Устройство для электролитно-плазменного нагрева проволоки

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИА ЛИСТ ИЧЕСНРЕСГ 1 УБЛИК Ц 9) 0(5 4 С 21 П 1/44, 9/46 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ(56) Авторское свидетельство СССРВ 1076467, кл, С 2 1 0 1/44, 1984,Авторское свидетельство СССРВ 396378, кл. С 21 Р 1/44, 1971,(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОЛИТНОПЛАЗМЕННОГО НАГРЕВА ПРОВОЛОКИ(57) Изобретение относится к устройству для электролитно-плазменногонагрева проволоки. Цель изобретенияповышение производительности устройства. Устройство содержит емкости1 и 2, аксиально соединенные огне"упорной камерой 5 с плазмотроном 6.электроды 7 и 8, расположенные в .ем костях 1 и 2, источник тока 9 и осциллятор, включенный параллельноплазмотрону в цепь источника тока 9,При этом плазмотрон последовательнос электродами включен в цепь, Припроходе нагреваемой проволоки 10через огнеупорную цилиндрическую камеру 5 происходит ее предварительныйнагрев электродуговым плазмотроном 6.Выделяющиеся при электролизе и нагреве на электродах 7 и 8 и проволоке 10в емкостях 1 и 2 газы и пары сжимаются компрессором 14 и подаются вкачестве плазмообразующего газа иэлектродуговой плазмотрон 6, Применение данного устройства обеспечиваетповышение производительности за счетвозрастания теплового КПД процессадо 453 из-за сокращения потерь энергии за счет облегчения образованияустойчивого газопарового слоя и резкого сокращения периода зажиганияразрядов в катодном режиме. 1 ил,Изобретение относится к черной металлургии, а именно к устройствам для нагрева и термообработки проволоки с применением электролита и плазмы, и может быть ис ользовано для скоростного безокислительного нагрева.Цель изобретения - повышение производительности устройства. 10На чертеже изображено устройстводля нагрева проволоки в электролитной плазме, общий вид.Устройство для электролитно в плазменного нагрева проволоки содержит 15емкости 1 и 2, заполненные электролитом 3, в стенках емкостей 1 и 2укреплены изоляционные втулки 4, между емкостями 1 и 2 аксиально установлена огнеупорная цилиндрическая камера 5, на которой радиально закреплен электродуговой плазмотрон 6,Включенный последовательно с электродами 7 и 8 емкостей 1 и 2 в цепь источника 9 тока. Кроме того, показана 25проволока 10. Высоковольтный осциллятор 11, включен параллельно электродуговому плазмотрону б в цепь источника 9 тока. Устройство также содержит источник 12 газоснабжения, 3 Осостоящий из баллона 13 со сжатым газом для предварительного зажиганияи компрессора 14, соединенного газопроводами 15 с емкостями 1 и 2 и сплазмотроном 6, Электродуговой плазмотрон 6 электродом 16 соединен сэлектродом 7 емкости 1, а электрод17, электроизолированный от электрода16. с помодью диэлектрического газового кольца 18, соединен с отрицательным полюсом источника 9 тока.В устройстве электродуговой плазмотрон 6 включен последовательно сэлектродами 7 и 8 емкостей 1 и 2 вцепь источника 9 тока,Осциллятор 11 необходим для первоначального поджига электрическойдуги 19 в электродуговом плазмотроне6, который осуществляется закорачиванием межэлектродного промежуткамежду электродами 16 и 17 газоразрядным маломощным каналом, образованнымв результате подачи на электроды16 и 17 импульса высокого напряженияповышенной частоты от осциллятора 1 1,55 Устройство для электролитно-плазменного нагрева проволоки работает следующим образом. Через электроизоляционные втулки 4 в емкости 1 и 2 подается проволока 10, в электродуговой плазмотрон 6 подается напряжение от источника 9 тока. В емкости 1 и 2 подается электролит 3, высоковольтным осциллятором 11 возбуждается дуга в электродуговом плазмотроне 6.При подаче напряжения от источника 9 (при наличии в емкостях 1 и 2 электролита 3 и заправленной проволоки 10) на электродах 16 и 17 электро- дугового плазмотрона 6 появляется потенциал, От параллельно включенного осциллятора 11 подается инициирующий импульс и между электродами 16 и 17 возбуждается электрическая дуга 19, цепь замыкается и осуществляется электролитно-плазменный нагрев проволоки 10. Осциллятор 11 имее.т высокое внутреннее сопротивление, поэтому прохождение силового тока через него исключено. Вследствие этого электроды 16 и 17 электродугового плазмотрона 6 в предлагаемом устройстве не могут быть одновременно соединеныс одним отрицательным полюсом источника тока. Кроме того, в электрическую цепь, соединяющую осциллятор 11 с электродами 16 и 1 электродугового плазмотрона 6 для предохранения источника 9 тока от закорачивания через элементы осциллятора 11, устанавливаются один или два конденсатора, а в цепь источника 9 тока для его защиты от высоковольтного высокочастотного импульса устанавливаетсяиндукционно-емкостный фильтр (не показаны). Поэтому представленное соединение осциллятора с источником токаи плазмотроном позволяет возбудитьэлектродуговой разряд,Электрод 16 электродугового плазмотрона 6 соединен с положительнымполюсом источника 9 тока по следующейсхеме: электрод 16 соединен с электродом 7; далее коммутация тока происходит по электропроводному электролиту 3 от электрода 7 на участок проволоки 10, находящийся в емкости 1;затем ток проходит по участку проволоки 10 между емкостями 1 и 2; аналогичным образом происходит коммутациятока через электролит 3 от электрода8 к участку проволоки 10 в емкости 2;электрод 8 соединен с положительным,полюсом источника 9. Проволока 10заземлена через технологическое обо1397504рудование (размоточное, колочильное), и резко сокращает период зажигания Емкости 1 и 2 с электктродами 7 и 8, электрических разрядов в катодном реогнеупорная цилиндрическая камера 5 . жиме на более низкие напряжения до(фиг. 1), электродуговой плазмотрон 5 120-180 В по сравнению с известным 6 с электродами 16 и 17 изолированы устройством (190-250 В). от земли. Таким об зра ом, электрод 16 Образование устойчивой парогазовой электродугового плазмотрона 6 (фиг, 1) фазы и условий для возникновения разпоследовательно с биполярными элект- рядов интенсифицирует процесс электролитными ячейками в емкостях 1 и 2 10 ролитно-плазменного нагрева, предоти участком проволоки 10 между ними вращает срыв плазменного слоя, пере- соединен с положительным полюсом ис.- ход процесса в электролизный режим точника тока. при высоких скоростях перемещенияВыделяющиеся при электролизе и проволоки (до 3 м/с). Поэтому дополнагреве из электролита 3 пары и газы 15 нительный плазменно-струйный нагрев на электродах 7 и 8 и проволоке 10 плазмотроном создает оптимальные по газопроводам 15 подаются к источ- условия для образования электролит- нику 12 газоснабжения, где сжимаются ной плазмы и выделения максимума компрессором 14. Через диэлектричес- энергии на поверхность проволоки, кое газовое кольцо 18 подается между 20 процесс электролитно-плазменйого нагэлектродами 16 и 17и 17 плазмообразующии рева может осуществляться при болеечгаз от источника 12 газоснабжения; низких напряжениях, что расширяет стабилизирующий дуговой разряд 19 и предел регулирования производительистекающии в огнеупорную цилиндричес- . ности устройства и предотвращает пекую камеру 5, по которой проходит 25 регрев и перегорание проволоки, что нагреваемая проволока 10, при этом характерно для повышенных напряжеподача газа из баллона 13 уменьшается ний. Нагрев проволоки с помощью или п ек а аетср р щается, электродугового плазмотрона позволяНагрев проволоки 10 в емкости 1 ет УстРанить электролизную стадию при использовании, например, в ко. - ЗО процесса при входу проволоки в электличестве электролита 15 -ного раст- ролит, что дает возможность повысить вора а СО происходит до темпера- КПД процесса нагрева о 45 еЙтуры 200-300 С наг ев в огне о -. сокращения потерь энергии на электной цилиндрической камере 5 происхо- ролиз и парообразование. дит плазменной струей, истекающей Зб Кроме того, при использовании из электродугового плазмотрона 6, электродугового плазмотрона повышаадо 500-600 С, нагрев в емкости 2, в ется производительность за счет утикоторой, например, в качестве элект- лизации тепла паров и химической ролита используется 15 -ный раствор, энергии соединения водорода и кислоМаСОзпроисходит до температуры 40 рода и других газов, выделяющихся 900-1200 С. Удаление электролитов при электролизе на электродах емиз емкостей 1 и 2 производится через костей и проволоке, Использование керамические втулки 4, уровень элект- в плазмотроне в качестве плазморолитов 3 в емкостях 1 и 2 поддержи- образующего газа газообразных провается постоянным на определенном 4 б дуктов, выделяющихся при электролит- уровне, а давление газов и пара вно-плазменном нагреве (состоящих в газопроводах 15 во входных патрубках основном из водяных паров, кислорода компрессора 14 поддерживается на и водорода), позволяет проводить пауровне не ниже 0,05 МПа для предот" . роплазменное оксидирование поверх- вращения попадания электролита в . б ности нагреваемой проволоки, При этом газопроводы 15. получается тонкая и прочная оксиднаяПрименение предлагаемого устрой- пленка, препятствующая наводоражиства позволяет повыситьв 2 раза по ванию металла в катодном режиме и сравнению с известным скорость нагре- процессе дальнейшего электролитнова проволоки за счет дополнительного б . плазменного нагрева.ббнагрева плазменной струей, генерируемои плазмотроном. Это способствуетыф, Формула изобретения образованию устойчивого плазменного Устройство для электролитно-плазгазопарового слоя вокруг проволоки менного нагрева проволоки, содержа1397504 лельно электродуговому плазмотронуСоставитель Н, КузовкинаРедактор Н. Бобкова Техред Л.Олийнык Корректор . " Ректо М. 1 пароши Подписное Тираж 545 Зака 2567/27 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 щее емкости со встроенными электродами и соединенный с ними источник тока, изоляционные втулки для проходапроволоки, укрепленные в стенкахемкостей, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью повышения производительности устройства, оно снабже"но аксиально установленной между емкостями цилиндрической камерой, Оэлектродуговым плазмотроном, радиально закрепленным на камере, высоковольтным осциллятором и источникомгазоснабжения, выполненным в видебаллона сжатого газа для предварительного зажигания дуги и компрессора, соединенного через газопроводы семкостями и с плазмотроном, при этомплазмотрон соединен последовательнос электродами в цепь источника тока,а высоковольтный осциллятор - парал