Украинская Ассоциация Сталеплавильщиков

Дуговые печи косвенного действия

В дуговых печах косвенного действия дуга горит между электродами, а расплавляемому металлу тепло от дуги передается излучением (иногда также конвекцией и теплопроводностью) (рис. 5).

Дуговая печь косвенного действия для плавления цветных металлов

Рисунок 5 Дуговая печь косвенного действия для плавления цветных металлов: 1 – электроды; 2 – футеровка; 3 – жидкий металл; 4 – механизм наклона, 5 – электрододержатель.

Здесь очаг высокой температуры (дуга) находится на некотором расстоянии от поверхности металла, поэтому угар и испарение металла намного меньше, чем в дуговых печах прямого действия. Поэтому здесь можно плавить металлы и сплавы с низкой температурой испарения, например цветные металлы и даже сплавы, содержащие цинк (латуни). Графитированные электроды расположены горизонтально или наклонно и не экранируют футеровку от излучения дуги. Более половины тепла, излучаемого дугой, сначала попадает на стенки печи и, отразившись от них, достигает расплавляемого металла. Поэтому кладка находится в очень тяжелых условиях, и в таких печах невозможно проводить процессы, требующие больших объемных мощностей и высоких температур.

Электроды работают на изгиб - это ограничивает их длину и максимальный диаметр, а следовательно, и размеры печи, ее рабочий ток и максимальную мощность.

Итак, дуговые печи косвенного действия — небольшие (мощность до 500 - 600 кВА), обычно однофазные печи, служащие для плавления металлов с температурой плавления не выше 1300—1400°С, - в основном печи для плавления цветных металлов. В них переплавляют с целью рафинирования и для фасонного литья медь и ее сплавы - бронзы, латуни и т. п. и другие цветные металлы, а также чугун для фасонного литья в небольших литейных цехах.

К дуговым печам косвенного действия можно отнести также плавильные установки, использующие дуговые плазменные установки или дуговые плазмотроны. В этих установках дуга горит между электродами плазмотрона в потоке газа, нагревая его (рис. 2.6).

Схема дугового плазмотрона

Рисунок 2.6 Схема дугового плазмотрона: 1 - охлаждаемый водой корпус, 2 - изоляционная вставка, 3 – катод, 4 - впуск газа, 5 – дуга, 6 - струя плазмы.

Генераторы плазмы (плазмотроны) выполняют со стержневыми, трубчатыми или кольцевыми электродами, обычно охлаждаемыми водой. Они могут работать при различных давлениях газа в дуговой камере вплоть до низкого вакуума (выхлоп в вакуумную камеру). Характерным является сжатие дуги по оси газовой струи (газовая стабилизация), что обусловливает резкое увеличение температуры в канале дуги и в плазменной струе (до 10000—15 000°С и выше). В некоторых случаях стабилизация дуги осуществляется магнитным полем.