Электродуговая печь Советский патент 1984 года по МПК F27B3/08 

.2. Печь по п. 1, отличающаяся тем, что печная камера выполнена круглой формы, например, в виде полого цилиндрического диска и установлена с возможностью вращения вокруг вертикальной оси.

3.Печь по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что, с целью регулирования тепловой мощности, выделяемой электрической дугой, электрод, соединенный с отрицательным выводом источника питания, установлен в центре печной камеры неподвижно, а электрод, соединенный с положительным выводом источника питания, выполнен с возможностью перемещения от центра камеры до ее периферии.

4.Печь по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что электрод, соединенный с отрицательным полюсом источника питания, установлен в центре печной камеры, а другой вывод, соединенный с положительным полюсом источника питания, выполнен в виде токопроводящего кольца, контактирующего с расплавом.

5.Печь по пп. 1-3, отличающаяся тем, что печная камера снабжена короткозамкнутой обмоткой «беличье колесо

6.Печь по пп. 1-5, отличающаяся тем, что постоянный магнит выполнен из железа с остаточной намагниченностью.

7.Печь по пп. 1-6, отличающаяся тем, что обмотка выполнена сверхпроводящей.

8.Печь по пп. 1-7, отличающаяся тем, что между магнитом и печной камерой установлен тепловой экран-диэлектрик.

9.Печь по пп. 1-8, отличающаяся тем, что она снабжена устройством, иницирующим зажигание дуги.

10.Печь по п. 1, отличающаяся тем, что электроды снабжены плазмотронными элементами.

1. ЭЛЕКТРОДУГОВАЯ ПЕЧЬ постоянного тока, содержащая печную камеру с немагнитным днищем и электромагниты, создающие вращающееся магнитное поле, источник питания и связанные с ним электроды, отличающаяся тем, что, с-целью упрощения конструкции, источник питания выполнен в виде постоянного магнита, размещенного над расплавом, и снабжен обмоткой, с выводами которой соединены электроды. 4:; оо 4: СО

1

Изобретение относится к металлургии, электротермии и др., в частности к электродуговым печам постоянного тока, и может быть использовано для выплавки, переплавки, нагрева и других способов тепловой обработки для получения высококачественных сталей, чистых тугоплавких металлов типа , титана, молибдена, ниобия и др.

Известны электродуговые печи постоянного тока, содержащие печную камеру с немагнитным днищем, по крайней мере один электрод, соединенный с отрицательным выводом источника питания и установленный над расплавленным металлом, по меньщей мере один подовый электрод, установленный в днище печной камеры и соединенный с положительным выводом источника питания 1.

Дуга постоянного тока с точки зрения электротермии является намного предпочтительнее дуги переменного тока, хотя бы потому, что в последнем случае одно и то же количество тепла выделяется у двух или трех электродов, в то же время как при дуге постоянного тока у анода расплава тепла выделяется в несколько раз больще, чем у катода.

Недостатком известных устройств является сложность выполнения подвода энергии, ее преобразование, необходимость иметь несколько родов тока (постоянный, переменный нескольких частот) и отсутствие перемешивания расплава в печной камере.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту к изобретению является электродуговая печь постоянного тока, содержащая печную камеру с немагнитным днищем и электромагниты, создающие вращающееся магнитное поле, источник питания и связанные с ним электроды 2.

Основным недостатком известного устройства является характерная для электродуговых печей постоянного тока необходимость наличия ряда трансформаторов, дросселей и преобразователей переменного тока, подключаемых через много численные выпрямители посредством «короткой сети (токоподвод медных щин сечением до 1 м и длиной до 20 м) к электродам дуговой печи.

Целью изобретения является упрощение конструкции, регулирование тепловой мощности, выделяемой электрической дугой. Поставленная цель достигается тем, что в электродуговой печи постоянного тока, содержащей печную камеру с немагнитным

5 днищем и электромагниты, создающие вращающееся магнитное поле, источник питания и связанные с ним электроды, источник питания выполнен в виде постоянного магнита, размещенного над расплавом, и снабжен обмоткой, с выводами которой соеди0 нены электроды.

При этом печная камера выполнена круглой формы, например, в виде полого цилиндрического диска и установлена с возможностью вращения вокруг вертикальной оси.

Причем электрод, соединенный с отрицательным выводом источника питания, установлен в центре печной камеры неподвижно, а электрод, соединенный с положительным выводом источника питания, выполнен с возможностью перемещения от центра камеры до ее периферии.

Электрод, соединенный с отрицательным полюсом источника питания, установлен в центре печной камеры, а другой вывод, соединенный с положительным полюсом источника питания, выполнен в виде токопроводящего кольца, контактирующего с расплавом.

Печная камера снабжена коротказамкнутой обмоткой - «беличье колесо.

Постоянный магнит выполнен из железа с остаточной намагниченностью.

Кроме того, обмотка выполнена сверхпроводящей.

Между магнитом и печной камерой установлен тепловой экран-диэлектрик.

Электродуговая печь снабжена устройством, иницирующим зажигание дуги.

Электроды снабжены плазмотронными элементами.

На чертеже схематично изображена электродуговая печь.

Электродуговая печь содержит печную камеру 1, например, огнеупорный контейнер в виде плоского полого цилиндрического диска, заполненного расплавом 2, электромагнитных катушек 3, создающих вращающееся магнитное поле, соосно которому расположена печная камера 1, магнита с обмоткой 4, создающего постоянное магнитное поле, и электродов 5, подсоединенных к выводам обмотки 4 и образующих электрическую дугу с расплавом 2.

Тепловой экран и приспособление для вращения печной камеры вокруг вертикальной оси на чертеже условно не показаны. Устройство работает следующим образом.

Электромагнитные катущки 3 при подключении клемм А, В и С к сети создают вращающееся магнитное поле (наподобие статора асинхронной мащины), под воздействием которого расплав 2 начинает

0 вращаться. Пересечение этого вращающегося расплава 2 с постоянным магнитным полем магнита с обмоткой 4 генерирует электродвижущую силу, замыкание которой на обмотку 4 магнита, имеющую незначительное сопротивление, вызывает

5 ток питания электрической дуги, создаваемой на концах электродов 5.

Регулирование скорости вращения расплава, а следовательно, и выделяемой тепловой мощности электрической дуги осуществляется изменением напряжения и частоты сети питания вращающегося магнитного поля. В качестве такой сети может быть использована обычная высоковольтная сеть.

Использование предлагаемой электро5 дуговой печи обеспечивает по сравнению с известными ряд технико-экономических преимуществ. Так, отпадает необходимость в наличии понижающих трансформаторов, дросселей и другого пуско-регулируемого оборудования и больщого чис0 ла выпрямляющих устройств, а также «короткой сети из электролитической меди, достигающей веса в десятки тонн. Кроме того, обеспечивается в щироких пределах плавное и технологически наиболее целесообразное регулирование выделения тепловой мощности.

В целом устройство позволяет сэкономить сотни тысяч рублей.