Устройство для обработки огнеупорных оксидов в низкотемпературной плазме

 

Изобретение относится к области получения сфероидизированных плавленых порошков огнеупорных оксидов и может найти применение в химической, электротехнической и машиностроительной отраслях промышленности и позволяет снизить удельные энергозатраты, повысить ресурс работы, производительность устройства и качество конечного продукта. Устройство содержит ВЧИ-плазмотрон, состоящий из индуктора, внутри которого соосно с ним помещена разрядная камера, завихритель и реактор, в верхней части которого по образующей установлены зонды под углом 45- 70° к вертикальной оси плазмотрона и на одинаковом расстоянии относительно друг друга. Зонды выполнены с возможностью вращения относительно собственных осей и перемещения в продольном направлении. После возбуждения в разрядной камере ВЧИ-разряда в его зону через зонды вводят распыленный исходный материал, частицы которого некоторое время двигаются по касательной навстречу тангенциально закрученному потоку плазмообразующего газа, а затем подхваченные им - вместе с ним. Во время движения частицы материала нагреваются выше температуры плавления и сфероидизируются благодаря силам поверхностного натяжения. 2 ид, 1 табл. сл с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (505 В 01 J 19/08

ГОСУДАРСТВЕ ННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

» (21) 4755701/26 (22) 31.10.89 (46) 07.10.91 Бюл, hb 37 (71) Производственное объединение по проектированию, наладке, модернизации и ремонту энергетического оборудованItI$I

"Центроэнергоцветмет" и Московский институт стали и сплавов (72) Г.А.Фарнасов, Н;А.Серова, Б.P.Ëîáæàнидзе, Д.Г.Исаев, В.С,Дорэет, Ю.И.Снятков, M.Ñ.Áàðàííèêîâ, Е.Л.Лукьянов, Е.И.Рахалин и В.И. Тимошкин (53) 66.023 (088.8) (56) Патон Б.Е. Плазменные процессы в металлургии и технологии неорганических материалов. — M. Наука, 1973, с. 226 — 229.

Рыкалин Н.Н., Сорокин Л.М. Металлургические ВЧ-плазмотроны. Электро- и гаэодинамика. — М.: Наука, 1987, с. 145 — 148. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ ОГНЕУПОРНЫХ ОКСИДОВ В НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОЙ ПЛАЗМЕ (57) Изобретение относится к области получения сфероидиэированных плавленых порошков огнеупорных оксидов и может найти применение в химической, электротехничеИзобретение относится к получению сфероидизированных плавленых порошков огнеупорных оксидов и может найти применение в химической, электрохимической и машиностроительной отраслях промышленности.

Целью изобретения является снижение удельных энергозатрат, повышение ресурса работы, производительности устройства и качества конечного продукта.

На фиг. 1 изображено устройство для обработки огнеупорных оксидов, продольный разрез; на фиг. 2 — разрез А-А на фиг. 1, Я2, 1681942 А1 ской и машиностроительной отраслях промышленности и позволяет снизить удельные энергозатраты, повысить ресурс работы, производительность устройства и качество конечного продукта. Устройство содержит ВЧИ-плазмотрон, состоящий из индуктора, внутри которого соосно с ним помещена разрядная камера, завихритель и реактор, в верхней части которого по образующей установлены зонды под углом 4570 к вертикальной оси плазл1отрона и на одинаковом расстоянии относительно друг друга. Зонды выполнены с воэможностью вращения относительно собственных осей и перемещения в продольном направлении.

После возбуждения в разрядной камере

ВЧИ-разряда в его зону через зонды вводят распыленный исходный л1атериал, частицы которого некоторое время двигаются по касательной навстречу тангенциально закрученному потоку плазмообразующего газа, а затем подхваченные им — вместе с ним. Во время движения частицы материала нагреваются выше температуры плавления и сфероидизируются благодаря силам поверхностного натяжения. 2 ил„ 1 табл.

Устройство содержит ВЧИ-плазмотрон

1, состоящий из водоохлаждаемого индук тора 2, внутри которого соосно с ним помещена разрядная камера 3. В верхней части плазмотрона 1 расположен эавихритель 4, предназначенный для тангенциальной подачи плазмообразующего газа в камеру 3. К нижней части 1 плазмотрона присоединен водоохлаждаемый реактор 5, в верхней части которого по образующей установлены четыре водоохлаждаемых зонда 6 под углом

a=45-75 к вертикальной оси плазмотрона

1681942

Расход электроэнергии на единицу конечного продукта, кВт ч/кг

Степень сфероидиэации частиц, Устройство

Угол наклона зондов к вертикальной оси плаэмотрона, град

Производительностьь по конечному продукту, кг/ч

Предлагаемое

10,5

10,5

10,5

10,5

13,0

Нет

Нет

Нет

Нет

Есть

Неполное

Полное

Полное

Полное

Неполное

75-85

90-100

95-100

95-100

65-75

Известное (по оси

ВЧ И-плазмот она

Неполное

38.0

Есть

60-70

1, выполненных с возможностью вращения относительно собственных осей и перемещения в продольном направлении. Зонды 6 сообщаются с питателями 7 для подачи обрабатываемого материала, Устройство работает следующим образом, Через эавихритель 4 в разрядную камеру 3 плазмотрона 1 подают плазмообразующий газ, Подачей на индуктор 2 тока высокой частоты от ВЧ-генератора(не показан) в зоне разрядной камеры 3 создают электромагнитное поле, тем самым возбуждая плазменный разряд. Затем из питателей 7 потоком транспортирующего газачереэ зонды 6 исходный материал подают в зону плазменного ВЧИ-разряда. Перемещением зондов 6 в продольном направлении и их вращением относительно собственных осей добиваются того, чтобы после ввода в плазменный разряд частицы обрабатываемого материала некоторое время двигались по касательной навстречу тангенциально закрученному потоку плазмообразующего газа, а затем, подхваченные им, — спутно. Во время движения навстречу потоку плазмообразующего газа, а потом вместе с ним частицы нагреваются выше температуры плавления и сфероидизируются благодаря силам поверхностного натяжения. Закалка сфероидизированных частиц происходит в камере реактора 5.

Устройство было испытано при обработке природных кварцевых песков в ниэкотемпературной плазме. Получаемая в результате плазменной обработки сфероидизированная двуокись кремния имеет размер частиц в широком диапазоне (10 — 650 мкм), 5 что не достигалось в известных технических решениях, плотность 2,2 г/см и является полностью рентгеноаморфной.

Результаты испытаний приведены в таблице.

10 Технико-экономическая эффективность изобретения заключается в том, что оно позволяет существенно повысить эффективность технологического процесса обработки порошков тугоплавких оксидов и

15 качество конечного продукта. Кроме того, с его помощью можно обрабатывать порошки с высокой степенью полидисперсности.

Формула изобретения

20 Устройство для обработки огнеупорных оксидов в низкотемпературной плазме, включающее ВЧИ-плазмотрон и водоохлаждаемый реактор, о тл и ч а ю ще е с я тем, что, с целью снижения удельных энергозат25 рат, повышения ресурса работы, производительности устройства и качества конечного продукта, водоохлаждаемые зонды установлены в верхней части реактора по его образующей на одинаковом расстоянии относительно друг

30 друга и под углом 45-75 к вертикальной оси плазмотрона, причем зонды выполнены с возможностью вращения вокруг собственных осей и перемещения в продольном направлении.

Степень Зарастание проплавле- сечения ния частиц разрядной камеры

1681942

Составитель А. Телесницкий

Техред М.Моргентал Корректор А. ОсауленкоРедактор А. Мотыль

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 3361 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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