки газа 15 и теплообменной части 14 последовательно от входа 11 по направлению к выходу 12. То есть участок транспортировки газа 15 может помещаться или выше, или ниже по потоку от теплообменной части 14.
Вход 11 обеспечивает выпуск (вытекание) горячего инертного газа, содержащегося с герметичном контейнере 2, с использованием для этого участка транспортировки газа 15. Горячий инертный газ, который выпущен из входа 11, вводится в теплообменную часть 14 через трубчатую часть 13, и затем охлаждается теплообменной частью 14. Инертный газ, охлажденный теплообменной частью 14, вытекает в герметичный контейнер 2 через выпуск 12 участком для транспортировки газа 15.
Поскольку плавильная печь 1 согласно настоящему варианту реализации имеет механизм охлаждения тигля 10, имеющий описанную выше конструкцию, по сравнению с предыдущим случаем, когда охлаждение зависит от теплообмена через инертный газ (т.е. тогда, когда герметичный контейнер находится в, по существу, стационарном состоянии), теплообмен (то есть охлаждение) возможен при весьма значительной скорости и, следовательно, может быть достигнуто сокращение длительности охлаждения. В результате в плавильной печи 1 согласно настоящему изобретению возможно эффективное охлаждение тигля 4. То есть, поскольку внутренняя полость герметичного контейнера 2 может быть открыта в атмосферу, и работа по техническому обслуживанию выполняется в этой полости после истечения очень краткого, по сравнению с предыдущей плавильной печью, периода охлаждения, существует возможность улучшить рабочий цикл плавильной печи 1 согласно настоящему варианту реализации.
Кроме того, в плавильной печи 1 к герметичному контейнеру 2 присоединены вакуумный насос 6 и труба для подачи инертного газа 7. Внутренняя полость герметичного контейнера 2 выдерживается при определенной степени разрежения согласно нужной программе, например, после того, как во внутренней полости герметичного контейнера 2 устанавливается определенная степень разрежения через вакуумный разряд, в нее вводят нужный инертный газ по трубе 7 для ввода инертного газа, и внутренняя полость герметичного контейнера 2 содержится при заданном давлении.
После этого сырьевые металлические слитки (т.е. сырье) подвергают индукционному нагреву посредством индукционной катушки 5 и плавятся внутри тигля 4 плавильной печи 1.
Корпус 3 плавильной печи 1 установлен с возможностью наклона (вращения) так, что он может поворачиваться вокруг оси вращения (не показана) и наклоняется гидравлическим цилиндром (не показан) из положения, показанного пунктиром, в положение, показанное сплошной линией на фиг.1. Далее положение, показанное на фиг.1 сплошной линией, упоминается как положение плавления, в то время как положение, показанное на фиг.1 пунктиром, упоминается как положение литья. То есть в положении плавления слитки сырья, содержащиеся в тигле 4, плавятся. В положении литья расплавленный материал выливают из тигля 4.
Когда полученный расплавленный металл (т.е. расплавленный материал) выливают из плавильной печи 1, корпус плавильной печи 3 поворачивается вокруг своей оси наклона (т.е. оси вращения) из положения, показанного пунктиром (т.е. из положения плавления), в положение, показанное сплошной линией (т.е. в положение литья). После этого расплавленный металл (расплавленный материал) выливается из носка 4b тигля 4.
Отметим, что, хотя это и не показано на фиг.1, рядом с плавильной печью 1 помещается кузнечная камера и тому подобное, и расплавленный металл, вылитый из тигля 4 плавильной печи 1, подается в кузнечную камеру через отверстие (т.е. литейное отверстие), помещенное в донной поверхности плавильной печи 1.
Таким образом, для того чтобы выполнить работу по техническому обслуживанию на внутренней полости тигля 4 в плавильной печи 1 после нагрева и плавления в ней сырьевых слитков и литья полученного расплавленного металла, необходимо охладить тигель 4 до температуры, при которой может осуществляться работа по техническому обслуживанию. Для того чтобы активно ускорять охлаждение тигля, который при нормальных обстоятельствах охлаждается только чрезвычайно медленно, в настоящем варианте реализации предусмотрен механизм охлаждения тигля 10. А именно, после выпуска инертного газа, содержащегося внутри герметичного контейнера 2, через вход 11 механизма охлаждения тигля 10, инертный газ охлаждается в теплообменной части 14 механизма охлаждения тигля 10, и затем охлажденный инертный газ поступает внутрь герметичного контейнера 2. Путем применения механизма охлаждения тигля 10 согласно настоящему варианту реализации охлажденный инертный газ (т.е. холодный ветер) вдувается внутрь тигля 4 через выход 12, допуская, таким образом, эффективное охлаждение тигля 4.
Для получения охлажденного инертного газа (т.е. холодного ветра) теплообменная часть 14 и участок транспортировки газа 15, который располагается ниже по потоку теплообменной части 14, помещаются на участке трубчатой части 13, который имеет вход 11 и выход 12 в механизме охлаждения тигля 10. Теплообменной частью 14 может быть теплообменник, а участком транспортировки газа 15 может служить вентилятор.
Таким образом, в настоящем изобретении вход (т.е. канал) 11 располагается в герметичном контейнере 2, который вмещает плавильную печь 3, и горячий инертный газ всасывается из внутренней полости герметичного контейнера 2 участком транспортировки газа 15, и горячий инертный газ охлаждается путем пропуска через теплообменную часть 14, и охлажденный инертный газ затем вдувают в тигель 4 через выход 12. В результате в дополнение к излучению охлаждение тигля 4 ускоряется путем теплообмена охлажденного инертного газа, который вдувают в тигель 4.
Кроме того, поскольку механизм охлаждения тигля 10 имеет участок транспортировки газа (например, вентилятор) 15 и теплообменную часть (т.е. теплообменник) 14, можно генерировать инертный газ, охлажденный до нужной температуры и обладающий нужной скоростью циркуляции газа. В результате путем продувки инертного газа (т.е. холодного ветра), охлажденного до нужной температуры, к тиглю 4, можно также контролировать кривую охлаждения тигля 4. Соответственно становится возможным установить подходящие условия охлаждения, подходящие для материала, применяемого для формирования тигля 4, и для температуры тигля 4, которая меняется каждую минуту.
Кроме того, желательно, чтобы выход 12 помещался, будучи обращен к внутренней донной поверхности 4а тигля 4 в то время, когда он находится в наклоненном положении (т.е. в положении литья, а именно: в положении, в котором тигель 4 изображен сплошной линией на фиг.1). В положении, в котором носок 4b тигля 4 в наклоненном состоянии обращен к нижней поверхности герметичного контейнера 2 (т.е. в положении литья, а именно: в положении, в котором тигель 4 показан сплошной линией на фиг.1), желательно, чтобы вход 11 помещался ближе к нижней стороне поверхности герметичного контейнера 2, чем помещается носок 4b. А именно в положении литья тигля 4 вход 11 помещается ниже носка 4b в направлении литья (т.е. в направлении сверху вниз на чертеже, а именно в направлении действия силы тяжести). Внутри герметичного контейнера 2 поток газа может быть выстроен более оптимально с использованием формы носка 4b тигля 4 (в частности, путем выравнивания его с направлением действия силы тяжести). А именно: газ (т.е. инертный газ), который вытекает из выхода 12, может надежно вдуваться на внутреннюю донную поверхность 4а тигля 4, и газ, который был нагрет путем теплообмена в тигле 4, может эффективно направляться к входу 11. Путем применения такой конструкции можно ускорить охлаждение тигля 4.
Кроме того, желательно, чтобы внутренний диаметр d1 выхода 12 был меньше внутреннего диаметра d2 входа 11. Здесь внутренний диаметр соединительной части 13а, который соединяет участок транспортировки газа 15 с выходом 12, меньше других частей трубчатой части 13. Путем сужения выхода 12 охлажденный газ вдувают в локальные участки с более высокой скоростью потока, и его можно надежно вдувать в цель в форме тигля 4. А именно скорость дутья на выходе 12 может быть сделана более высокой, чем скорость дутья на входе 11. Кроме того, локальные струи могут надежно вдуваться на целевой участок, а именно - на «нужную позицию на внутренней донной поверхности 4а тигля 4». Вариант реализации предусматривает то, что вдувают охлажденный инертный газ на локальные участки с высокой скоростью дутья, причем внутренний диаметр соединительной части 13а сужен, однако настоящий вариант реализации не ограничивается этим и может также предоставляться механизм, который увеличивает расход инертного газа в соединительной части 13а. Например, внутри соединительной части 13а могут быть помещены ребра.
В частности, желательно выполнение выхода 12 таким образом, чтобы воздушный поток, выпущенный из выхода 12, вдувался на участок в пределах 40% диаметра от центра внутренней донной поверхности 4а тигля 4.
Путем применения конструкции, при которой выпущенный воздушный поток вдувают на участок в пределах 40% диаметра от центра внутренней донной поверхности 4а тигля 4, выпущенный воздушный поток может вдуваться непосредственно в тигель 4 без какого-либо отклонения. Соответственно во время охлаждения тигля 4 не существует неоднородности в состоянии охлаждения тигля 4 (например, состояния, при котором температура одной половины тигля 4 выше температуры другой половины). В результате можно сдерживать любое повреждение тигля 4 (например, трещины и разломы и тому подобное), которое может быть вызвано неравномерным охлаждением, и увеличивать количество раз использования тигля 4. А именно может быть достигнуто увеличение длительности срока службы тигля 4.
После охлаждения тигля 4 до температуры, при которой может быть выполнена работа по техническому обслуживанию, открывают крышку (не показана) герметичного контейнера 2 и начинается работа по техническому обслуживанию. В настоящем варианте реализации, поскольку можно ускорить охлаждение тигля 4 способом, описанным выше, значительно сокращается время ожидания момента, когда может быть начата работа по техническому обслуживанию и, в результате этого, рабочий цикл может быть укорочен и может быть достигнуто соответствующее повышение производительности.
Вариант реализации настоящего изобретения описан выше, однако настоящее изобретение не ограничивается этим вариантом и возможны различные модификации, основанные на технологических принципах настоящего изобретения.
Промышленная применимость
Настоящее изобретение может широко применяться в индукционных плавильных печах нагревательного типа, имеющих тигли, помещенные в герметичных контейнерах.
Описание числовых позиций
1 плавильная печь
2 герметичный контейнер
3 корпус плавильной печи
4 тигель
5 индукционная катушка
10 механизм охлаждения тигля
11 вход
12 выход
13 трубчатая часть
14 теплообменная часть (теплообменник)
15 участок транспортировки газа (вентилятор)
Claims (11)
1. Плавильная печь, содержащая
герметичный контейнер, содержащий атмосферу инертного газа;
тигель, выполненный с возможностью помещения внутри герметичного контейнера для осуществления плавления сырья путем индукционного нагрева; и
механизм охлаждения тигля,
причем механизм охлаждения тигля включает
трубчатую часть с входом, который сообщен с герметичным контейнером и позволяет выпускать инертный газ из герметичного контейнера, и выходом для подачи инертного газа в герметичный контейнер;
теплообменную часть, которая помещена на части пути инертного газа вдоль трубчатой части; и
участок транспортировки газа, который помещен на части пути инертного газа вдоль трубчатой части, при этом
выход помещен обращенным к внутренней донной поверхности тигля в то время, когда тигель находится в положении литья, а
вход помещен ближе к нижней стороне поверхности герметичного контейнера, чем носок тигля в то время, когда тигель находится в положении литья.
герметичный контейнер, содержащий атмосферу инертного газа;
тигель, выполненный с возможностью помещения внутри герметичного контейнера для осуществления плавления сырья путем индукционного нагрева; и
механизм охлаждения тигля,
причем механизм охлаждения тигля включает
трубчатую часть с входом, который сообщен с герметичным контейнером и позволяет выпускать инертный газ из герметичного контейнера, и выходом для подачи инертного газа в герметичный контейнер;
теплообменную часть, которая помещена на части пути инертного газа вдоль трубчатой части; и
участок транспортировки газа, который помещен на части пути инертного газа вдоль трубчатой части, при этом
выход помещен обращенным к внутренней донной поверхности тигля в то время, когда тигель находится в положении литья, а
вход помещен ближе к нижней стороне поверхности герметичного контейнера, чем носок тигля в то время, когда тигель находится в положении литья.
2. Плавильная печь по п.1, в которой участок транспортировки газа механизма охлаждения тигля помещен выше или ниже по потоку теплообменной части.
3. Плавильная печь по п.1, в которой внутренний диаметр выхода меньше внутреннего диаметра входа.
4. Плавильная печь по п.1, в которой выход выполнен для продувки инертного газа со скоростью потока большей, чем на входе.
5. Плавильная печь по п.1, в которой тигель выполнен с возможностью поворота вокруг оси наклона таким образом, чтобы переходить из положения плавления в положение литья.
6. Плавильная печь по п.1, в которой тигель содержит внутреннюю донную поверхность и носок, из которого выливают расплавленное сырье.
7. Плавильная печь по п.1, в которой, когда тигель находится в положении литья и носок тигля обращен к стороне нижней поверхности герметичного контейнера, вход размещен ниже носка тигля.
8. Плавильная печь по любому из пп.1-6, в которой вход помещен ниже носка тигля по направлению, в котором выливают расплавленное сырье.
9. Плавильная печь по п.1, в которой выход помещен таким образом, что инертный газ, выпущенный из выхода, вдувают на участок в пределах 40% диаметра от центра внутренней донной поверхности тигля.
10. Плавильная печь по п.1, в которой теплообменная часть и участок транспортировки газа в механизме охлаждения тигля помещены между входом и выходом трубчатой части.
11. Плавильная печь по п.1, в которой теплообменная часть содержит теплообменник, и участок транспортировки газа содержит вентилятор.
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008248086 | 2008-09-26 | ||
JP2008-248086 | 2008-09-26 | ||
PCT/JP2009/004850 WO2010035471A1 (ja) | 2008-09-26 | 2009-09-25 | 溶解炉 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2011115816A RU2011115816A (ru) | 2012-11-10 |
RU2476797C2 true RU2476797C2 (ru) | 2013-02-27 |
Family
ID=42059484
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011115816/02A RU2476797C2 (ru) | 2008-09-26 | 2009-09-25 | Плавильная печь |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US8630328B2 (ru) |
JP (1) | JP5367715B2 (ru) |
CN (1) | CN102165278B (ru) |
DE (1) | DE112009002335B4 (ru) |
RU (1) | RU2476797C2 (ru) |
WO (1) | WO2010035471A1 (ru) |
Families Citing this family (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102168920B (zh) * | 2011-04-15 | 2012-09-26 | 中磁科技股份有限公司 | 真空感应熔炼炉内坩埚冷却装置 |
WO2014035480A1 (en) | 2012-08-30 | 2014-03-06 | General Electric Company | Induction furnace with uniform cooling capability |
CN102914168B (zh) * | 2012-11-18 | 2015-05-06 | 昆山市大金机械设备厂 | 感应加热炉的气体循环及冷却设备 |
CN102927816A (zh) * | 2012-11-18 | 2013-02-13 | 昆山市大金机械设备厂 | 感应加热炉 |
US9936541B2 (en) * | 2013-11-23 | 2018-04-03 | Almex USA, Inc. | Alloy melting and holding furnace |
CN104120244A (zh) * | 2014-07-23 | 2014-10-29 | 覃聪 | 一种真空冶炼炉 |
CN104949509B (zh) * | 2015-06-08 | 2017-01-11 | 中铝广西有色金源稀土股份有限公司 | 提高熔炼收率的装置 |
CN105865212B (zh) * | 2016-05-26 | 2018-05-22 | 源之翼智能装备制造(江苏)有限公司 | 快速气冷真空炉 |
CN112197579A (zh) * | 2020-08-28 | 2021-01-08 | 芜湖良仕机械科技有限公司 | 一种可回收利用热量的坩埚炉 |
CN117516157B (zh) * | 2024-01-08 | 2024-03-19 | 泰州市大创阀业有限公司 | 一种青铜铸件加工用原料熔化装置 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU491811A1 (ru) * | 1973-03-19 | 1975-11-15 | Центральный Научно-Исследовательский Институт Технологии Машиностроения | Индукционна тигельна печь |
SU1071359A1 (ru) * | 1978-12-21 | 1984-02-07 | Комбинат Феб Локомотивбау-Электротехнише Верке "Ханс Беймлер" Хеннигсдорф (Инопредприятие) | Устройство дл производства т желых отливок в высоком вакууме |
JPS62153683A (ja) * | 1985-12-26 | 1987-07-08 | 東芝セラミツクス株式会社 | バツチ式電気炉 |
JPH01155186A (ja) * | 1987-12-12 | 1989-06-19 | Shinko Electric Co Ltd | 真空誘導溶解炉 |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4592538A (en) * | 1982-09-15 | 1986-06-03 | Elkem Metals Company | Apparatus for producing predominately iron alloy containing magnesium |
DE3617303A1 (de) * | 1986-05-23 | 1987-11-26 | Leybold Heraeus Gmbh & Co Kg | Verfahren zum einschmelzen und entgasen von stueckigem material |
GB9015090D0 (en) * | 1990-07-09 | 1990-08-29 | British Telecomm | Method for the preparation of halide glass articles |
DE4207694A1 (de) | 1992-03-11 | 1993-09-16 | Leybold Durferrit Gmbh | Vorrichtung fuer die herstellung von metallen und metall-legierungen hoher reinheit |
DE4229764C2 (de) * | 1992-09-05 | 2000-08-10 | Ald Vacuum Techn Ag | Geschlossener Induktionsofen zum Schmelzen und Gießen von Stoffen |
US5753004A (en) * | 1994-05-25 | 1998-05-19 | Hitachi Metals, Ltd. | Method for refining molten metal and apparatus for same |
JPH08252650A (ja) | 1995-03-17 | 1996-10-01 | Shinko Electric Co Ltd | 真空誘導溶解炉の鋳造装置 |
DE69720084T2 (de) | 1996-10-04 | 2003-09-04 | Kenji Abiko | Hochfrequenz Vacuum-Induktions-Schmelzofen |
CN2690415Y (zh) * | 2004-02-19 | 2005-04-06 | 宋毓珮 | 连续生产氮化钒合金的装置 |
US20070147462A1 (en) * | 2005-12-23 | 2007-06-28 | Wilcox Dale R | Rapid heating and cooling furnace |
JP5200404B2 (ja) | 2007-03-30 | 2013-06-05 | 住友化学株式会社 | 無機粒子を含有するメタクリル樹脂組成物の製造方法 |
-
2009
- 2009-09-25 WO PCT/JP2009/004850 patent/WO2010035471A1/ja active Application Filing
- 2009-09-25 RU RU2011115816/02A patent/RU2476797C2/ru active
- 2009-09-25 CN CN200980137691.7A patent/CN102165278B/zh active Active
- 2009-09-25 JP JP2010530730A patent/JP5367715B2/ja active Active
- 2009-09-25 US US13/120,790 patent/US8630328B2/en active Active
- 2009-09-25 DE DE112009002335T patent/DE112009002335B4/de active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU491811A1 (ru) * | 1973-03-19 | 1975-11-15 | Центральный Научно-Исследовательский Институт Технологии Машиностроения | Индукционна тигельна печь |
SU1071359A1 (ru) * | 1978-12-21 | 1984-02-07 | Комбинат Феб Локомотивбау-Электротехнише Верке "Ханс Беймлер" Хеннигсдорф (Инопредприятие) | Устройство дл производства т желых отливок в высоком вакууме |
JPS62153683A (ja) * | 1985-12-26 | 1987-07-08 | 東芝セラミツクス株式会社 | バツチ式電気炉 |
JPH01155186A (ja) * | 1987-12-12 | 1989-06-19 | Shinko Electric Co Ltd | 真空誘導溶解炉 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPWO2010035471A1 (ja) | 2012-02-16 |
US20110176576A1 (en) | 2011-07-21 |
JP5367715B2 (ja) | 2013-12-11 |
DE112009002335B4 (de) | 2013-09-19 |
DE112009002335T5 (de) | 2012-01-19 |
US8630328B2 (en) | 2014-01-14 |
CN102165278A (zh) | 2011-08-24 |
WO2010035471A1 (ja) | 2010-04-01 |
RU2011115816A (ru) | 2012-11-10 |
CN102165278B (zh) | 2013-09-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2476797C2 (ru) | Плавильная печь | |
KR100439547B1 (ko) | 알루미늄괴(塊)의 용해 유지로 | |
KR101287935B1 (ko) | 도가니식 연속 용해로 | |
US7926548B2 (en) | Method and apparatus for sealing an ingot at initial startup | |
RU2530578C2 (ru) | Гибкая система электрической дуговой печи с минимальным потреблением энергии и способы получения стальных продуктов | |
CN104254416B (zh) | 用于金属雾化的***和用于雾化金属粉末的方法 | |
KR20090054921A (ko) | 고 반응성 티타늄 금속을 원심 주조하는 시스템 | |
JP5348902B2 (ja) | アルミニウム溶解炉及びアルミニウム鋳造システム | |
RU2479377C2 (ru) | Непрерывная разливка металлов высокой реакционной способности с использованием стеклянной футеровки | |
JP5406630B2 (ja) | 脱亜鉛装置および脱亜鉛方法 | |
US3529814A (en) | Apparatus for feeding metal ingots into a crucible | |
KR101227382B1 (ko) | 용해 장치 | |
JP2010025406A (ja) | 真空加熱装置及び真空加熱処理方法 | |
CN108946739A (zh) | 一种硅材料高效提纯方法及装置 | |
JP3948601B2 (ja) | 二次冷却可能な真空溶解鋳造装置 | |
JP3680127B2 (ja) | 熱処理装置 | |
RU2282522C2 (ru) | Способ центробежного литья металла в горизонтальной плоскости | |
RU2663447C2 (ru) | Способ сушки и нагрева футеровки сталеразливочного ковша | |
JP2000105083A (ja) | 溶解装置 | |
JPS62191037A (ja) | 回転窯における粉末材料の予熱方法及びその調節用熱交換器 | |
RU2173235C2 (ru) | Способ получения отливок из предварительно обработанного расплава металла | |
JPH11320079A (ja) | 坩堝炉式取鍋 | |
JPH06288678A (ja) | 溶解炉と溶解設備 | |
RU2194232C2 (ru) | Плавильный тигель | |
JPH06218532A (ja) | 自動連続溶解鋳造装置 |