Электродуговая печь

 

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

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„Я0„„1104343 А з(5!! F 27 В 308

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3002900/22-02 (22) 12.1 1.80 (46) 23.07.84. Бюл. № 27 (72) Т. С. Золян (53) 669.187.2 (088.8) (56) 1. Патент Франции ¹ 2197988, кл. С 21 С 5/52, опублик. 1974.

2. Окороков Н. В. Электромагнитное перемешивание металла в дуговых сталеплавильных печах. М., «Металлургия», 1961, с. 97. (54) (57) 1. ЭЛЕКТРОДУГОВЛЯ 11ЕЧЪ постоянного тока, содержащая печную камеру с немагнитным днищем и электромагниты. создающие вращающееся магнитное ноле, источник питания и связанные с ним электроды, отличающаяся тем, что, с целью упрощения конструкции, источник питания выполнен в виде постоянного магнита. размещенного над расп IBBOM, и снабжен обмоткой, с выводами которой соединены электроды.

1104343.2. 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 положиИзобретение 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 меньшей 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 25 как при дуге постоянного тока у анода расплава тепла выделяется в несколько раз больше, чем у катода.

Недостатком известных устройств является сложность выполнения подвода энергии, ее преобразование, необходимость З0 иметь несколько родов тока (постоянный, переменный нескольких частот) и отсутствие перемешивания расплава в печной камере. тельным полюсом источника питания, выполнен в виде токопроводящего кольца, контактирующего с расплавом.

5. Печь по и и. 1 — 3, отличающаяся тем, что печная камера снабжена короткозамкнутой обмоткой «беличье колесоа

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.

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 многочисленные выпрямители посредством «короткой сети» (токоподвод медных шин 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 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 соединены электроды.

При этом печная камера выполнена круглой формы, например, в виде полого цилиндрического диска и установлена с воз1104343

Составитель А. Щербаков

Редактор Н. Лазаренко Техред И. Верес Корректор И. Эрдейи

Заказ 4996/27 Тираж 578 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, K — 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал 11EIII «Патент», r. Ужгород, ул. Проектная, 4

3 можностью вращения вокруг вертикальной оси.

Причем электрод, соединенный с отрицательным выводом источника питания, установлен в центре печной камеры неподвижно, а электрод, соединенный с по- 5 ложительным 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 коротказамкну- 15 той 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 катушки 3 при подключении клемм А, В и С к сети создают вращающееся магнитное поле (наподобие статора асинхронной машины), под воздействием которого расплав 2 начинает 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 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 предл агаемой электродуговой печи обеспечивает по сравнению с известными ряд технико-экономических преимуществ. Так, отпадает необходимость в наличии понижающих трансформаторов, дросселей и другого пуско-регулируемого оборудования и большого числа выпрямляющих устройств, а также «короткой сети» из электролитической меди, достигающей веса в десятки тонн. Кроме того, обеспечивается в широких пределах плавное и технологически наиболее целесообразное регулирование выделения тепловой мощности.

В целом устройство позволяет сэкономить сотни тысяч рублей.