Электродуговая печь

(51) Г 27 В 30 ц/ФЛИяуу БРЕТЕН АН СВИДЕТЕЛЬСТ ВТОРСН 2900/22-02 1.80 27 т. Х 88.8) Фран , опу ии Ло 2197988,лик. 1974. В. Электромагнитн ла в дуговых ста М., Металлурги мет ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ(2) 300 (22) 12. (46) 23. (72) Т. (53) 66 (56) 1. кл. С 212. О иерем еш плавиль 1961, с. С. Зол 9.18.2 ( Патент С 5/52 короко иванне ных п(54) (57) 1. ЭЛЕКТРОДУГОВЛЯ 11 ЕЧЪ постоянного тока, содержащая печнук 1 камеру с немагнитным днищем и электромагниты. создающие вращающееся магнитное ноле, источник питания и связанные с ним электроды, отличающаяся тем, что, с целью упрощения конструкции, источник питания выполнен в виде постоянного магнита, размещенного над расплавом, и снабжен обмоткой, с выводами которой соединены электроды.1104343 2Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту к изобретению является электродуговая печь постоянного тока, содержащая печную камеру с немагнитным днищем и электромагниты, создающие вращающееся магнитное поле, источник питания и связанные с ним электроды 2.Основным недостатком известного устройства является характерная для электро- дуговых печей постоянного тока необходимость наличия ряда трансформаторов, дросселей и преобразователей переменного тока, подключаемых через многочисленные выпрямители посредством короткой сети (токоподвод медных шин сечением до 1 м и длиной до 20 м) к электродам дуговой печи. Изобретение относится к металлургии, электротермии и др., в частности к электродуговым печам постоянного тока, и может быть использовано для выплавки, переплавки, нагрева и других способов тепловой обработки для получения высококачественных сталей, чистых тугоплавких металлов типа . титана, молибдена,ниобия и др.1 О Известны электродуговые печи постоянного тока, содержащие печную камеру с немагнитным днищем, по крайней мере один электрод, соединенный с отрицательным выводом источника питания и установленный над расплавленным металлом, по меньшей мере один подовый электрод, установленный в днище печной камеры и соединенный с положительным выводом источника питания 1.Дуга постоянного тока с точки зрения электротермии является намного предпочтительнее дуги переменного тока, хотя бы потому, что в последнем случае одно и то же количество тепла выделяется у двух или трех электродов, в то же время 25 как при дуге постоянного тока у анода расплава тепла выделяется в несколько раз больше, чем у катода.Недостатком известных устройств является сложность выполнения подвода энергии, ее преобразование, необходимость ЗО иметь несколько родов тока (постоянный, переменный нескольких частот) и отсутствие перемешивания расплава в печной камере.,2. Печь по п. 1, отличающаяся тем, что печная камера выполнена круглой формы, например, в виде полого цилиндрического диска и установлена с возможностью вращения вокруг вертикальной оси.3. Печь по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что, с целью регулирования тепловой мощности, выделяемой электрической дугой, электрод, соединенный с отрицательным выводом источника питания, установлен в центре печной камеры неподвижно, а электрод, соединенный с положительным выводом источника питания, выполнен с возможностью перемещения от центра камеры до ее периферии. 4. Печь по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что электрод, соединенный с отрицательным полюсом источника питания, установлен в центре печной камеры, а другой вывод, соединенный с положительным полюсом источника питания, выполнен в виде токопроводящего кольца, контактирующего с расплавом.5. Печь по и и. 1 - 3, отличающаяся тем, что печная камера снабжена коротко- замкнутой обмоткой беличье колесоа6, Печь по пп. 1 - 5, отличающаяся тем, что постоянный магнит выполнен из железа с остаточной намагниченностью.7. Печь по пп. 1 - 6, отличающаяся тем, что обмотка выполнена сверхпроводящей.8, Печь по пп. 1 - 7, отличающаяся тем, что между магнитом и печной камерой установлен тепловой экран-диэлектрик.9. Печь по пп. 1 - 8, отличающаяся тем, что она снабжена устройством, иницирующим зажигание дуги.1 О. Печь по п. 1, отличающаяся тем, что электроды снабжены плазмотронными элементами. Целью изобретения является упрощение конструкции, регулирование тепловой мощности, выделяемой электрической дугой.Поставленная цель достигается тем, что в электродуговой печи постоянного тока, содержащей печную камеру с немагнитным днищем и электромагниты, создающие вращающееся магнитное поле, источник питания и связанные с ним электроды, источник питания выполнен в виде постоянного магнита, размещенного над расплавом, и снабжен обмоткой, с выводами которой соединены электроды.При этом печная камера выполнена круглой формы, например, в виде полого цилиндрического диска и установлена с воз1104343 Составитель А, Щербаков Редактор Н. Лазаренко Техред И. Верес Корректор И. Эрдейи Заказ 4996/27 Тираж 578 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д, 4/5 филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 43можностью вращения вокруг вертикальнойоси.Причем электрод, соединенный с отрицательным выводом источника питания,установлен в центре печной камеры неподвижно, а электрод, соединенный с положительным выводом источника питания,выполнен с возможностью перемещения отцентра камеры до ее периферии.Электрод, соединенный с отрицательным полюсом источника питания, установлен в центре печной камеры, а другой вывод, соединенный с положительнымполюсом источника питания, выполненв виде токопроводящего кольца, контактирующего с расплавом.Печная камера снабжена коротказамкнутой обмоткой - беличье колесо.Постоянный магнит выполнен из железас остаточной намагниченностью.Кроме того, обмотка выполнена сверхпроводящей.Между магнитом и печной камерой установлен тепловой экран-диэлектрик.Электродуговая печь снабжена устройством, иницирующим зажигание дуги.Электроды снабжены плазмотроннымиэлементами.25На чертеже схематично изображенаэлектродуговая печь.Электродуговая печь содержит печнуюкамеру 1, например, огнеупорный контейнер в виде плоского полого цилиндрического диска, заполненного расплавом 2,электромагнитных катушек 3, создающихвращающееся магнитное поле, соосно которому расположена печная камера 1,магнита с обмоткой 4, создающего постоянное магнитное поле,и электродов 5,подсоединенных к выводам обмотки 4 иобразующих электрическую дугу с расплавом 2,Тепловой экран и приспособление для вращения печной камеры вокруг вертикальной оси на чертеже условно не показаны,Устройство работает следующим образом.Электромагнитные катушки 3 при подключении клемм А, В и С к сети создают вращающееся магнитное поле (наподобие статора асинхронной машины), под воздействием которого расплав 2 начинает вращаться. Пересечение этого вращающегося расплава 2 с постоянным магнитным полем магнита с обмоткой 4 генерирует электродвижущую силу, замыкание которой на обмотку 4 магнита, имеющую незначительное сопротивление, вызывает ток питания электрической дуги, создаваемой на концах электродов 5.Регулирование скорости вращения расплава, а следовательно, и выделяемой тепловой мощности электрической дуги осуществляется изменением напряжения и частоты сети питания вращающегося магнитного поля. В качестве такой сети может быть использована обычная высоковольтная сеть.Использование предл агаемой электро- дуговой печи обеспечивает по сравнению с известными ряд технико-экономических преимуществ. Так, отпадает необходимость в наличии понижающих трансформаторов, дросселей и другого пуско-регулируемого оборудования и большого числа выпрямляющих устройств, а также короткой сети из электролитической меди, достигающей веса в десятки тонн, Кроме того, обеспечивается в широких пределах плавное и технологически наиболее целесообразное регулирование выделения тепловой мощности.В целом устройство позволяет сэкономить сотни тысяч рублей.