Устройство для электролитно-плазменного нагрева проволоки

 

Изобретение относится к устройству для электролитно-плазменного нагрева проволоки. Цель изобретения - по-вьтение производительности устройства . Устройство содержит емкости 1 и 2, аксиально соединенные огнеупорной камерой 5 с плазмотроном 6. электроды 7 и 8, расположенные в емкостях 1 и 2, источник тока 9 и осциллятор , включенный параллельно . - плазмотрону в цепь источника тока 9. При этом плазмотрон последовательно с электродами включен в цепь. При проходе нагреваемой проволоки 10 через огнеупорную цилиндрическую камеру 5 происходит ее предварительный нагрев электродуговым плазмотроном 6. Выделяющиеся при электролизе и нагреве на электродах 7 и 8 и проволоке 10 в емкостях 1 и 2 газы и пары сжимаются компрессором 14 и подаются в качестве плазмообразующего газа и электродуговой плазмотрон 6. Применение данного устройства обеспечивает а повьгаение производительности за счет возрастания теплового КПД процесса до 45% из-за сокращения потерь энергии за счет облегчения рбразования устойчивого газопарового слоя и резкого сокращения периода зажигания разрядов в катодном режиме. 1 ил. k (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСГ1УБЛИК (l9) 00 (SD 4 С 21 D 1/44, 9/46

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4079993/31-02 (22) 23.06.86 (46) 23.05.88. Бюл. № 19 (71) Магнитогорский горно-металлургический институт им.Г.И.Носова (72) Н.И.Иванов, В.К.Литвинов, А.П.Морозов и Л.Т.Пустовгарова (53) 621.365.6.002.5(088.8) (56} Авторское свидетельство СССР № 1076467, кл. С 21 D 1/44, 1984, Авторское свидетельство СССР № 396378, кл. С 21 D 1/44, 1971 . (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОЛИТНОПЛАЗМЕННОГО НАГРЕВА ПРОВОЛОКИ (57) Изобретение относится к устройству для электролитно-плазменного нагрева проволоки. Цель изобретения— повышение производительности устройства. Устройство содержит емкости

1 и 2, аксиально соединенные огне" упорной камерой 5 с плазмотроном 6. электроды 7 и 8, расположенные в .емкостях 1 и 2, источник тока 9 и осциллятор, включенный параллельно плазмотрону в цепь источника тока 9, При этом плазмотрон последовательно с электродами включен в цепь, При проходе нагреваемой проволоки 10 через огнеупорную цилиндрическую камеру 5 происходит ее предварительный нагрев электродуговым плазмотроном 6.

Выделяющиеся при электролизе и нагреве на электродах 7 и 8 и проволоке 10 в емкостях 1 и 2 газы и пары сжимаются компрессором 14 и подаются в качестве плазмообразующего газа и электродуговой плазмотрон 6. Применение данного устройства обеспечивает повыщение производительности за счет возрастания теплового КПД процесса до 45Х из-за сокращения потерь энергии за счет облегчения образования устойчивого газопарового слоя и резкого сокращения периода зажигания разрядов в катодном режиме. 1 ил.

1397504

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к устройствам для нагрева и термообработки проволоки с применением электролита и плазмы, и может быть ис ользовано для скоростного безокислительного нагрева.

Цель изобретения — повышение производительности устройства. 10

На чертеже изображено устройство для нагрева проволоки в электролит— ной плазме, общий вид, Устройство для электролитно †плазменного нагрева проволоки содержит емкости 1 и 2, заполненные электролитом 3, в стенках емкостей 1 и 2 укреплены изоляционные втулки 4, между емкостями 1 и 2 аксиально установлена огнеупорная цилиндрическая ка- 20 мера 5, на которой радиально закреплен электродуговой плазмотрон 6, включенный последовательно с электродами 7 и 8 емкостей 1 и 2 в цепь источника 9 тока. Кроме того, показана 25 проволока 10 Высоковольтнь1й осцил лятор 11, включен параллельно электродуговому плазмотрону 6 в цепь источника 9 тока. Устройство также содержит источник 12 газоснабжения, 30 состоящий из баллона 13 со сжатым гаэом для предварительного зажигания и компрессора 14, соединенного газопроводами 15 с емкостями 1 и 2 и с плазмотроном 6. Электродуговой плазмотрон 6 электродом 16 соединен с электродом 7 емкости 1, а электрод

17, электроизолированный от электрода

16. с помодью диэлектрического газового кольца 18, соединен с отрицательным полюсом источника 9 тока.

В устройстве электродуговой плазмотрон 6 включен последовательно с электродами 7 и 8 емкостей 1 и 2 в цепь источника 9 тока.

Осциллятор 11 необходим для первоначального.поджига электрической дуги 19 в электродуговом плазмотроне

6, который осуществляется закорачиванием межэлектродного промежутка между электродами 16 и 17 газоразрядным маломощным каналом, образованным в результате подачи на электроды

16 и 17 импульса высокого напряжения повышенной частоты от осциллятора 1 1.

Устройство для электролитно-плазменного нагрева проволоки работает следующим образом.

Через электроизоляционные втулки

4 в емкости 1 и 2 подается проволока

10, в электродуговой плазмотрон 6 подается напряжение от источника 9 тока. В емкости 1 и 2 подается электролит 3, высоковольтным осциллятором

11 возбуждается дуга в электродуговом плазмотроне 6.

При подаче напряжения от источника 9 (при наличии в емкостях 1 и 2 электролита 3 и заправленной проволоки 10) на электродах 16 и 17 электро— дугового плазмотрона 6 появляется потенциал. От параллельно включенного осциллятора 11 подается инициирующий импульс и между электродами 16 и 17 возбуждается электрическая дуга 19, цепь замыкается и осуществляется электролитно-плазменный нагрев проволоки 10. Осциллятор 11 имеет высокое внутреннее сопротивление, поэтому прохождение силового тока через него исключено. Вследствие этого электроды 16 и 17 электродугового плазмотрона 6 в предлагаемом устройстве не могут быть одновременно соединены с одним отрицательным полюсом источника тока. Кроме того, в электрическую цепь, соединяющую осциллятор 11 с электродами 16 и 1? электродугового плазмотрона 6 для предохранения источника 9. тока от закорачивания через элементы осциллятора 11, устанавливаются один или два конденсатора, а в цепь источника 9 тока для его защиты от высоковольтного высокочастотного импульса устанавливается индукционно-емкостный фильтр (не показаны). Поэтому представленное соединение осциллятора с источником тока и плазмотроном позволяет возбудить электродуговой разряд.

Электрод 16 электродугового плаз— мотрона 6 соединен с положительным полюсом источника 9 тока по следующей схеме: электрод 16 соединен с электродом 7; далее коммутация тока происходит по электропроводному электролиту 3 от электрода 7 на участок проволоки 10, находящийся в емкости 1; затем ток проходит по участку проволоки 10 между емкостями 1 и 2; аналогичным образом происходит коммутация тока через электролит 3 от электрода

8 к участку проволоки 10 в емкости 2; электрод 8 соединен с положительным, полюсом источника 9. Проволока 10 заземлена через технологическое обо1397504 рудование (размоточное, колочильное), и резко сокращает период зажигания

Емкости 1 и 2 с элект ктродами 7 и 8, электрических разрядов в катодном реогнеупорная цилиндрическая камера 5 жиме на более низкие напряжения до (фиг. 1), электродуговой плазмотрон 5 120 180 В по сравнению с известным

6 с электродами 16 и 17 изолированы устройством (190-250 В). от земли. Таким об з ра ом, электрод 16 Образование устойчивой парогазовой электродугового плазмотрона 6 (фиг, 1) фазы и условий для возникновения разпоследовательно с. биполярными элект- рядов интенсифицирует процесс электролитными ячейками в емкостях 1 и 2 10 ролитно-плазменного нагрева, предоти участком проволоки 10 между ними вращает срыв плазменного слоя, пересоединен с положительным полюсом ис- ход процесса в электролизный режим точника тока. при высоких скоростях перемещения

Выделяющиеся при электролизе и проволоки (до 3 м/с). Поэтому дополнагреве из электролита 3 пары и газы 15 нительный плазменно-струйный нагрев на электродах 7 и 8 и проволоке 1.0 плазмотроном создает оптимальные по газопроводам 15 подаются к источ- условия для образования электролитнику 12 газоснабжения, где сжимаются ной плазмы и выделения максимума компрессором 14. Через диэлектричес- энергии на поверхность проволоки, кое газовое кольцо 18 подается между 20 процесс электролитно-плазменйого нагэлектродами 16 и 17 и 17 плазмообразующии Рева может осуществляться при более газ от источника 12 газоснабжения; низких напряжениях, что расширяет стабилизирующий дуговой разряд 19 и предел регулирования производительистекающии в огнеупорную цилиндричес- ности устройства и предотвращает пекую камеру 5, по которой проходит 25 регрев и перегорание проволоки, что нагреваемая проволока 10, при этом характерно для повышенных напряжеподача газа из баллона 13 уменьшается ний. Нагрев проволоки с помощью или п ек а аетс р р щается. электродугового плазмотрона позволяНагрев проволоки 10 в емкости 1 ет УстРанить электролизную стадию при использовании, например, в ко- 30 процесса при входу проволоки в электличестве электролита f5 -ного раст- Ролит, что дает возможность повысить вора а СО происходит до темпера- КПД процесса нагрева о 45 е

N туры 200-300 С наг ев в огне о— сокращения потерь энергии на электной цилиндрической камере 5 происхо- ролиз и парообразование. дит плазменной струей, истекающей З5 Кроме того, при использовании из электродугового плазмотрона 6, электродугового плазмотрона повышадо 500-600 С, нагрев в емкости 2, в ется производительность за счет утикоторой, например, в качестве элект- лизации тепла паров и химической ролита используется 15%-ный раствор энергии соединения водорода и кислоNa C0» пРоисходит до температуры 4> рода и других газов, выделяющихся

900-1200 С. Удаление электролитов при электролизе на электродах емиз емкостей 1 и 2 производится через костей и проволоке. Использование керамические втулки 4, уровень элект- в плазмотроне в качестве плазморолитов 3 в емкостях 1 и 2 поддержи- образующего газа газообразных провается постоянным на определенном 5 дуктов,, выделяющихся при электролитуровне, а давление газов и пара в но-плазменном нагреве (состоящих в газопроводах 15 во входных патрубках основном из водяных паров, кислорода компрессора 14 поддерживается на и водорода), позволяет проводить пауровне не ниже 0,05 ИПа для предот . роплазменное оксидирование поверхвращения попадания электролита в . 5 ности нагреваемой проволоки. При этом газопроводы 15. получается тонкая и прочная оксидная

Применение предлагаемого устрой- .пленка, препятствующая наводоражиства позволяет повысить в 2 раза по ванию металла в катодном режиме и сравнению с известным скорость нагре- процессе дальнейшего электролитнова проволоки за счет дополнительного 5 плазменного нагрева.

56 нагрева плазменной струей, генерируемои плазмотроном. Это способствует

Формула изобретения образованию устойчивого плазменного Устройство для электролитно-плазгазопарового слоя вокруг проволоки менного нагрева проволоки, содержа1397504 лельно электродуговому плаз мотрону.

Составитель Н. Кузовкина

Редактор Н. Бобкова Техред Л.Олийнык Корректор . " р екто N лароши

Подписное

Тираж 545

Зака 2567/27

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 щее емкости со встроенными электродами и соединенный с ними источник тока, изоляционные втулки для прохода проволоки, укрепленные в стенках емкостей, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения производительности устройства, оно снабжеНо BI