FI64876B - SAFETY CONNECTION FOR HETTING AV ETT MATERIAL MED HJAELPAV ETT STROEMPLASMA - Google Patents

SAFETY CONNECTION FOR HETTING AV ETT MATERIAL MED HJAELPAV ETT STROEMPLASMA Download PDF

Info

Publication number
FI64876B
FI64876B FI814182A FI814182A FI64876B FI 64876 B FI64876 B FI 64876B FI 814182 A FI814182 A FI 814182A FI 814182 A FI814182 A FI 814182A FI 64876 B FI64876 B FI 64876B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
electrodes
plasma
electrode
gas
furnace
Prior art date
Application number
FI814182A
Other languages
Finnish (fi)
Swedish (sv)
Other versions
FI64876C (en
FI814182L (en
Inventor
Kauko Emil Kiminkinen
Lauri Pakkanen
Heikki Aukusti Tiitinen
Original Assignee
Outokumpu Oy
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Outokumpu Oy filed Critical Outokumpu Oy
Priority to FI814182A priority Critical patent/FI64876C/en
Publication of FI814182L publication Critical patent/FI814182L/en
Publication of FI64876B publication Critical patent/FI64876B/en
Application granted granted Critical
Publication of FI64876C publication Critical patent/FI64876C/en

Links

Landscapes

  • Discharge Heating (AREA)
  • Furnace Details (AREA)

Description

1 648761 64876

Tapa ja laitteisto materiaalien kuumentamiseksi virta- plasman avullaMethod and apparatus for heating materials by means of flow plasma

Keksintö kohdistuu tapaan kuumentaa eri materiaaleja reak-tioastiassa plasman avulla, jolloin plasman synnyttämiseen käytetään tasavirtaa ja matalaa jännitettä, sekä laitteistoon tavan suorittamiseksi.The invention relates to a method of heating various materials in a reaction vessel by means of plasma, in which case direct current and low voltage are used to generate the plasma, and to an apparatus for carrying out the method.

Pyrometallurgisten prosessien vaatima lämpö voidaan tuoda reaktioastiaan joko suoraan reaktioastian sisään tai sen vaipan kautta. Reaktioastian vaipan kautta tapahtuvassa lämmönsiirrossa on etenkin endotermisissä reaktioissa haittana se, että reaktioastian sisäpinnan lämpötila selvästi ylittää prosessoitavan materiaalin lämpötilan. Tästä seuraa helposti materiaalin sintraantuminen reaktioastian vaippaan ja siten lämmönsiirron heikkeneminen. Lopputuloksena saattaa olla koko materiaalipatjän sintrautuminen. Prosessin vaatima lämpö voidaan myös saada aikaan suorittamalla kuumennus reaktioastian sisäpuolella. Konventionaalinen tapa tämän toteuttamiseksi on johtaa kuumia polt-tokaasuja reaktioastian läpi. Seurauksena on kuitenkin suuri käsiteltävä kaasumäärä ja suuri lentopölymäärä. Polttokaasut voivat myös osallistua reaktioihin.The heat required by pyrometallurgical processes can be introduced into the reaction vessel either directly inside the reaction vessel or through its jacket. The disadvantage of heat transfer through the jacket of the reaction vessel, especially in endothermic reactions, is that the temperature of the inner surface of the reaction vessel clearly exceeds the temperature of the material to be processed. This easily results in sintering of the material into the jacket of the reaction vessel and thus in a decrease in heat transfer. The end result may be sintering of the entire material mattress. The heat required by the process can also be obtained by performing heating inside the reaction vessel. A conventional way to accomplish this is to pass hot fuel gases through the reaction vessel. However, the result is a large amount of gas to be treated and a large amount of airborne dust. Flue gases can also participate in the reactions.

Eräs käytännön ratkaisu reaktioastian sisäpuolella tapahtuvaksi kuumentamiseksi on valokaaren käyttö. Valokaari-kuumennuksessa elektrodit kuluvat ja kuluessaan ne vaikuttavat pelkistävästi uuniatmosfääriin.One practical solution for heating inside the reaction vessel is to use an arc. In arc heating, the electrodes wear and, as they wear, they have a reducing effect on the furnace atmosphere.

US-patentin 4 006 284 mukaisessa laitteessa käytetään elektrodien välille tehtyä valokaarta materiaalin kuumentamiseen siten, että materiaali syötetään valokaaren lävitse. Tästä syystä joudutaan käyttämään korkeata jännitettä, että elektrodit voitaisiin viedä riittävän kauaksi toisistaan. Em. laitteessa on käytetty vaihtovirtaa ja elektrodien väliin on syötetty Ar, He, CO tai metaa- 64876 nia. Näiden syöttämisellä on sanottu olevan kaarta stabiloiva vaikutus.The device of U.S. Patent 4,006,284 uses an arc between the electrodes to heat the material so that the material is fed through the arc. For this reason, a high voltage must be used so that the electrodes can be moved far enough apart. Em. the device uses alternating current and Ar, He, CO or meta-64876 is fed between the electrodes. Feeding these is said to have an arc stabilizing effect.

Plasmaa, joka muodostetaan ionisoituvasta kaasusta elektrodien välille, on käytetty reaktioastian kuumennukseen. Tunnetuissa menetelmissä käytetty kuumennus voi olla epäsuora: plasma on muodostettu esim. kvartsiputkessa, jonka ohi virtaa kaasua, jota käytetään lämmön siirtäjänä reaktioasti-aan. Haittoina menetelmässä on suuren kantokaasumäärän vaikutus prosessiin sekä kaasujen huono lämmönsiirtokyky.Plasma formed from the ionizable gas between the electrodes has been used to heat the reaction vessel. The heating used in the known methods can be indirect: the plasma is formed, for example, in a quartz tube, past which flows a gas which is used as a heat transfer to the reaction vessel. Disadvantages of the method are the effect of a large amount of carrier gas on the process and the poor heat transfer capacity of the gases.

Plasman käyttö materiaalien kuumennukseen reaktioastian sisällä on moneen tarkoitukseen edullisempi kuin muut vaihtoehdot: ei tarvita suuria kantokaasumääriä lämmön tuomiseksi reaktioastiaan kuten epäsuorassa plasmakuumennuksessa, ja plasma ei vaikuta niin paljon uuniatmosfääriin kuten esim. valokaaren käyttö. Pyörivissä reaktioas-tioissa käytetyt kuumennustavat ovat joko reaktioastian vaipan kuumennus tai polttokaasujen johtaminen reaktio-astiaan .The use of plasma to heat the materials inside the reaction vessel is more advantageous for many purposes than other alternatives: large amounts of carrier gas are not required to bring heat to the reaction vessel as in indirect plasma heating, and the plasma does not affect the furnace atmosphere as much as using an arc. The heating methods used in rotating reaction vessels are either heating the jacket of the reaction vessel or introducing fuel gases into the reaction vessel.

Plasmaa muodostettaessa elektrodien määrä voi vaihdella. Joissakin tapauksissa elektrodeja voi olla vain yksi; tällöin plasma muodostetaan elektrodin ja uunipanoksen kesken.When forming plasma, the number of electrodes may vary. In some cases, there may be only one electrode; then a plasma is formed between the electrode and the furnace charge.

Elektrodeja voi olla myös useampia; yleisin määrä lienee kaksi kappaletta, jolloin toinen elektrodi on anodinen ja toinen katodinen. Elektrodien materiaalina on yleisimmin hiili.There may also be several electrodes; the most common number is probably two, with one electrode being anodic and the other cathodic. The most common material for electrodes is carbon.

Ionisoituva kaasu voidaan tuoda elektrodien väliin monella tavalla. Kaasu voidaan tuoda erillisenä suihkuna ionisoitu-miskohtaan ja se voidaan tuoda elektrodin ympäriltä. Erääksi edulliseksi tavaksi on osoittautunut kaasun tuominen eiektrodin sisään poratun reiän kautta.The ionizable gas can be introduced between the electrodes in many ways. The gas can be introduced as a separate jet to the ionization site and can be introduced around the electrode. One preferred way has proven to be to introduce gas through a hole drilled in the electrode.

3 648763 64876

Plasman muodostamiseksi käytettävä sähkövirta voi olla joko tasavirtaa tai vaihtovirtaa. Käytettävä vaihtovirta voi olla joko yksi- tai kolmivaiheista.The electric current used to generate the plasma can be either direct current or alternating current. The alternating current used can be either single-phase or three-phase.

Plasman kuumennustehoa säädetään yleensä virtaa ja/tai jännitettä säätämällä muuntajan avulla.Plasma heating power is usually controlled by adjusting current and / or voltage using a transformer.

Nyt kehitetyn keksinnön mukaisella tavalla materiaalien kuumentamiseksi synnytetään plasma reaktioastiassa käyttämällä tasavirtaa ja matalaa jännitettä. Kun plasma synnytetään pyörivässä reaktioastiassa, muotoillaan elektrodit siten, että kuumennettava materiaali ei pyöriessään pääse elektrodien väliin. Lisäksi plasman kuumennustehoa voidaan säätää ionisoituvan kaasun virtausta säätämällä. Kun plasma synnytetään pystyuunissa, käytetään tällöin uunissa vain yhtä elektrodia, uunin pohja toimii toisena elektrodina.In accordance with the presently developed invention for heating materials, plasma is generated in a reaction vessel using direct current and low voltage. When the plasma is generated in a rotating reaction vessel, the electrodes are shaped so that the material to be heated does not get between the electrodes as it rotates. In addition, the heating power of the plasma can be adjusted by adjusting the flow of ionizable gas. When plasma is generated in a vertical furnace, only one electrode is used in the furnace, the bottom of the furnace acting as another electrode.

Nyt on yllättäen todettu, että virtaa voidaan kasvattaa lisäämällä ionisoituvan kaasun määrää jännitteen pysyessä halutulla tasolla 18 - 24 V. Koko tasavirtateho menee plasman synnyttämiseen ja sen kautta säteilylämpönä uuniin. Plasman lämpötila on riippuvainen käytettävästä kaasusta ja sen määrästä sekä teholähteestä. Elektrodien lämpötilan tullessa korkeaksi plasmakaasun ionisoituminen helpottuu samalla kun sen tilavuus kasvaa. Tästä syystä voidaan vakiolämmönsiirron aikaansaamiseksi kaasuvirtaa tai käytettyä tehoa pienentää. Nyt kehitetyn menetelmän mukaisesti voidaan uunin lämpötilaa säätää plasmakaasuventtii-liä säätämällä ennakolta ohjelmoidun aikataulun mukaan.It has now surprisingly been found that the current can be increased by increasing the amount of ionizable gas while the voltage remains at the desired level of 18-24 V. All the direct current power goes to generating the plasma and through it as radiant heat to the furnace. The plasma temperature depends on the gas used and its amount, as well as the power supply. As the temperature of the electrodes becomes high, the ionization of the plasma gas is facilitated while its volume increases. For this reason, the gas flow or power used can be reduced to achieve constant heat transfer. According to the method now developed, the temperature of the furnace can be adjusted by adjusting the plasma gas valve according to a pre-programmed schedule.

Plasmaa synnytetään ionisoituvasta kaasusta kuten argonista, kahden tasavirtaohjatun hiilielektrodin väliin teslapurkauksen avulla. Näin muodostettua plasmaa kutsutaan virtaplasmaksi. Katodinen jännite on kytketty toiseen ja anodinen jännite toiseen elektrodiin, jossa on reikä keskellä ionisoituvan kaasun johtamista varten. Hiili-elektrodien paksuus määräytyy käytettävän tehon mukaan.Plasma is generated from an ionizable gas such as argon between two DC-controlled carbon electrodes by a tesla discharge. The plasma thus formed is called current plasma. A cathodic voltage is connected to the second and an anodic voltage to a second electrode with a hole in the center for conducting the ionizable gas. The thickness of the carbon electrodes depends on the power used.

4 648764 64876

Elektrodeina toimivat hiilet ovat tässä tapauksessa vain sähköä johtavina elementteinä, ne eivät kulu kuten valo-kaaren muodostavat elektrodit, vaan näiden elektrodien kuluminen on vain vähäisessä määrässä tapahtuvaa höyrystymistä .The carbons acting as electrodes in this case are only electrically conductive elements, they do not wear like the electrodes forming the arc, but the wear of these electrodes is only a small amount of evaporation.

Tasavirran vaikutuksesta saadaan hyvin stabiili plasma. Matalasta jännitteestä johtuen voidaan käyttää vain helposti plasmatilaan saatavaa kaasua kuten argonia. Koska käytetään matalaa jännitettä, 18 - 24 V, voidaan laitteisto tehdä yksinkertaiseksi, sillä tällöin ei ole läpi-lyöntiongelmia eikä turvallisuusriskiä.The effect of direct current results in a very stable plasma. Due to the low voltage, only readily available gas such as argon can be used in the plasma space. Because a low voltage of 18 to 24 V is used, the equipment can be made simple, as there are no breakthrough problems or safety risks.

Elektrodit suojataan palamiselta typpi- tai jonkin muun suojakaasun avulla. Elektrodien välille synnytetään alku-ionisaatio teslapurkauksella. Tämän jälkeen elektrodien etäisyys toisistaan säädetään sopivaksi ja helposti ionisoituvaa kaasua kuten argonia johdetaan elektrodien väliin halutun ionisaation ja sähkövirran aikaansaamiseksi.The electrodes are protected against combustion by nitrogen or some other shielding gas. Initial ionization is generated between the electrodes by a tesla discharge. The distance between the electrodes is then adjusted to suit and a readily ionizable gas such as argon is passed between the electrodes to provide the desired ionization and electric current.

Seuraavassa keksintöä ja sillä saavutettavia etuja selitetään yksityiskohtaisesti viittaamalla oheisiin piirustuksiin, joissa kuvio 1 esittää poikkileikkausta eräästä keksinnön edullisesta toteutusesimerkistä, pyörivästä putkiuunista.In the following, the invention and the advantages obtained by it will be explained in detail with reference to the accompanying drawings, in which Figure 1 shows a cross-section of a preferred embodiment of the invention, a rotary tube furnace.

Kuvio 2 esittää poikkileikkausta putkiuunikäyttöön tarkoitetuista elektrodeista.Figure 2 shows a cross-section of electrodes for tube furnace use.

Kuvio 3 esittää poikkileikkausta keksinnön toisesta sovel-lutusmuodosta, pystyuunista.Figure 3 shows a cross-section of another embodiment of the invention, a vertical furnace.

Kuvion 1 mukaiseen laitteistoon kuuluu pyörivä putkiuuni 1, johon virta saadaan tasavirtateholähteestä 2, jonka vaihtovirtasyöttöä on merkitty numerolla 16. Laitteistoon kuuluvat myös jännite-virta stabilisaattorit 3, ja jänni-te-virta-asetusarvon säätölaitteet 4. Lämpötilamittaus 5 64876 uunissa tapahtuu pisteessä 5 (käytännössä mittaus tapahtuu useammassa pisteessä, mutta tähän on yksinkertaisuuden vuoksi otettu vain yksi piste). Lämpötilan säätö laitteessa 6 tapahtuu kullekin prosessille laadittua lämpötila-ohjelmaa 7 seuraten siten, että laaditusta ohjelmasta ja uunin lämpötilasta riippuen säätösysteemi 6 avaa ja sulkee venttiiliä 8, jonka kautta ionisoituva kaasu 17 johdetaan uuniin. Anodinen elektrodi 9 ja katodinen elektrodi 10 on johdettu uunin päistä uunitilaan. Anodisen elektrodin 9 läpi virtaava ionisoituva kaasu sytytetään teslapurkauksen avulla ja tämä sytytys tapahtuu sytytysyksikön 11 avulla. Elektrodeissa on vesijäähdytys 12 ja anodiseen elektrodin ohjauspitimeen (ei tarkemmin kuvassa) on porattu reikä, jota myöten johdetaan suojakaasua 13 uunitilaan. Uuniti-lasta kaasut poistuvat katodisen elektrodin pitimeen (ei kuvassa) poratun reiän 14 kautta. Uunin täyttö ja tyhjennys tapahtuu aukon 15 kautta.The apparatus according to Figure 1 comprises a rotary tube furnace 1 supplied from a DC power supply 2, the AC supply of which is marked 16. The apparatus also includes voltage-current stabilizers 3 and voltage-to-current setpoint adjusters 4. The temperature measurement in the furnace 5 64876 takes place at point 5 ( in practice, the measurement takes place at several points, but for simplicity only one point has been taken into this). The temperature control in the device 6 takes place following the temperature program 7 prepared for each process, so that depending on the program prepared and the oven temperature, the control system 6 opens and closes the valve 8, through which the ionizable gas 17 is introduced into the oven. The anodic electrode 9 and the cathodic electrode 10 are led from the furnace ends to the furnace space. The ionizable gas flowing through the anodic electrode 9 is ignited by means of a tesla discharge, and this ignition takes place by means of the ignition unit 11. The electrodes have water cooling 12 and a hole is drilled in the anodic electrode guide holder (not shown in detail), through which the shielding gas 13 is introduced into the furnace space. From the furnace, the gases exit through a hole 14 drilled in the cathode electrode holder (not shown). The oven is filled and emptied through the opening 15.

Kuviossa 2 on kuvattu hiilielektrodien päät, jolloin ne on muotoiltu pyörivässä reaktioastiassa tapahtuvaa plasman muodostamista varten. Katodisen elektrodin 10 pää 18 on pallomainen ja anodisen elektrodin 9 pää 19 on kovera, kuppimainen vastaten katodisen hiilen (elektrodin) muotoa. Elektrodien välinen etäisyys säädetään välille 1 - 5 mm. Elektrodien välissä olevilla katkonuolilla on pyritty havainnollistamaan plasmakaasun ulosvirtausta.Figure 2 illustrates the ends of the carbon electrodes formed to form plasma in a rotating reaction vessel. The end 18 of the cathodic electrode 10 is spherical and the end 19 of the anodic electrode 9 is concave, cup-shaped corresponding to the shape of the cathodic carbon (electrode). The distance between the electrodes is adjusted between 1 and 5 mm. The dashed arrows between the electrodes have been used to illustrate the outflow of plasma gas.

Kuviossa 3 on kuvattu pystyuuni 1, jonka sisällä on jauhemaista materiaalia 25 esim. sulatusta varten. Kuten kuviossa 1, kuvaavat viitenumerot 2-8 virransyöttö- ja sää-tölaitteistoja sekä lämpötilan säätösysteemiä. Anodinen elektrodi 9 ulottuu ylhäältäpäin lähelle uunin pohjaa. Katodisena elektrodina 10 toimii uunin grafiittipohja, ja kun uunin pohjalle on kertynyt sulaa materiaalia, tämä sula toimii katodisena elektrodina. Ionisoituva kaasu sytytetään tässäkin tapauksessa sytytysyksikön 11 avulla. Anodinen elektrodi 9 on tuettu tukivarren 20 avulla, jonka 6 64876 välityksellä se on myös yhteydessä elektrodin siirtolaitteeseen 21. Siirtolaitteen avulla elektrodia voidaan nostaa ja laskea. Toisen osan siirtolaitteesta muodostaa moottori M. Tukivarren 20 ja elektrodin välissä on eriste 22. Molemmat elektrodit ovat vesijäähdytettyjä. Katodinen elektrodi 10 eli grafiittipohja supistuu uunista ulospäin tankomaiseksi elektrodiksi, jonka ympärillä on vesijäähdytteinen elektrodin pidin 23. Tähän tulevaa jäähdy-tysvesiventtiiliä on merkitty numerolle 24.Figure 3 shows a vertical furnace 1 with a powdery material 25 inside, e.g. for melting. As in Fig. 1, reference numerals 2 to 8 describe power supply and control equipment and a temperature control system. The anodic electrode 9 extends from above close to the bottom of the furnace. The cathodic electrode 10 acts as a graphite base for the furnace, and when molten material has accumulated on the bottom of the furnace, this melt acts as a cathodic electrode. In this case too, the ionizable gas is ignited by means of the ignition unit 11. The anodic electrode 9 is supported by a support arm 20, by means of which it is also connected to the electrode transfer device 21. By means of the transfer device, the electrode can be raised and lowered. The second part of the transfer device is formed by a motor M. There is an insulator 22 between the support arm 20 and the electrode. Both electrodes are water-cooled. The cathodic electrode 10, i.e. the graphite base, shrinks outwardly from the furnace into a rod-like electrode surrounded by a water-cooled electrode holder 23. The cooling water valve which appears here is marked with the number 24.

Pyörivässä putkiuunissa on kuumennettavan materiaalin pääsy plasmatilaan estetty monin tavoin. Ensinnäkin elektrodien päät on muotoiltu (pallomainen - kovera) tätä tarkoitusta varten. Myös plasmakaasun aiheuttama paine estää materiaalin pääsyn plasmatilaan. Samoin on mahdollista käyttää hiilielektrodeja suojaavaa suojakaasua.In a rotary tube furnace, the entry of heated material into the plasma space is prevented in many ways. First, the electrode ends are shaped (spherical - concave) for this purpose. The pressure exerted by the plasma gas also prevents the material from entering the plasma space. It is also possible to use a shielding gas to protect the carbon electrodes.

Pystyuunissa on uunitilaan upotettu vain yksi elektrodi eli anodi 9, uunin grafiittipohja toimii toisena, katodisena elektrodina. Ionisoituva kaasu johdetaan tässäkin tapauksessa anodisen elektrodin läpi elektrodien väliin, ja plasma synnytetään uunin pohjalle. Lämpötilan noustessa sulatettava materiaali sulaa, ja toimii myös katodisena elektrodina uunin pohjalla. Sulan sähkönjohtavuudesta ja sulan pinnankorkeudesta riippuen voidaan anodista elektrodia nostaa. Elektrodin nosto voi olla automaattisesti kytketty virrankulutukseen. Uunin sulatettavan materiaalin täyttö tapahtuu ylhäältäpäin. Uunin yläosassa, alemmissa lämpötiloissa, sulatettava patjamateriaali voi olla jonkin verran sähköäjohtavaa, mutta sen johtokyky heikkenee lämpötilan noustessa, kunnes taas metallisulana se on sähköä-johtavaa. Uunitilassa olevan hiilielektrodin 9 sähkönjohtokyky taas kasvaa lämpötilan noustessa. Kun sähkövirta uunissa kulkee katodisesta anodiseen elektrodiin eli alhaalta ylöspäin ja sähkönjohtokyvyltään alaspäin mennessä heikkenevä patjamateriaali kulkee alaspäin, 7 64876 kulkee kaikki sähkövirta vain elektrodin kautta. Samalla vältetään patjamateriaalin tarttuminen elektrodiin. Pystyuuni soveltuu hyvin esim. pienten alkuainemäärien analyysin tekoon.In the vertical furnace, only one electrode, i.e. the anode 9, is embedded in the furnace space, the graphite bottom of the furnace acting as a second, cathodic electrode. Again, the ionizable gas is passed through the anodic electrode between the electrodes, and the plasma is generated at the bottom of the furnace. As the temperature rises, the material to be melted melts, and also acts as a cathodic electrode at the bottom of the furnace. Depending on the electrical conductivity of the melt and the surface height of the melt, the anodic electrode can be raised. Electrode lifting can be automatically connected to power consumption. The melting material of the furnace is filled from above. At the top of the furnace, at lower temperatures, the mattress material to be melted may be somewhat electrically conductive, but its conductivity decreases as the temperature rises, until again, as a metal melt, it is electrically conductive. The electrical conductivity of the carbon electrode 9 in the furnace space increases again as the temperature rises. When the electric current in the furnace flows from the cathodic to the anodic electrode, i.e. from the bottom up and by the descending mattress material of the electrically conductive conductor downwards, all the electric current passes only through the electrode. At the same time, the adhesion of the mattress material to the electrode is avoided. The vertical furnace is well suited for the analysis of small amounts of elements, for example.

Keksinnön mukainen materiaalin kuumennustapa on hyvin edullinen, kun halutaan tutkia reaktioastiassa syntyviä pääs-tökaasuja. Kun virtaplasma synnytetään reaktioastiassa, sieltä poistuvat kaasut ovat joko suoja- tai plasmakaasuja tai sitten päästökaasuja. Suoja- ja plasmakaasun määrä ja laatu tiedetään ja tästä on helppo laskea päästökaasun määrä ja koostumus.The method of heating the material according to the invention is very advantageous when it is desired to study the exhaust gases generated in the reaction vessel. When the current plasma is generated in the reaction vessel, the gases leaving it are either shielding or plasma gases or exhaust gases. The quantity and quality of the shielding and plasma gas are known and it is easy to calculate the quantity and composition of the exhaust gas from this.

EsimerkkiExample

Koelaitteistona käytettiin pyörivää uunia, jonka kierros-nopeutta voi säätää. Elektrodit työnnettiin uunin päissä olevista pyöreistä aukoista uunin sisään. Teholähteenä käytettiin kahta 16 kW:n tasasuuntaajaa, joiden jännitettä voitiin säätää 0-40 V:iin. Uuniin syötettävän virran voimakkuus oli 800 A ja jännite 20 V. Katodisen hiili-elektrodin halkaisija oli 60 mm ja anodisen 90 mm. Ano-diseen elektrodiin oli lisäksi porattu keskelle reikä, jota myöten johdettiin argonkaasua. Laitteisto on ollut koekäytössä puoli vuotta ja on täyttänyt sille asetetut vaatimukset.A rotary kiln with adjustable speed was used as the test equipment. The electrodes were inserted from the round openings at the ends of the oven into the oven. Two 16 kW rectifiers were used as the power supply, the voltage of which could be adjusted to 0-40 V. The current supplied to the furnace was 800 A and the voltage was 20 V. The diameter of the cathodic carbon electrode was 60 mm and that of the anodic 90 mm. In addition, a hole was drilled in the middle of the anodic electrode, through which argon gas was introduced. The equipment has been in trial use for six months and has met the requirements set for it.

Claims (9)

1. Sätt att upphetta ett material i en ugn genom att me-delst en joniserande gas bilda ett strömplasma mellan elektroder i materialet som skall upphettas, kanne-tecknat av att plasmats upphettningseffekt regleras genom att reglera plasmagasens strömningshastighet.1. A method of heating a material in a furnace by forming an ionizing gas between a current plasma between electrodes in the material to be heated, characterized in that the heating effect of the plasma is controlled by controlling the flow rate of the plasma gas. 2. Sätt enligt patentkravet 1, kännetecknat av att man använder likström.2. A method according to claim 1, characterized by the use of direct current. 3. Sätt enligt patentkravet 2, kännetecknat av att spänningen hos likströmmen är ca 18-24 v.3. A method according to claim 2, characterized in that the voltage of the direct current is about 18-24 V. 4. Sätt enligt patentkravet 1, kännetecknat av att plasmagasen mätäs mellan elektroderna genom ett längitudinellt hai i den anodiska elektroden och att gasens strömningshastighet regleras genom att reglera en ström-ningsventil enligt ett förutbestämt automatiskt program.4. A method according to claim 1, characterized in that the plasma gas is measured between the electrodes by a longitudinal shaft of the anodic electrode and that the flow rate of the gas is controlled by regulating a flow valve according to a predetermined automatic program. 5. Sätt enligt patentkravet 1, kännetecknat av att elektroderna dessutom skyddas genom att leda skydds-gas, säsom kväve tili elektroderna.5. A method according to claim 1, characterized in that the electrodes are additionally protected by conducting protective gas, such as nitrogen into the electrodes. 6. Anordning för upphettning av ett material i en ugn genom att medelst en joniserande gas bilda ett strömplasma mellan elektroder i materialet som skall upphettas, k ä n -netecknad av att ätminstone den ena elektroden (9, 10), fördelaktigen den anodiska (9) är ihälig, varvid plasmagasen är avsedd att ledas mellan elektroderna via den ihaliga elektroden i en mängd styrd av en strömmatnings-och regleringsanordning (2-5) och temperaturreglerings-anordning (6, 7).6. Apparatus for heating a material in a furnace by means of an ionizing gas forming a current plasma between electrodes in the material to be heated, characterized in that at least one electrode (9, 10), advantageously the anodic (9) ) is hollow, wherein the plasma gas is intended to be passed between the electrodes via the hollow electrode in an amount controlled by a current supply and control device (2-5) and temperature control device (6, 7). 7. Anordning enligt patentkravet 6, känneteck-n a d av att ändan av den ena elektroden (t.ex. 10) är koppformigt konkav och den andra (9) motsvarande konvex.7. Device according to claim 6, characterized in that the end of one electrode (eg 10) is cup-shaped concave and the other (9) corresponding convex.
FI814182A 1981-12-28 1981-12-28 SAFETY CONNECTION FOR HETTING AV ETT MATERIAL MED HJAELPAV ETT STROEMPLASMA FI64876C (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI814182A FI64876C (en) 1981-12-28 1981-12-28 SAFETY CONNECTION FOR HETTING AV ETT MATERIAL MED HJAELPAV ETT STROEMPLASMA

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI814182 1981-12-28
FI814182A FI64876C (en) 1981-12-28 1981-12-28 SAFETY CONNECTION FOR HETTING AV ETT MATERIAL MED HJAELPAV ETT STROEMPLASMA

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI814182L FI814182L (en) 1983-06-29
FI64876B true FI64876B (en) 1983-09-30
FI64876C FI64876C (en) 1984-01-10

Family

ID=8514977

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI814182A FI64876C (en) 1981-12-28 1981-12-28 SAFETY CONNECTION FOR HETTING AV ETT MATERIAL MED HJAELPAV ETT STROEMPLASMA

Country Status (1)

Country Link
FI (1) FI64876C (en)

Also Published As

Publication number Publication date
FI64876C (en) 1984-01-10
FI814182L (en) 1983-06-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4317984A (en) Method of plasma treatment of materials
US4672170A (en) Apparatus for thermochemical treatments of metals by ionic bombardment
US3147329A (en) Method and apparatus for heating metal melting furnaces
US5046145A (en) Improved arc reactor with advanceable electrode
JPH0720288A (en) Glass fusion processing method
GB2094120A (en) An electric melting furnace
KR102437050B1 (en) Melting furnace with simultaneously rotatable and movable electrode rods
PL120001B1 (en) Process for manufacturing carbon electrodes in the place of their usenaznachenija
FI64876B (en) SAFETY CONNECTION FOR HETTING AV ETT MATERIAL MED HJAELPAV ETT STROEMPLASMA
US4478628A (en) Method for controlling the level of molten material in a furnace
US3228809A (en) Method of regulating an electric glow discharge and discharge vessel therefor
US3571475A (en) Electroslag refining apparatus
EP1399284B1 (en) Plasma arc treatment method using a dual mode plasma arc torch
DE69602867D1 (en) Device and method for producing wire electrodes for EDM cutting
JPH06229677A (en) Dc arc furnace and operating method thereof
US3586613A (en) Electrolytic reduction of oxides using plasma electrodes
US4587458A (en) Controlling current density
US6137822A (en) Direct current arc furnace and a method for melting or heating raw material or molten material
JPS6364486B2 (en)
US4766598A (en) Electric arc furnace and method with coaxial current flow
US4583229A (en) Metal melting system
JPH05305422A (en) Heating method and its device
US2745891A (en) Apparatus for melting highly reactive metals
US4351057A (en) Electric installation for heating of molten metals and/or salts and solutions
US572312A (en) Electric furnace

Legal Events

Date Code Title Description
MM Patent lapsed

Owner name: OUTOKUMPU OY