книги из ГПНТБ / Повх, И. Л. Магнитная гидродинамика в металлургии

дованный приемной воронкой 8 и сливным носком 1. Ра­ ма 9 шарнирно крепилась на постаменте 11. Вес узлов,

укрепленных на раме, уравновешивался противовесом

12.

В зазор, образованный каналом и кожухом 10, с по­ мощью вентилятора 6 подавался воздух для охлаждения

индукторов. Через трубу 7 в чугун вдували реагенты.

Рис. 93. Электромагнитная установка непрерывного действия производи­ тельностью 80 т/ч

Явнополюсные индукционные вращатели состояли из магнитодровода с тремя явными полюсами, выполненно­ го из шихтованной трансформаторной стали, и катушек 5, намотанных на стеклотекстолитовые каркасы прово­

дом марки ПСД—18 мм2.

Магнитопровод в сечении имел форму правильного шестигранника и набирался из пластин шириной 30 мм. Катушки до .посадки на каркас обматывались в два слоя листовыми шнуровым асбестом.

200

Рабочий канал установки состоял из двухметровых графитовых труб с толщиной стенки 20 мм. Трубы уста­ навливались в центре цилиндрического кожуха, выпол­ ненного из немагнитной стали 1Х18Н9Т толщиной 3 мм. Зазор 3 между кожухом и графитовой трубой набивался

формовочной землей. Толщина зазора составляла 55 мм.

Техническая характеристика приведена в табл. 15.

Таблица 15

Техническая характеристика электромагнитных установок непрерывного действия, разработанных в ДонНИИчермете

Измерение магнитного поля в расточке индукционно­ го вращателя показало, что радиальная компонента маг­

не канала составила всего 0,023 Т.

Установку опробовали в фасоннолитейном цехе Енакиевского металлургического завода. Результаты горяче­ го опробования выявили ряд существенных недостатков этой конструкции, главным из которых являлась слож­ ность перефутеровки канала. Механическая прочность графитового канала оказалась весьма низкой, материал канала легко выгорал при подогреве установки перед проливками. 'При кратковременной эксплуатации уста­ новки обдув катушек индукторов не понадобился, так как их температура, после часового подогрева канала газовой горелкой до /°=600°С и проливни 1 т жидкого чугуна, не превышала 40°С.

201

7

~50ги 220В

Первая опытная установка эксплуатировалась без компенсации реактивной мощности конденсаторной бата-

.реей при пониженном- (в сравнении с номинальным) на­ пряжении.

Индукционные .вращатели в одной из схем питания были включены в трехфазную сеть переменного тока про­ мышленной частоты с линейным напряжением 220 В (рис. 95).

202

Вг -юг1

12,0

6,0

следующие требования: высокая термостойкость, устой­ чивость к эрозии при контакте с движущимся металлом и малая теплопроводность.

Первые два пункта более или менее удовлетворитель­ но выполняются .при использовании графитошамотных огнеупоров. Стойкость таких материалов против эрозии

204

табл. 15. На рис. 101 показана принципиальная схема ■включения электромагнитной установки.

Установка работала с частичной компенсацией реак­ тивной мощности и, таким образом, фактический коэф­ фициент мощности был равен 0,17.

Аналогичные конструктивные принципы были поло­ жены в основу конструкции электромагнитного устройст­ ва, предназначенного для интенсификации обработки жидкого чугуна лигатурами.

Особенностью этого устройства, изготовленного на заводе «Запорожсталь», является конструкция катушек, которые изготовлены из неизолированной медной шины сечением 200 мм2. Зазоры между витками обеспечивают­ ся стеклотекстолитовыми гребенками, равномерно разме­ щенными по периметру катушки. Техническая характери­ стика устройства приведена в табл. 15.

Индукционные вращатели всех установок рассчита­ ны по методике, разработанной Таллинским политехни­ ческим институтом. Описанные выше устройства относят­ ся к устройствам индукционного типа, в которых ток в жидком металле наводится переменным магнитным по­ лем.

ДонНИИчерметом и Енакиевоким металлургическим заводом разработана, создана и опробована прямоточ­ ная установка непрерывного действия кондукционного типа, т. е. с непосредственным подводом внешнего тока в жидкий металл. Эта установка (рис. 102) представляет собой футерованный желоб трапецеидального сечения, помещенный в зазор мощного магнита постоянного тока, создающего поперечное (к направлению течения метал­ ла) магнитное-поле. Продольное электрическое поле соз­ дается с помощью жидкометаллических контактов 'спе­ циальной конструкции [33, с. 75]. Путем утяжеления ли­ бо облегчения потока металла, текущего по желобу, мож­ но управлять положением частиц реагента в металле, что значительно интенсифицирует процессы обмена меж­ ду металлом и реагентом.

Конструкция противоточных устройств непрерывного действия (электромагнитного желоба) подробно описана в работе [82]. Особенностью конструкции электромаг­ нитного желоба, опробованного в Аахене [83], является применение многослойной футеровки, состоящей из 5-мм слоя специальной прессованной бумаги, 20-мм слоя изо­ лирующих плиток и 30-мм слоя пластинок корунда, кото-

207

■рые показали хорошую термостойкость и высокую стой­ кость против действия содового шлака.

^Здесь и далее при рассмотрении конструкции уст­ ройств и их работы главное внимание уделено устройст­ вам непрерывного действия, так как конструкции элек-

Рнс. 102. Электромагнитная кондукцнонная установка производи­ тельностью 120 т/ч:

/ —токовводы; 2 — канал для подачи реагента; 3 — ковш

тромагнитных перемешивающих устройств, устанавли­ ваемых на металлургических агрегатах периодического действия (печах, ковшах, миксерах и т. д.), и технологи­ ческие результаты, полученные при их использовании, достаточно подробно описаны в литературе [33, с. 164; 82; 114; 133].

4. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПЕРЕМЕШИВАНИЯ

Перемешивание жидкого металла и реагента, увели­ чивая поверхность контакта металла с реагентом и уменьшая диффузионное сопротивление на границе раз­

208

дела двух фаз, существенно влияет на 'скорость процес­ сов рафинирования.

Применение электромагнитного перемешивания в ме­ таллургических агрегатах периодического действия пока­ зало, что, при весьма высоких затратах электроэнергии (6—10 кВт-ч/т металла), скорость некоторых процессов рафинирования (например, десульфурации) в них весь­ ма низка (0,08—0,1 %/с) при значительном расходе реа­ гента (до 10 кг соды на 1 т чугуна) [13Э].

Для изучения возможности осуществления непрерыв­ ной обработки чугуна было исследовано влияние элек­ тромагнитного перемешивания на скорость десульфура­ ции при быстром вращении небольшого (~ 3 0 кг) коли­ чества чугуна [140]. Опыты проводились в фасонноли­ тейном цехе Енакиевского металлургического завода на литейном чугуне.

Лабораторная установка, в которой обрабатывался чугун, представляет собой явнополюсный статор со сле­ дующими параметрами: