ПЛАЗМЕННО-ДУГОВАЯ СТАЛЕПЛАВИЛЬНАЯ ПЕЧЬ

Плазменно-дуговая сталеплавильная печь постоянного тока, содержащая керамический тигель с ванной металла, вертикальный плазмотрон, установленный в своде печи, и подовый электрод, установленный соосно вертикальному плазмотрону, отличающаяся тем, что вертикальный плазмотрон установлен в своде печи посредством шарнира, а печь снабжена приводом возвратно-поступательного перемещения упомянутого плазмотрона с возможностью его перемещения на угол 20-30° к вертикальной оси тигля. Устройство работает следующим образом. При открытом огнеупорном своде производят загрузку шихты , затем огнеупорным сводом закрывают тигель . Дугой вертикального плазмотрона ведут прорезку колодца в шихте на постоянном токе. Расчеты проводят для вертикального плазмотрона ПДСП со следующими параметрами: сила тока IД=10 кА; выпрямленное напряжение UИП=825 В; напряжение плазмотрона UД=160-600 В; мощность на дуге 8 Рд=1600-6000 кВт; расчетная длина дуги 8 при градиенте напряжения в столбе дуги 8 gradU=0,278 В/мм составляет lД=(160- 600)/0,27=590-2200 мм, что обеспечивает устойчивое положение шихты и равномерность ее нагрева и расплавления. В результате расплавления шихта оседает, не теряя своей естественной устойчивости, что приводит к стабилизации горения дуги вертикального плазмотрона и электрического режима работы печи. При расплавлении шихты дугой в керамическом тигле формируется ванна металла. Дальнейшее расплавление шихты осуществляется как за счет излучения тепла дугой , так и за счет теплопроводности и конвективного теплообмена от ванны металла. Под дугой расплавление шихты происходит быстрее, так как максимальные тепловые потоки сосредоточены по оси дуги . На периферии керамического тигля расплавление шихты идет медленнее, так как тепловые потоки от дуги резко уменьшаются от 1200 кВт/м2 на оси дуги 8 до 100 кВт/м2 на периферии тигля После расплавления шихты слева от вертикальной оси тигля включают привод возвратно-поступательного перемещения и вертикальный плазмотрон с дугой с помощью шарнира перемещается в вертикальной плоскости и занимает положение под углом 20-30° к вертикальной оси тигля , при котором дуга горит на шихту , находящуюся на откосах справа от вертикальной оси тигля . Тепловые потоки от дуги на шихту возрастают в раз, что вызывает быстрое расплавление шихты и, соответственно, расход электроэнергии на ее расплавление уменьшается на 14-15%.