Плазменнодуговая печь для плавки металла

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

«i)1 003392 (6!) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 270280 (21) 2882058/24-07 с присоединением заявки №

Р 1М.К>

Н 05 В 7/18 государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет . Опубликовано 07.03.83. Бюллетень ¹ 9

tS3) УДК 621. 365. .29(088.8) Дата опубликования описания 070383

B.Е. Патон, Ю.В. Латаш, О.С. Забарило, g .А, Мелъцик, Н.И. Замуло, A.A. Ждановский, A.H.;Вукало; -O ;Â;- Гойчцренко, С.C. Иванченко, A.P. Слободян, С.tt- . Á6êóéåíêo и М.К. Закамарки

П ской CCP (72) Авторы иэобретени я

Ордена Ленина и Ордена Трудового институт электросварки им. Е.О. (71) Заявитель (54) ПЛАЗМЕННОДУГОВАЯ ПЕЧЪ

ДЛЯ ПЛАВКИ МЕТАЛЛА

Изобретение относится к электро- технике, а более конкретно к устройствам для нагрева и плавления металла в плазменно-дуговых печах, и может быть использовано в плаэменнодуговых печах различного назначения, например для плавки металла, оплавления поверхности слитков и т.д.

Известно устройство для нагрева металла в плавильных печах, содержащее в качестве источников нагрева плаэмотроны переменного тока, питаемые по трехфаэиой схеме. Стабилизация горения дуг переменного тока при его инверсии в укаэанном устройстве достигается посредством вспомогательных дуг постоянного тока, горящих между электродом и соплом плаэмотрона 1 .

Основной недостаток данного устройства заключается в том, что вспо могательная дуга, в момент, когда сила тока основной дуги близка к нулю, ионизирует пространство только на небольшом участке основной дуги вблизи электрода плазмотрона.

Кроме того, при гашении вспомогательной дуги постоянного тока между соплом и электродом происходит разрушение прослойки холодного газа у стенок сопла; играющего роль электро- и теплоизоляции между плаз. менным потоком и сопловым каналом.

Следствием этого является возникновение двойной дуги.

Наличие вспомогательных дуг усложняет схему питания и управления

10 плазмотронов а также вызывает неУ обходимость интенсификации охлаждения сопла.

Известна также плаэменнодуговая печь для плавки металла, содержащая кбрпус, в котором симметрично относительно его оси и со сдвигом 120" относительно друг друга расположены три однофазных плазмотрона, каждый из которых выполнен в виде центрального стержневого электрода и охватывающего era с равномерным зазором сопла (2j.

Недостатком известного устройства является .низкий срок службы плазмотрснов и сложность их обслуживания.

Цель изобретения — увеличение срока службы плазмотронов и упрощение их обслуживания путем повышения стабильности горения дуг переменно30 го тока.

1003392

Для достижения поставленной цели расстояние между центрами рабочих торцон сопл плазмотронов выполнено составляющим (10-15)d, где д— диаметр электрода.

На фиг..1 показана плаэменнодуговая печь с вертикальным расположе-.нием плазмотронон, на фиг. 2 — нид

А на фиг. 1; на фиг. 3 — пример наклонного расположения плаэмотронон.

Печь для плавки металла состоит иэ плазмотронов 1 переменного тока, расположенных симметрично и включенных IIQ трехфаэной схеме. Питание плазмотронов осуществляется от трехфазного источника 2 переменного тока, а запуск основных дуг от вспомогательных устройств 3. Максимальное расстояние между центрами рабочих торцов сопл 4 плазмотронон выполнено равным 10-15 диаметром стержневого электрода 5.

Устройство работает следующим образом.

В плазмотроны 1 подают плазообраэующий газ, включают источник 2 питания и производят запуск основных дуг посредством вспомогательных устройств 3.

В -момент, когда ток одной из дуг достигает нулевого значения, конвектинная и радиационная энергия двух других дуг, ток и напряжение которых не равны нулю, компенсируют потери энергии столба дуги первого плазмотрона, процессы деионизации газа н ней затормаживаются и проводимость столба остается достаточно высокой для возбуждения дуги в следующий полупериод. Максимальное количество энергии, требуемой для затормаживания деионизации газа в столбе дуги, н момент нулевого значения тока, которое может быть передано от горящих дуг, находится н прямой зависимости от величины тока дуг и в обратной зависимости от расстояния между плазмотронами.

Следовательно, чем больше ток дуг, тем при большем расстоянии меж-1 ду плазмотронами может быть достигнуто стабильное их горение.

Поскольку диаметр электрода плаэмотрона прямопропорционален току дуги, то максимальное расстояние между плаэмотронами, при котором

Формула изобретения

Плазменнодуговая печь для планки металла, содержащая корпус, н котором симметрично относительно его оси и со сдвигом на 120 отноЗ сительно друг друга расположены три идентичных однофазных плазмотрона, каждый иэ которых выполнен в виде

45

Источники информации, 50 принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США 9 3147329, 1964 г., кл. 13-9.

2. Патент США Р 4.013.867, кл. H 05 B 7/18, 1972 г.

25 обеспечивается стабильное горение дуги, выбрано н зависимости от диаметра электрода. Когда ток и напряжение одного плазмотрона трехфазной группы достигают нулевых значений и н столбе его дуги развивается процесс деионизации газа, конвективная и радиационная энергия плазменных дуг других плазмотронон (ток и напряжение которых смещены по от» ношению к току и напряжению первого плазмотрона на 120 и 240 эл. град. и не ранны нулю) обеспечивает восполнение потерь энергии из столба первой дуги, что эатормажинает деионизацию газа н ее столбе. Этим обеспечивают высокую степень прово," димости межэлектродного промежутка первой дуги и ток в ней протекает без нулевых пауз. В результате дос тигается высокая стабильность горения дуг переменного тока большой длины.

Использование предлагаемого устройства для планки металла позволяет создать плазменные плавильные агрегаты переменного тока большой мощности. центрального стержневого электрода и охватывающего его с равномерным зазором сопла, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что, с целью увеличения срока службы плазмотронов и упрощения их обслуживания путем повышения стабильности горения дуг переменного тока, расстояние между центрами рабочих торцов сопл плазмотронов выполнен равным (10-15)d, где d — - диаметр электрода.

1003392

i109$39$

Составитель Н. Писаревская

Редактор В. Пилипенко ТехредМ.Гергель Корректор Ю. Макаренко

Заказ 1594/48 Тирам 843 Подписное

ВНИИПИ Государственного комятета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб», д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Умгород, ул. Проектная, 4