Способ электродугового нагрева Советский патент 1992 года по МПК H05B7/18 

Изобретение относится к технологии машиностроения и можег быть использовано для процессов, в которых применяется нагрев материалов электрической дугой, управляемой магнитным полем.

Цель изобретения - повышение эффективности нагрева путем снижения эрозии электродов и потерь в них.

Изменение интенсивности излучения из электрической дуги, питаемой переменным током, при сжатии ее продольным импульсным магнитным полем с переменной частотой следования импульсов производится за счет изменения волнового сопротивления дуги. Изменение волнового сопротивления дуги достигается вследствие изменения числа ее сжатий - разрывов под действием импульсного продольного магнитного поля. Осуществляемая при этом синхронизация напряжения питания дуги и напряжения питания электромагнита за счет согласования частоты тока, питающего дугу, и частоты следования импульсов продольного магнитного поля позволяет изменять тоны собственных частот колебаний, имеющих место а дуге. При этом процесс увеличения интенсивности излучений из области дуги при увеличении частоты продольного магнитного поля приобретаетоптимальныехарактеристики в том случае, когда отношение частоты магнитного поля к частоте токэ дуги кратно целому числу.

Осуществление способа возможно с помощью установки, схема которой представлена на чертеже.

Устройство содержит электромагниты 1, в центральные каналы сердечников которых введены электроды 2. Электрическая дуга между электродами 2 возбуждается переменным током от источника 3. Питание катушек электромагнитов 1 осуществляется импульсным током от источника постоянного тока 4 через прерыватель 5. Частота следования импульсов задается генератором звуковой частоты 6.

Температура в области, прилегающей к межэлектродному промежутку,измеряется с помощью термопары 7, подключенной к

(Л

С

i1 о

о

о о

гальванометру 8. Питание электрической дуги осуществлялось переменным током частотой 50 Гц, напряжением 220 В, сила тока выбиралась равной 60 А и в процессе эксперимента не изменилась. Обмотки электромагнитов 1 соединены последовательно и питались постоянным импульсным током силой 30 А при напряжении 40 В, частота следования импульсов задавалась в диапазоне 30...500 Гц путем плавного изменения частоты в сторону нарастания. В качестве электродов 2 применялись угольные электроды диаметром 9 мм. Термопара 7 при эксперименте размещалась на удалениях 7, 10 и 15 мм от оси электродов. После возбуждения дуги между электродами 2 путем их замыкания и последующего разведения осуществляется воздействие на дугу импульсным магнитным полем, создаваемым электромагнитами 1. Вследствие того, что электромагниты 1 питаются постоянным током в импульсном режиме, магнитное поле, возбуждаемое ими, является импульсным, т.е. его направление вдоль оси электродов 2 остается неизменным. Поскольку при этом дуга питается переменным током промышленной частоты, т.е. магнитное поле дуги изменяет свое направление на л: через полупериод частоты тока, то при совпадении налравлений поля электромагнитов 2 и дуги, происходит сжатие последней, а при рассогласовании направлений - разрыв, что приводит к изменению интенсивностей потоков излучений из области электрической дуги. В этом случае чере- дование максимумов интенсивности оказывается кратным половине частоты переменного тока, питающего дугу, т.е. 25 Гц. Поскольку с увеличением частоты следования импульсов магнитного поля электромагнитов 1 число сжатий - разрывов дуги в единицу времени возрастает, увеличивается и число квантов в потоке излучения, что приводит к повышению интенсивности радиационного теплового потока из области электрической дуги. В этом случае чередование максимумов и минимумов интенсивности оказывается кратным половине частоты переменного тока, питающего дугу,

т.е. 25 Гц. Поскольку с увеличением частоты следования импульсов магнитного поля электромагнитов 1 число сжатий - разрывов дуги в единицу времени возрастает, увеличивается и число квантов в потоке излучения, что приводит к повышению интенсивности радиационного теплового потока из области электрической дуги.

Таким образом применение данного способа позволяет в достаточно широких

пределах изменять количество энергии в потоке излучений без изменения параметров дуги, т.е. без изменения расстояния между электродами и силы тока в дуге. Данное обстоятельно приводит, в первую очередь, к

значительно более рациональному расходованию энергетических затрат, а кроме того, упрощает управление изменением интенсивности потоков излучений,

Формула изобретения

Способ электродугового нагрева, при котором зажигают между двумя электродами дугу переменного тока и помещают ее в переменное продольное магнитное поле,

отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности нагрева путем снижения эрозии электродов и потерь в них. продольное магнитное поле формируют импульсным с частотой импульсов, кратной частоте тока дуги.

Испольэование:для нагрева металлов электрической дугой. Существе предложения: изменяют частоту следования импульсов продольного импульсного магнитного поля, наводимого в промежутке между электродами 2 с помощью электромагнита 1. Благодаря этому увеличивается интенсивность радиационного потока из области электрической дуги. 1 ил.