ПЛАЗМЕННАЯ ПЕЧЬ
ПЛАЗМЕННАЯ ПЕЧЬ, электрическая печь для нагрева, плавки и металлургия. переработки металлов и сплавов, в к-рой источником тепла служит плазма, получаемая с помощью плазматронов. Различают плазменнодуговые (ПДП) и плазменные высокочастотные (ПВП) печи.
Известны 2 осн. типа ПДП: подовые (или тигельные) печи периодич. действия и печи с кристаллизатором полунепрерывного действия. Подовая ПДП (рис. 1) по форме ванны и футеровочным материалам не отличается от обычной дуговой печи того же назначения. Для отбора проб по ходу плавки, замера темп-ры металла, присадки легирующих добавок, раскислителей и шлакообразующих материалов в своде или корпусе печи имеется одно или неск. отверстий с водоохлаждаемыми крышками. Уплотнение технологич. отверстий обеспечивает поддержание в печи избыточного давления плазмообразующего газа. В ПДП катодом дугового разряда постоянного тока служат катоды одного или неск. плазматронов (чаще всего из вольфрама или спец. тугоплавкого сплава), а анодом - обрабатываемый металл в ванне печи. Ток, проходящий через металл, отводится установленным в подине печи т. н. подовым электродом (как правило, водоохлаждаемым). Дуга в ПДП обдувается прямым или завихрённым потоком инертного газа (обычно аргона); это, во-первых, стабилизирует дугу и повышает её темп-ру до 10 000-20 000 К и, во-вторых, создаёт над выплавляемым металлом (сплавом) нейтральную атмосферу. ПДП применяют для произ-ва особо ответств. сталей и спец. сплавов (см. Плазменная металлургия ).
Рис. 1. Подовая плазменнодуговая печь: 1- плазматрон; 2- электрод; 3 - отверстие с крышкой.
В ПДП с кристаллизатором переплавляемые заготовки по схеме Ин-та электросварки АН УССР располагаются вертикально (рис. 2, я), а по схеме Ин-та металлургии АН СССР - горизонтально (рис. 2, б) с подключением к ним в случае надобности дополнит. питания переменным током. Возможна подача вместо компактных заготовок мелкофракционного материала. В камере печи поддерживается избыточное давление (обычно небольшое, но возможно его повышение до неск. десятков атм). Процессом кристаллизации слитка в ПДП можно управлять в более широких пределах по сравнению с вакуумной дуговой и электрошлаковой печами благодаря раздельному регулированию скорости плавления и мощности теплового потока дуги.
Для плавки газонасыщенных материалов, обеспечивающей их дегазацию, применяют ПДП низкого давления (103- 0,10 н/м2, или 10-2-10-6 кгс/см2); они используются вместо более дорогих и сложных электроннолучевых печей.
В ПВП (рис. 3) плазма вследствие особенностей устройства плазматрона не содержит частиц вещества электродов и является более чистой; поэтому печи такого типа чаще применяют для выращивания монокристаллов и переработки чистых веществ.
Рис. 2. Плазменнодуговые печи с кристаллизатором: а-вертикальное расположение заготовок, б - горизонтальное; 1 - плазматрон; 2 - переплавляемый металл.
Рис. 3. Высокочая стотная плазменная печь: 1 - запальный электрод; 2- подача газопорошковой смеси; 3 - герметичная камера; 4 - плазма; 5 - индуктор; 6 - выращиваемый кристалл.
Лит. см. при ст. Плазменная металлургия. А. Г. Фридман.
Нагрев дуговыми плазматронами косвенного действия применяется для диссоциации (при t > 2000 °С) и ионизации (> 3500 °С) дисперсных шихтовых материалов в газовом потоке, например, при карбо-термическом восстановлении железной руды в шахтной печи (плазменная шахтная печь) по способам «Plasma-smelt» или «Plasma-red», разработанной шведской фирмой СКФ «SKF» в 1970-х г.для плавки чугуна и получения губчатого железа. Удельный расход электрической энергии до 1,1 МВт • ч/т. Процесс «Plasma-scrap» позволяет в плазменной шахтной печи плавить металлолом для разливки в изложницы или фасонного литья.
В нагревательной и термической плазменной печи плотность мощности плазменного нагрева достигает 105 Вт/см2, что в условиях высоких температур и больших скоростей (до 200 — 600 м/с) потоков плазмообразуюшего газа и плазменной струи обеспечивает эффективный теплообмен. В протяжной плазменной печи используют высокочастотный (индукционный) плазматрон мощностью до 60 кВт.
Смотри также:
— Печь
— электронно-лучевая печь
— электродоменная печь
— элеваторная печь
— щелевая печь
— шлакоплавильная печь
— шлаковозгонная печь
— шахтная печь
— циклонная печь
— туннельная печь
— трубчатая печь
— толкательная печь
— термическая печь
— сушильная печь
— сталеплавильная печь
— секционная печь
— садочная печь
— руднотермическая печь
— рефлекторная печь
— ретортная печь
— рекуперативная печь
— регенеративная печь
— прямоточная печь
— проходная печь
— протяжная печь
— противоточная печь
— плазменная индукционная печь
— плазменная дуговая печь
— плавильно-восстановительная печь
— плавильная печь
— печь электрошлакового переплава
— печь-теплообменник
— печь-теплогенератор
— печь с шагающим подом
— печь с роликовым подом
— печь сопротивления
— печь скоростного нагрева
— печь с вращающимся подом
— печь периодического действия
— печь непрерывного рафинирования
— печь непрерывного действия
— печь-ковш
— печь для плавки во взвешенном состоянии
— печь взвешенного слоя
— печь Ванюкова
— отражательная печь
— обжиговая печь
— нагревательная печь
— муфельная печь
— многоподовая печь
— многозонная печь
— методическая печь
— металлургическая печь
— мартеновская печь
— купеляционная печь
— конвейерная печь
— кольцевая печь
— колпаковая печь
— коксовая печь
— карусельная печь
— камерная печь
— индукционная печь
— дуговая печь
— доменная печь
— двухванная печь
— гравитационная печь
— вращающая печь
— возгоночная печь
— вертикальная печь
— ватержакетная печь
— ванная печь
— вакуумная индукционная печь
— вакуумная дуговая печь
— вакуумная печь
— вайербарсовая печь
— безынерционная печь
— башенная печь
— барабанная печь
— анодная печь
— автогенная печь
— печь «кипящего слоя»
— дистилляционная печь
— электрическая печь
— тигельная печь
— оптическая печь
— ферросплавная печь
— электродуговая печь
forno a (torce di) plasma