УСТРОЙСТВО МАГНИТОГИДРОДИНАМИЧЕСКОГО ПЕРЕМЕШИВАНИЯ ЖИДКОГО МЕТАЛЛА В ЦИЛИНДРИЧЕСКОЙ ВАННЕ

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.
»
Известно устройство магнитогидродинамического перемешивания жидких металлов («Печь-миксерпатент Россия RU2543022 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 градусов до 180 градусов. Торцы разомкнутых магнитопроводов расположены относительно расплавленного металла на расстоянии, соответственно, Δ1 и Δ2 (величина Δ1 и Δ2 должна быть минимально возможной).
Однако указанное устройство, не обеспечивает технологически необходимой равномерности вводимых в него легирующих элементов.
Кроме того, известно устройство магнитогидродинамического перемешивания жидких металлов (патент RU189343 «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.
Однако указанное устройство, обладая хорошими энергетическими показателями, не обеспечивает технологически необходимой равномерности вводимых в него легирующих элементов.
Задачей (техническим результатом) заявляемой полезной модели является обеспечение технологически необходимой равномерности вводимых в расплав легирующих элементов.
Поставленная задача решается тем, что устройство магнитогидродинамического перемешивания жидкого металла в цилиндрической ванне на базе постоянных магнитов содержит расположенное соосно цилиндрической ванне ферромагнитное ярмо и систему спиралевидных постоянных магнитов, выполненную с переменным чередованием полюсов магнитов и закрепленную на ферромагнитном ярме с возможностью совместного вращения вокруг оси цилиндрической ванны.
На чертежах приведено предлагаемое устройство магнитогидродинамического перемешивания: фиг.1 - вид сверху, фиг.2 - вид сбоку, фиг. 3 - вид аксонометрия с разрезом.
Предлагаемое устройство магнитогидродинамического перемешивания (фиг.1-фиг.3) содержит нагреваемую цилиндрическую ванну расплава 1, расположенное соосно ванне расплава ферромагнитное ярмо 2, на котором закреплена система спиралевидных постоянных магнитов 3.
Предлагаемое устройство работает следующим образом. Ферромагнитное ярмо 2, обеспечивающее концентрацию магнитного поля внутри устройства, вместе с системой спиралевидных постоянных магнитов 2 вращается вокруг цилиндрической ванны 1 с помощью электродвигателя, создавая переменное магнитное поле.
Предлагаемое устройство позволяет обеспечить технологически необходимую равномерность вводимых в расплав легирующих элементов за счет спиралевидной формы вращающихся постоянных магнитов. Источником электромагнитного поля, влияющего на расплав, является система вращающихся постоянных магнитов. Переменное магнитное поле создает в расплаве вихревой ток, при взаимодействии которого с внешним магнитным полем постоянных магнитов возникает сила Лоренца, действующая на расплав и приводящая к его перемещению. Спиралевидная форма постоянных магнитов позволяет достичь помимо азимутальной составляющей скорости расплава еще и движение по высоте ванны: от центра ванны по радиусу к стенке, по стенке вверх и от верхней точки зеркала расплава вниз, создавая воронку жидкого металла, которая интенсифицирует процесс перемешивания легирующих элементов по объему расплава.