статор для электромагнитного перемешивания стали в дуговых сталеплавильных печах и сталеразливочных ковшах

Формула изобретения

Статор для электромагнитного перемешивания стали в дуговых сталеплавильных печах и сталеразливочных ковшах, содержащий магнитопровод и обмотку, уложенную в пазы магнитопровода, причем магнитопровод выполнен раъемным и состоящим из нескольких независимых частей, отличающийся тем, что он снабжен магнитными клиньями и шарнирами, а независимые части магнитопровода выполнены прямолинейными, причем магнитные клинья установлены в стыках прямолинейных частей магнитопровода с наружной стороны магнитопровода, а прямолинейные части магнитопровода соединены между собой шарнирами с возможностью изменения угла раскрытия магнитопровода в зависимости от наружного типоразмера печи или ковша в месте установки магнитопровода.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к металлургии, в частности к устройствам для интенсификации перемешивания сталей в дугосталеплавильных печах и сталеразливочных ковшах.

Известен статор для электромагнитного перемешивания жидкого металла в сталеплавильных печах (Вольдек А.И. Индукционные магнитогидродинамические машины с жидкометаллическим рабочим телом. - Л.: Энергия, 1970, стр. 152, рис. 5-40), состоящий из цельного прямолинейного магнитопровода и обмотки, расположенной на нем.

Однако такой статор имеет следующие недостатки:

1. Статор такой конструкции может использоваться только для перемешивания стали в печи или ковше одного типоразмера, для которого он конкретно изготовлен.

2. Статор с цельным прямолинейным магнитопроводом имеет низкий коэффициент полезного действия из-за большого немагнитного зазора между краями магнитопровода и расплавленным металлом, так как печь и ковш имеют круглую форму.

Наиболее близким к заявленному устройству является статор электромагнитного перемешивателя (авт.св. SU N 397264, МПК⁶ H 05 В 6/34, 1973), который состоит из разъемного магнитопровода, выполненного из нескольких независимых частей, и обмотки, уложенной в пазы магнитопровода. Недостатками такого устройства является то, что статор имеет ограниченную область применения и может использоваться только для эффективной работы на печи или ковше одного типоразмера, для которого он изготовлен, так как имеет фиксированный угол раскрытия магнитопровода. Он также обладает пониженным коэффициентом полезного действия из-за увеличенных зазоров между статором и жидким металлом. Такой статор имеет низкую ремонтопригодность, так как выход из строя отдельной части устройства требует его полной остановки и комплексной замены, что затруднено в условиях металлургического производства при больших размерах статора.

В основу изобретения положена задача создания статора для электромагнитного перемешивания стали в дугосталеплавильных печах и сталеразливочных ковшах, способного изменять свою форму, повторять наиболее точно огибающую печи или ковша в месте его установки, иметь повышенный коэффициент полезного действия.

Поставленная задача решается тем, что в статоре для электромагнитного перемешивания стали в дуговых сталеплавильных печах и сталеразливочных ковшах, содержащем магнитопровод и обмотку, уложенную в пазы магнитопровода, магнитопровод выполнен разъемным, состоит из нескольких независимых частей и снабжен магнитными клиньями и шарнирами, а независимые части магнитопровода выполнены прямолинейными, причем магнитные клинья установлены в стыках прямолинейных частей магнитопровода с наружной стороны магнитопровода, а прямолинейные части магнитопровода соединены между собой шарнирами с возможностью изменения угла раскрытия магнитопровода в зависимости от наружного типоразмера печи или ковша в месте установки магнитопровода.

На фиг. 1 изображен статор "треугольного" типа; на фиг.2 - статор "трапецеидального" типа.

Статор для электромагнитного перемешивания стали в дугосталеплавильных печах и сталеразливочных ковшах состоит из магнитопровода 1, состоящего из прямолинейных частей 2 и 3 для "треугольного" типа или прямолинейных частей 2, 3, 4 для "трапецеидального" типа, между которыми с наружной стороны расположены магнитные клинья 5. Части магнитопровода 1 с обмотками 6 соединены между собой шарнирами 7, позволяющими установить необходимые углы раскрытия магнитопровода и наиболее полно приблизить его к ковшу 8 или к печи 9.

Устройство работает следующим образом.

При установке статора на место регулируются углы раскрытия его частей 2, 3, 4, чтобы наиболее полно приблизить активную сторону магнитопровода к печи или к ковшу. Затем углы раскрытия фиксируются и с наружной стороны магнитопровода устанавливаются магнитные клинья 5 для уменьшения немагнитного зазора в спинке магнитопровода. После подачи переменного напряжения на обмотки 6 статором создается бегущее электромагнитное поле, пронизывающее немагнитный каркас печи или ковша в месте установки статора и проникающее в расплавленный металл. Бегущее электромагнитное поле в расплавленном металле наводит вихревые токи, которые создают свое электромагнитное поле. Взаимодействие бегущего электромагнитного поля статора и электромагнитного поля вихревых токов в металле создает объемные электромагнитные силы, приводящие жидкий металл в направленное движение.

Так как части статора являются активно независимыми и каждая из них может создавать свое бегущее электромагнитное поле, то в целом они могут создавать бегущее электромагнитное поле как минимум по двум осям: X и Y. Чередование перемешивания по двум осям позволяет наиболее полно, эффективно и качественно перемешивать расплавленную сталь в печи или ковше и тем самым интенсифицировать технологические процессы приготовления высококачественных сталей и сплавов.

Кроме вышеперечисленных достоинств, заявленная конструкция статора является универсальной, так как позволяет собирать статоры любой длины для перемешивания жидкого металла в печах и ковшах любых конфигураций и размеров из однотипных частей. Такие статоры имеют повышенный коэффициент полезного действия из-за максимального приближения активной стороны статора к наружной огибающей печи или ковша в месте установки.

Такая конструкция статора имеет повышенную надежность при эксплуатации на металлургических предприятиях. Известно, что при плавлении стали, переливе высокотемпературного расплава стали из печи в ковш или при протоке стали через подину происходит выплескивание металла, повреждающее обмотку статора. При использовании в качестве перемешивающего устройства статора, описанного в прототипе, необходимо производить полную замену статора с остановкой печи на длительный ремонт. При использовании заявленного устройства требуется замена только одной части статора, что займет незначительное время. Кроме того, ремонт одной прямолинейной части статора длиной 1,5 м гораздо дешевле, чем ремонт цельного статора длиной, например, 6 - 8 м.