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 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).
Однако указанное устройство, не обеспечивает технологически необходимого градиента температур в расплаве по высоте ванны.
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.
Однако указанное устройство, обладая возможностью равномерно вводить в расплав легирующие элементы, не обеспечивает технологически необходимого градиента температур в расплаве по высоте ванны.
Задачей (техническим результатом) заявляемой полезной модели является обеспечение технологически необходимого градиента температур в расплаве по высоте ванны.
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.
На чертежах приведено предлагаемое устройства магнитогидродинамического перемешивания: фиг. 1 - вид сечение 1, фиг. 2 - вид сечение 2, фиг. 3 - вид аксонометрия.
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.
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.
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.
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.