Вакуумная газоразрядная печь

(51 САНИЕ ИЗОБРЕТЕ Я сится к электротерльзовано в электро- металлов в условиях бретение отн ожет быть ися пе еплав- повышени повышение адежчества дена схема вакуу содержащей в он но-плазменн олым катод ристаллизатор м 5. Между пол мной куумй нам 3, м 4.с м карив ечи ект ым над м слитк ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬС(46) 07.11.91. Бюл, М 41(71) Московский энергетический институт (72) А, М. Кручинин, В. Р. Коринец, В, С.Литвинчук, Ф. И. Преснов, В. И. Дьяконов, Н, В, Летников и Е. С. Рязанова(54) ВАКУУМНАЯ ГАЗОРАЗРЯДНАЯ ПЕЧЬ (57) Изобретение относится к электротехнике, а именно к электротермии, и может. быть использовано для переплава металлов в условиях вакуума. Целью изобретения является увеличение надежности работы печи и повышение качества слитка, Цель достигамии имтермии дл рвакуума.Цель изобретености работы печислитка,На чертеже игаэоразрядной иную камеру 1, элгреватель 2 сустановленннаплавляемы ется тем, что промежуточн"1 я.емкость 6 для рафинирования переплавленного металла снабжена трубчатым г 1 одовым электродом 14, установленным с одной стороны в днище промежуточной емкости, а с другой соединенным соосно с полым катодом 16 нагревателя для обогрева кристаллизатора 4. При этом подовый электрод 14 соединен с установленным перпендикулярно его оси токо- подводом 18, Токоподвод 18 подключен одновременно к положительному выводу источника питания 20 нагревателя 2 для обогрева промежуточной емкости и к отрицательному выводу источника питания 19 , нагревателя для обогрева кристаллизатора 4, Полые катоды 3, 16 и трубчатый подовый электрод 14 установлены внутри вакуумной а камеры 1 соосно, Плазмообразующий газ под разрежение (0,1-10 Па) подается в электронйо-плазменные нагреватели 2 и 17 системой подачи газа через регулирующие вентили 12 и 13, 1 ил. тодом 3 и кристаллизатором 4 расположена промежуточная емкость 6, в которую происходит переплав слитка 7, Слиток 7 перемещается механизмом 8, а кристаллизатор - механизмом перемещения 9. Печь снабжена системой 10 подачи плазмообразующего газа, включащей коллектор 11 и вентили 12 и 13. Промежуточная емкость 6 снабжена установленным по центру ее днища трубчатым полым подовым электродом 14 со сквозным каналом 15, К внешнему торцу подового электрода 14 подсоединен установленный над кристаллизатором 4 второйполый катод 16 второго электронно-плазменного нагревателя 17, Полый катод 3, промежуточная емкость 6. полый катод 16 и кристаллизатор 4 установлены по однойпродольной оси. Токоподводом к катоду 16 5,служит полая штанга 18, полость которой соединяет канал 15 е системой подачи газа. Источник питания 19 подсоединен положительным выводом к кристаллизатору 4, а отрицательным - к токоподводу-штанге. 18. 10 Другой источник питания 20 подсоединен отрицательным выводом к нагревателю 2, а положительным - к токоподводу-штанге 18 на перегородкой 23 на две части 24 и 25 снезависимыми откачнцми системами. Работает вакуумная печь следующим образом.Создают в камере 1 разрежение (0,110 20Па), В полость катода 3 подают плазмообраэующий газ. Включают источник питания 20 и зажигают разряд между катодом 3 и емкостью 6. Подают в зону разряда заготовку 7, которая сплавляется, а переплавляемый металл в виде капель попадает в емкость 6, где происходит его дополнительный нагрев и рафинирование электронно-плазменным разрядом. После образования в емкости 6 ванны жидкого металла последний через:30 сквозной канал 15 и полость катода 16 начи- нает поступать в кристаллизатор 4. Для обеспечения регулирования процессов кристаллизации слитка 5, а также дополнительного рафинирования металла в столбе разряда и на поверхности жидкой ванны кристаллизатора 4 зажигают второй электронно-плазменный разряд между катодом 16 и переплавляемым слитком 5, Для этого из системы 10 подачи плазмообразующего газа через вентиль 13, токоподвод-штангу 40. 18 и сквозной канал 15 подового электрода 14 в полость катода 16 подают плазмообразующий газ. Включают источник питания 19 45 и зажигают разряд. При этом ток протекает по цепи: источник питания 19 - переплавляемый слиток 5 - электронно-плазменный разряд - катод 16 - подовцй электрод 14 - токоподвод-штанга 18. 50Зажигание разряда полого катода 16 значительно облегчено, а режим его рабогы дополнительно стабилизирован подогревом катода 16 до температур, близких к 2000 С, током разряда полого катода 3. Это достйгается благодаря тому, то токоподводштанга 18 подсоединена к источнику питания 20 и подогрев осуществляется током, протекающим по подовому электроду 14 и неохлаждаемой части 21 токоподводаТокоподвод выполнен иэ неохлаждаемой 21и охлаждаемой 22 частей. Камера 1 разделе штанга 18 что обеспечивает стабильность процессов кристаллизации слитка.Кроме того, разделение вакуумной камеры 1 на части 24 и 25 позволяет обеспечить в камере 25 более высокий вакуум, чем в камере 24, что также позволяет обеспечить повышение рафинировки металла слитка 5. Для обеспечения управления скоростью переплава предусмотрена воэмож- . ность подключения переплавляемой заготовки 7 к положительному полюсу источника электропитания 20,Для обеспечения взрывобезопасности печи, а также возможности разогрева трубчатого подового электрода до высоких температур (2000 С) последний выполнен. металлокерамическим, Материал подового электрода 14 представляет собой спрессованную и спеченную в водороде или в вакууме смесь мелкодисперсных порошков молибдена и оксида алюминия в соотношении 70-30 мас.%. Такой материал выдерживает длительное воздействие высоких температур (до 2000 С), хорошо обрабатывается на металлорежущих станках, слабо воздействует с Ре-Й 1-Сг. расплавами. Для обеспечения равномерности настила мощности и тепловцх полей на ванне жидкого металла слитка 5 оси каналов полых катодов электронно-плазменных нагревателей для обогрева кристаллизатора, емкости и подового электрода совмещены.Предлагаемая вакуумная гаэоразрядная печь за счет улучшения условий зажигания и работы электронно-плазменного разряда, применения металлокерамического подового электрода позволяет повысить надежность работы печи, повысить качество слитка за счет, дополнительного рафинирования металла при применейии промежуточной емкости, нагреве расплава в столбе разряда и на ванне жидкого металла слитка, а также за счет повышения вакуума в зоне кристаллизации, повышения стабильности режимов кристаллизации.Формула изобретения Вакуумная газоразрядная печь, содержащая вакуумную камеру, в которой расположены промежуточная емкость для рафинирования переплавляемого металла, кристаллизатор для выплавки слитка, два электронно-плазменных нагревателя с токоподводами и полыми катодами, один из которых расположен над промежуточной емкостью, а другой над кристаллизатором, два источника питания, отрицательные выводы которых подключены к токоподводам нагревателей, а положительный первого - к промежуточной емкости и второго - к кри1690232 Составитель В,Грачеведактор Е.Хорина Техред М.Моргентал Корректор Т.М Заказ 3828 Тираж, .: .Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям йри ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб;, 4/5 ственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 1 Пр сталлизатору, систему подачи газа в нагреватели и механизмы перемещения переплавляемого материала и вытяжки слитка, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью увеличения надежности работы печи и повышения качества слитка, промежуточная емкость снабжена установленным в центральной части ее днища трубчатым полым подовым электродом, соединенным с полым катодом нагревателя, установленным над кристаллизатором, при этом оба полых катода и подовый электрод установлены по одной продольной оси, а токоподвод к нагревателю кристаллизатора соединен с под овым электродом, расположенперпендикулярно его оси, снабжен каналом для подачи плазмообразующего газа в полость подового электрода и дополнительно подключен к положительному выводу пер ваго источника питания.