Плазменно-дуговая печь для карботермического восстановления руд

Союз Советскии Социалистических РеспубликОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН Ия К АВТОРСКОМУ СВИДЕТИДЬСТВМосударстеенныи номитеСовета Министроа СССРпо делам изобретенийи открытий) Дат бликован оркин, М, М, Крутянский, А. А, Р Грузпев и Ю, В, Просветов кий Г 2) Авторы изобретени тель союзный научно-исслепователт:ский институт электротермического оборудования 4) ПЛА НО-ДУГОВАЯ ПЕЧЬ ДЛЯ КАР ВОССТАНОВЛЕНИЯ РУД ТЕРМИЧЕСК Известные электродуговые установки для карботермицеского восстановления руд состоят из реакционной камеры, установленного в ней дугового устройства 1 геГератора дуги высокой интенсивности с расходуемым катодом) и системы улавливания конеццого продукта из паровой фазы. Анодом лугово;-, устройства является расходуемый электрод из перерабатываемого рудного материала с добавкой углерода. В кацестве катода используют ццстый углерод. Дуговой разряд в виде дуги высокой интенсивности осущсствлястся между рудным анодом и угольным катодом.В подобных установках плотность тока и мощностьгсцсратора дуги высокой интенсивности ограцицсны, цто объясняется определен- и ми фцзццсскцми свойствами угольного катода.Опрелсгепцсс цеусос 5 ство представляет такеобходихост восполнения расходус.моо катода. Кромс. того, в известных пецах невозможно регулировать геометрические параметры разряда, цто цеооходцмо прц работе с разлиццым; ццхтоны;и атерпаламц, а для стаби. лисаГцц дх гц ц, жо вводить догОлцительные с и ссл.В рс.ложен:цс:ГолцьЙ кзод заме лазмапгроц; с о, ной цодацей плазмообразующего газа. Плазматроц располагают под углом 20 - 85 к расходуемому рудному электроду, причем величина угла зависит от физических свойств перерабатываемого материала. Катод снабжен механизмом перемеще ния, необходимым для регулирования геометрицеских параметров разряда. Эти отличия позволяют цолхцить стабильную дугу высокой интенсивности и повысить производительность процесс а.Схема предложенной плазменно-дуговой пе ци представлена на чертеже.Устройство содержит реакГиоцнуо камеру1, генератор 2 дуги высокой интенсивности, закалоцную камеру 3, систему 4 улавливания конецного продукта. патрубок 5 для подсоединения к вакуумной системе и цстоццик 6 питаония постоянного тока.Основным рабочим элементом печи являетсягенератор дуги высокой интенсивности, состоящий цз двух основных узлов: ацодцой 7 и катодной 8 головок. В анодную головку 7 входят расходуемый рудный электрод 9, являюГнцйся анодох 1, скользящий медный водоохлаждаемьй токоцодвод 10 и механизм 1 подацц и врапения электрода 9.В катоднуо головм 8 входят нерасходуеиый ка год 2, представ.яюний собой плазм;п.2 а роц, и мехаццзх 18 перемсшенця и,азматроаобеспечивающий 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 шлангов,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 конденсаторов 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 врежим 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 регулированияэлектрических параметров, положения плазматрона и скорости вращения и подачи электрода 9,Рабочие параметры плазменно-дуговой печи, такие как расход плазмообразующего газа,10 давление в камере печи, геометрические параметры разряда, подбирают в зависимости отэлектрического и технологического режимов.Анодный факел, представляющий собойсмесь элементарных паров материала электрода 9, попадая в закалочную камеру 3, резко охлаждается, в результате чего происходитконденсация продуктов реакции, улавливание иразделение которых осуществляют в системе4 улавливания. Формула изобретения 20 Плазменно-дуговая печь для карботермического восстановления руд в паровой фазе, содержащая реакционную камеру, генератор 25 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,23066 Составитель Т. Морозова Техред О. Луговая Корректор А. Кравченко Редактор Н. Коган Филиал ППП Патент, г. Ужгород, уч. Проектная, 4 Заказ 4670/1 Тираж 693 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж 35, Раушская иаб., д. 4/5