ПЛАВИЛЬНЫЕ ПЕЧИ ЛИТЕЙНЫХ ЦЕХОВ
200
Достоинство графитовых катодов – не требуют водяного охлаждения. В
результате этого повышается КПД плазмотрона и увеличивается безопасность
его эксплуатации, что особенно важно для аппаратов большой мощности. При-
менение графитовых катодов возможно в тех случаях, когда допустимо некото-
рое попадание углерода в плазму (например при плавке углеродистых сталей),
так как в плазмотроне происходит сублимация графита катода – переход веще-
ства из твёрдого в газообразное состояние, минуя стадию жидкости. В плазмо-
тронах, предназначенных для длительной работы, необходимо предусматривать
возможность наращивания графитового катода.
Сопло плавильных плазмотронов изготовляют в основном из меди, реже
из нержавеющей стали, а также графита. Соприкасающийся с охлаждённым со-
плом тонкий слой холодного газа образует электрическую и тепловую изоля-
цию между потоком плазмы и стенками сопла, предохраняя его от разрушения.
Графитовое сопло, как и графитовый катод, может не иметь водяного
охлаждения.
В качестве плазмообразующего газа используют аргон, азот, водород и
другие газы, выбор которых зависит от физико-химических свойств расплав-
ленного металла. Расход плазмообразующего газа составляет 7 – 16 л/мин на
100 кВт мощности плазмотрона. В настоящее время для плазмотронов постоян-
ного тока применяют преимущественно тиристорные источники питания.
Наиболее распространённым способом зажигания дуговых плазмотронов
является кратковременное замыкание катода и сопла, служащего в этот момент
анодом. Замыкание может осуществляться графитовым стержнем или проволо-
кой, удаляемыми после зажигания. Однако более удобно замыкать катод и анод
перемещением стержневого катода вдоль своей оси с последующим возвраще-
нием его в исходное положение (с помощью пружины). Катод перемещается до
соприкосновения с анодом вручную или электромагнитом.
Плавка плазменной дугой напоминает плавку нерасходуемым (неплавя-
щимся) электродом, однако, по сравнению с ней имеет существенные преиму-
щества: лучшую стабильность горения дуги; большую её длину, что предот-
вращает попадание испарений и брызг плавящегося металла на электрод; более
высокую температуру и интенсивность теплоотдачи дуги.
Применение плазменно-дуговых печей (ПДП) в современной металлур-
гии и литейном производстве неизменно сопровождаются интенсификацией
технологических процессов и значительным повышением качества выплавляе-
мого металла. Плавильные ПДП могут быть с огнеупорной футеровкой (или
керамическим тиглем) аналогично электронно-лучевым печам. В ПДП установ-
лены дуговые плазмотроны вместо электродов дуги в первом случае и вместо
электронных пушек – во втором.
Плазменно-дуговые печи с керамическим тиглем (рис. 6.13,
а
) применяют
главным образом для плавки сталей и сплавов на никелевой основе, а также пе-
реплава легированных отходов. Печь имеет футерованную камеру, закрытую
сводом
2
. Плазмотроны
1
вводятся в плавильную камеру через свод или реже
