Плазменно-дуговая печь для карботермического восстановления руд
1 биЩд МБА
Союз Советских
Социалистических
Республик
ОП ИСАНИЕ
И3ОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТИДЬСТВУ (11) 213066 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (51) М. Кл.
С 21-.В 4/08 (22) Заявлено 02.10.65 (21) 1030707/
/26-25 с присоединением заявки № 1095580/2625
Гасударственный иомитет
Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет— (43) Опубликовано 05.12.77. Бюллетень №4 (45),П,ата опубликования описания 25.12.77 (53) УДК 6 2 1,36 5, 2:
:533. 99:669.046.
° 46 2 (088. 8) В. А. Соркин, М. М, Крутянский, А. А, Ратновский, Г. А. Грузпев и Ю, В. Просветов (») Авторы изобретения
Всес аюзный научно-иссле !тователт:ский институт электротермического оборудования (71) Заявитель (54) ПЛАЗМЕННО-ДУГОВАЯ ПЕЧЬ ДЛЯ КАРБОТЕРМИЧЕСКОГО
ВОССТАНОВЛЕНИЯ РУД
Известные электродуговые установки для карботермического восстановления руд состоят из реакционной камеры, установленного в ней дугового устройства (геГ1ератора дуги высокой интенсивности с расходуемым катодом) и системы улавливания конечного продукта из паровой фазы. Анодом лугово;-; устройства является расходуемый электрод из перерабатываемого рудного материала с добавкой углерода. В качестве катода используют чистый углерод. Дуговой разряд в виде дуги высокой интенсивности осущсствлястся между рудным анодом и угольным катодом.
В подобных установках плотность тока и мои гспсратора дуги высокой интенсивности ограничены, ITo объясняется определен1ь ми физическими свойствами угольного като.1,cl .
Опредс !el!!Ioc неудобство представляет такжс !!еобходимость восполнения расходуемого като!а!. Kpo If! того. в известных печах невозмож по рсгу. и ровать геометрические параметры разряда, 1то необходимо прп работе с различным;! I!Ilfxk !Iff и .1атерпалами, а для стаби-!
1H ! Il lHI д гil I! . ж!!О BBoдить дог!Олпительные kfI С П1>1.
В lipñ. l 0>кс1! H!1 IIC 11 . > C(!,1! 11! !й
iii ll llлаз:,п1тр0110м, с 0, -ьой !юдачей плаза:о2 образующего газа. Плазматроп располагают под углом 20 — 85 к расходуемому рудному электроду, причем величина угла зависит от физических свойств перерабатываемого материала. Катод снабжен механизмом перемещения, необходимым для регулирования геометрических параметров разряда. Эти отличия позволяют получить стабильную дугу высокой интенсивности и повысить производительность пропесс а.
Схема предложенной плазменно-дуговой fieчи представлена на чертеже.
Устройство содержит реакнионную камеру
1, генератор 2 дуги высокой интенсивности, закалочную камеру 3, систему 4 улавливания конечного продукта. патрубок 5 для подсоединения к вакуух!ной системе и источник 6 пита-! о ния постоянного тока.
Основным рабочим элементом печи является гс1!ератор дуги высокой интенсивности, состоящий пз двух основных узлов; аподной 7 и катодной 8 головок. В анодную головку 7 входят расходуемый рудный электрод 9, являюЩИЙСЯ Bkf030 >f, CI>0;Ih3kflkkHIf МЕДНЫЙ B0300Х,">аждаемь!й токоподвод 10 и механизм 1! подачи и вра!пения электрода 9.
В катоднуlo головм 8 ВхО fÿT нерасходуе-! иый ка Год 12, представ.lяющий собой плазм;п2а рон, и механизм 18 ffepevicklkekfffkf п,1азматр011а
213066 обеспечивающий подачу катода 12 вдоль его продольной оси, изменение угла между осями катода 12 и анода в пределах 20 — 85 и перемещение точки встречи продольных осей катода
12 и анода вдоль продольной оси анода. Токоподводы к катоду 12 выполнены в виде гибких шин, Газ и вода подаются с помощью гибких шл а н гов.
Плазматрон состоит из корпуса 14, медного сопла 15, катододержателя 16 и отрицательного электрода 17, в качестве которого используют либо чистый, либо тарированный вольфрам.
Для контроля длины вылета рудного расходуемого электрода 9 в печи предусмотрена следящая система, состоящая из набора конденса: торов и термоконтакта (на чертеже не показана)
Предложенная плазменно-дуговая печь работает следующим образом.
Откачивают камеру 1 печи, подают напряжение на генератор 2 дуги высокой интенсивности от источника 6 питания, включают привод вращения механизма 11 подачи рудного электрода 9. С помощью осцилляторного устройства, подключенного к отрицательному электроду
17 и промежуточному аноду, возбуждается дуга. Газ, проходящий через дугу, нагревается до высоких температур, ионизируется и устремляется с большой скоростью через сопло 15 в виде плазменной струи.
В тот момент, когда плазменная струя достигает торца испаряемого рудного электрода 9, между ним и вольфрамовым электродом
17 возбуждается новый столб дуги, что вызывает быстрое испарение электрода 9 и переход в режим дуги высокой интенсивности с характерными для нее анодным и катодным факелами.
После установления режима дуги высокой интенсивности генератор дуги выводится на требуемый режим работы путем регулирования электрических параметров, положения плазматрона и скорости вращения и подачи электрода 9.
Рабочие параметры плазменно-дуговой печи, такие как расход плазмообразующего газа, давление в камере печи, геометрические параметры разряда, подбирают в зависимости от электрического и технологического режимов.
Анодный факел, представляющий собой смесь элементарных паров материала электрода 9, попадая в закалочную камеру 3, резко охлаждается, в результате чего происходит конденсация продуктов реакции, улавливание и разделение которых осуществляют в системе
4 улавливания.
Формула изобретения
Плазменно-дуговая печь для карботермического восстановления руд в паровой фазе, содержащая реакционную камеру, генератор
2s дуги высокой интенсивности, систему улавливания конечного продукта и вакуумную систему, отличающаяся тем, что, с целью получения стабильной дуги высокой интенсивности и повышения производительности процесса, катод генератора дуги выполнен в виде подвижного плазматрона с осевой подачей плазмообразующего газа, расположенного под углом 20 — 85 к оси расходуемого рудного электрода.
213066
Составитель Т. Морозова
Техред О. Луговая Корректор А. Кравченко
Редактор Н. Коган
Филиал ППП «Патент», r. Ужгород, уч. Проектная, 4
Заказ 4670/1 Тираж 693 Подписное
UH HHll H Государственного ком итета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж 35, Раушская иаб., д. 4/5
