ПЛАЗМЕННО-ДУГОВАЯ ПЕЧЬ Российский патент 1997 года по МПК H05B7/22 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам для нагрева и плавления металлов и неметаллических материалов в плазменно-дуговых печах.

Известна дуговая плавильная печь непрерывного действия, содержащая шахту и горн с отверстиями для прохода электродов и выпуска продуктов плавки, электроды, соединенные бифилярно и расположенные под углом друг к другу, токоподвод и источник тока [1]
Известна также плазменно-дуговая печь для плавки металла, содержащая шахту и горн с выпускным отверстием и отверстиями для плазменных горелок, установленных со сдвигом на 120^o относительно друг друга, каждая из которых выполнена в виде центрального стержневого электрода и охватывающего его с равномерным зазором сопла, при этом расстояние между центрами рабочих торцов сопл плазменных горелок выполнено равным (10 15) d, где d диаметр электрода [2]
Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является неравномерность нагрева металлошихты из-за того, что пламя плазменных горелок направлено в центр печи, где создается область повышенной температуры, в то время как на периферии температура понижена, что не позволяет эффективно вести плавку по всему объему горна. Кроме этого, нерасплавленные куски металлошихты могут забивать выпускное отверстие, ухудшая условия выпуска расплавленного металла.

Техническим результатом при осуществлении заявляемого изобретения является обеспечение распространения зоны высокой температуры от стенок к центру печи с одновременным движением теплового потока по спирали сверху вниз к выпускному отверстию.

Заявляемая плазменно-дуговая печь содержит шахту и горн с выпускным отверстием и отверстиями для плазменных горелок, установленных со сдвигом 120^o относительно друг друга. Новизной изобретения является то, что на внутренней поверхности горна выполнена винтовая канавка, в которой размещены рабочие части плазменных горелок, при этом электроды плазменных горелок установлены один над другим, а патрубки для подвода газа по касательной к винтовой канавке.

Выполнение на внутренней поверхности горна винтовой канавки, а также соответствующее размещение в ней рабочих частей плазменных горелок позволило создать направленное перемещение теплового потока внутри горна, обеспечивающее равномерный нагрев металлошихты и способствующее беспрепятственному сливу металла.

На фиг.1 показано рабочее пространство плазменно-дуговой печи; на фиг.2
сечение А-А на фиг.1.

Плазменнодуговая печь состоит из шахты 1 и горна 2 с выпускным отверстием 3 и отверстиями 4 для плазменных горелок 5, установленных со сдвигом на 120^o относительно друг друга. На внутренней поверхности горна 2 выполнена винтовая канавка 6, в которой размещены рабочие части плазменных горелок 5, а именно электроды 7 и патрубки 8 для подвода газа. Электроды 7 установлены один над другим, а патрубки 8 по касательной к винтовой канавке 6. На дне горна имеется круговой желоб 9, являющийся продолжением винтовой канавки 6.

Работа печи осуществляется следующим образом.

После загрузки в печь металлошихты (на чертеже не показана) через патрубки 8 в канавку 6 подается газ, а затем электроды 7 плазменных горелок 5 подключают к источнику питания. Происходит пробой промежутка между электродами 7, в результате чего возникает электрическая дуга. В зоне горения дуги газ, ионизируясь, образует плазменно-дуговые факелы 10, направленные вдоль винтовой канавки 6. Тепловой поток от плазменно-дуговых факелов перемещается в горне 2 сверху вниз, создавая зону повышенной температуры вблизи стенок горна. Под воздействием нагрева происходит расплавление металлошихты, и жидкий металл по желобу 9 стекает в выпускное отверстие 3. При этом в зоне выпускного отверстия с помощью закрученного теплового потока поддерживается наиболее высокая температура, предотвращая заострение выпускного отверстия.

Предлагаемая плазменно-дуговая печь обеспечивает эффективное ведение плавки по всему объему горна и улучшает условия выпуска расплавленного металла.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам для нагрева и плавления металлов и неметаллических материалов в плазменно-дуговых печах. Плазменно-дуговая печь предлагаемой конструкции обеспечивает эффективное ведение плавки по всему объему горна и улучшает условия выпуска расплавленного металла. Плазменно-дуговая печь состоит из шахты и горна 2 с выпускным отверстием 3 и отверстиями 4 для плазменных горелок 5, установленных со сдвигом на 120^o относительно друг друга. На внутренней поверхности горна 2 выполнена винтовая канавка 6, в которой размещены рабочие части плазменных горелок 5, а именно электроды 7 и патрубки 8 для подвода газа. Электроды 7 установлены один над другим, а патрубки 8 по касательной к винтовой канавке 6. На дне горна имеется круговой желоб 9, являющийся продолжением винтовой канавки 6. 2 ил.

Плазменно-дуговая печь, содержащая шихту и горн с выпускным отверстием и отверстиями для плазменных горелок, установленных со сдвигом 120^o относительно друг друга, отличающаяся тем, что на внутренней поверхности горна выполнена винтовая канавка, в которой размещены рабочие части плазменных горелок, при этом электроды плазменных горелок установлены один над другим, а патрубки для отвода газа по касательной к винтовой канавке.