RU2151987C1 - Плазменно-дуговая печь постоянного тока для плавки оксидных материалов - Google Patents
Плазменно-дуговая печь постоянного тока для плавки оксидных материалов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2151987C1 RU2151987C1 RU98118320A RU98118320A RU2151987C1 RU 2151987 C1 RU2151987 C1 RU 2151987C1 RU 98118320 A RU98118320 A RU 98118320A RU 98118320 A RU98118320 A RU 98118320A RU 2151987 C1 RU2151987 C1 RU 2151987C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- bath
- oxide materials
- melt
- arc furnace
- power
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Vertical, Hearth, Or Arc Furnaces (AREA)
Abstract
Плазменно-дуговая печь постоянного тока для плавки оксидных материалов применяется в огнеупорной промышленности для производства высококачественных плавленных порошков. Плазменно-дуговая печь постоянного тока имеет ванну, выполненную цельнометаллической в виде эллипса, по большой оси которого расположены электроды, а площадь ванны выбрана в соответствии с подводимой мощностью таким образом, чтобы обеспечить удельную мощность в расплаве на уровне 0,08-0,12 кВт/см2. Технический результат: обеспечение непрерывного процесса плавки различных оксидных материалов при высокой производительности и низких удельных энергозатратах процесса плавки. 2 ил., 1 табл.
Description
Изобретение относится к огнеупорной промышленности, а именно к печам для плавки оксидных материалов, которые используются для производства высококачественных огнеупоров.
Известны рудовосстановительные печи и, в частности дуговые печи для плавки оксидных материалов как на блок (магнезит), так и на слив (электрокорунд, муллит, бадделеито-корунд и другие на основе глинозема) (Промышленные установки электродугового нагрева и их параметры. Под общ.ред. Л. Е. Никольского. М., Энергия, 1971 г.). Все они периодического действия и имеют удельную мощность (подводимая мощность, отнесенная к площади ванны) на уровне 0,02 - 0,06 кВт/см2. Низкая удельная мощность этих печей позволяет получать низкие удельные энергозатраты на процесс плавки, но не позволяет осуществлять непрерывный процесс плавки с вытягиванием направленного блока (см. таблицу 1, п.1).
Известна индукционная печь для непрерывной плавки оксидных материалов в холодном тигле - "Кристалл-402" (Индукционный нагрев при производстве особо чистых материалов. В.М.Бындин и др. Библиотечка высокочастотника-термиста, Вып. 12. Ленинград, "Машиностроение", Ленинградское отделение, 1980 г.), Данная печь обладает очень высокой удельной мощностью 0,5 - 0,7 кВт/см2, что позволяет осуществлять непрерывный процесс плавления и, как следствие, имеет высокие удельные энергозатраты на переплав материалов (см. таблицу 1, п.2).
Известен плазменный реактор постоянного тока (Патент РФ N 2035128, H 05 B 7/22, 1995 г.). Реактор относится к плазмотронам совмещенного типа, где зона генерирования плазмы и зона переработки материалов объединены в одной дуговой камере. Он содержит водоохлаждаемую секционированную камеру, крышку с устройством для ввода сырья, два стержневых электрода диаметром 50 мм, электромагнитную систему для вытягивания дуги из-под электрода и механизм опускания блока для непрерывной плавки. Размеры камеры и подводимая мощность подобраны так, чтобы обеспечивать удельную мощность в расплаве на уровне 0,2 - 0,4 кВт/см2.
Данный плазменный реактор неплохо себя показал при непрерывной плавке кварцевого стекла за счет образования налета диэлектрического диоксида кремния на стенках камеры, однако при попытках плавки других оксидных материалов и, в частности глинозема, из-за высокой удельной мощности в расплаве и электромагнитной системы происходят пробки дуги на элементы плазменного реактора, как правило через 20 - 30 минут работы, и через несколько пробоев реактор выходит из строя и процесс наплавления приходилось прекращать. Кроме этого плазменный реактор имеет низкую производительность (по глинозему - до 60 кг/час) и высокие удельные энергозатраты на переплав (см. таблицу 1, п. 3).
Основными причинами пробоев наряду с высокой удельной мощностью в расплаве (0,2 - 0,4 кВт/см2) являлись магнитная система, вытягивающая дугу из-под электродов, и секционированная камера, что резко снижало ее магнитное влияние на стабильное горение дуги.
Целью данного изобретения является обеспечение непрерывности процесса плавки различных оксидных материалов при высокой производительности и низких удельных энергозатратах процесса плавки.
Поставленная цель достигается тем, что ванна плазменно-дуговой печи выполнена цельнометаллической в виде эллипса, по большой оси которого расположены электроды, а площадь ванны выбрана в соответствии с подводимой мощностью таким образом, чтобы обеспечить удельную мощность в расплаве на уровне 0,08 - 0,12 кВт/см2.
В заявляемой плазменно-дуговой печи вместо магнитной системы с катушками используется магнитное влияние цельнометаллической камеры, которое вызывается самим рабочим током, способствует стабилизации горения дуги на расплав и препятствует пробою на элементы реактора. Уменьшив количество секций с 12 (прототип) до 6, экспериментально установили, что количество пробоев уменьшилось, а интервал между ними увеличился до 40 - 60 минут. После этого в процессе подбора площади ванны ее изготовили из двух секций - стабильность процесса плавки возросла, а интервал между пробоями увеличился до 2 - 3 часов. Использование цельнометаллической ванны исключило пробои и обеспечило стабильность процесса плавления. Однако такой эффект, как показала практика, проявляется только при камере в виде эллипса и когда ее площадь подобрана в соответствии с подводимой мощностью таким образом, чтобы обеспечить удельную мощность в расплаве на уровне 0,08 - 0,12 кВт/см2.
На фиг. 1 представлен общий вид печи; на фиг. 2 - вид сверху.
Пример конкретного исполнения. Плазменно-дуговая печь постоянного тока имеет цельнометаллическую ванну в виде эллипса 2 с размерами 600•400 мм и площадью 2000 см2, электроды 1 имеют диаметр 100 мм и выставлены вдоль большой оси на расстоянии 80 - 100 мм. Под ними образуется ванна расплава 3, который кристаллизуется в слиток 4 и непрерывно опускается за счет механизма перемещения 5. Плавки различных оксидных материалов и, в частности глинозема, проводили на мощности 160 - 240 кВт при напряжении на электродах 120 - 140 В и токе 1,3 - 2,0 кА, что обеспечивало удельную мощность в расплаве на уровне 0,08 - 0,12 кВт/см2.
При проведении плавки глинозема на мощности ниже 160 кВт (удельная мощность в расплаве меньше 0,08 кВт/см2) снижается производительность печи ниже 80 кг/час и происходили проливы расплавленного материала, что требовало прекращения непрерывного направления.
При проведении плавки глинозема на мощности выше 160 кВт и ниже 240 кВт (удельная мощность в расплаве 0,08 - 0,12 кВт/см2) имел место непрерывный процесс плавки с производительностью 90 - 110 кг/час и удельными энергозатратами 1800 - 2000 кВтч/т (см. таблицу 1, п.4).
При проведении плавки глинозема на мощности выше 240 кВт (удельная мощность в расплаве больше 0,12 кВт/см2) производительность печи падала ниже 80 кг/час и удельные энергозатраты возрастали выше 2200 кВтч/т из-за частых пробоев на элементы печи и их быстрому выходу из строя.
Основные показатели процесса плавки глинозема на различных печах приведены в таблице.
Заявляемая печь обеспечивает непрерывный процесс плавки с производительностью в 1,5 - 1,8 больше чем прототип и одновременно имеет меньше в 1,3 - 1,5 раза удельные энергозатраты чем у прототипа.
Как показала практика, только заявляемый диапазон удельной мощности при цельнометаллической эллипсоидной ванне обеспечивает одновременно и непрерывный процесс наплавления при высокой производительности и относительно низкие удельные энергозатраты на переплав оксидных материалов.
Заявляемая печь пущена в эксплуатацию на ОАО "БКО" для плавки глинозема бадделеитового концентрата и других оксидных материалов.
Экономический эффект от ее применения составляет от 2 до 8 тыс. рублей в месяц в зависимости от переплавляемого оксидного материала.
Claims (1)
- Плазменно-дуговая печь постоянного тока для плавки оксидных материалов, включающая ванну для расплава и электроды, отличающаяся тем, что ванна выполнена цельнометаллической в виде эллипса, по большой оси которого расположены электроды, а площадь ванны выбрана в соответствии с подводимой мощностью таким образом, чтобы обеспечить удельную мощность в расплаве на уровне 0,08 - 0,12 кВт/см2.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU98118320A RU2151987C1 (ru) | 1998-10-02 | 1998-10-02 | Плазменно-дуговая печь постоянного тока для плавки оксидных материалов |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU98118320A RU2151987C1 (ru) | 1998-10-02 | 1998-10-02 | Плазменно-дуговая печь постоянного тока для плавки оксидных материалов |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2151987C1 true RU2151987C1 (ru) | 2000-06-27 |
Family
ID=20211070
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU98118320A RU2151987C1 (ru) | 1998-10-02 | 1998-10-02 | Плазменно-дуговая печь постоянного тока для плавки оксидных материалов |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2151987C1 (ru) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7678723B2 (en) | 2004-09-14 | 2010-03-16 | Carbo Ceramics, Inc. | Sintered spherical pellets |
US7721804B2 (en) | 2007-07-06 | 2010-05-25 | Carbo Ceramics Inc. | Proppants for gel clean-up |
US7828998B2 (en) | 2006-07-11 | 2010-11-09 | Carbo Ceramics, Inc. | Material having a controlled microstructure, core-shell macrostructure, and method for its fabrication |
US8063000B2 (en) | 2006-08-30 | 2011-11-22 | Carbo Ceramics Inc. | Low bulk density proppant and methods for producing the same |
US8216675B2 (en) | 2005-03-01 | 2012-07-10 | Carbo Ceramics Inc. | Methods for producing sintered particles from a slurry of an alumina-containing raw material |
RU2798804C2 (ru) * | 2021-03-01 | 2023-06-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Томский государственный архитектурно-строительный университет» (ТГАСУ) | Способ получения керамики сиалона (sialon) с помощью энергии плазмы |
-
1998
- 1998-10-02 RU RU98118320A patent/RU2151987C1/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
БОРТНИЧУК Н.И. и др. Плазменно-дуговые плавильные печи. - М.: Энергоиздат, 1981, с. 97-98. * |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7678723B2 (en) | 2004-09-14 | 2010-03-16 | Carbo Ceramics, Inc. | Sintered spherical pellets |
US7825053B2 (en) | 2004-09-14 | 2010-11-02 | Carbo Ceramics Inc. | Sintered spherical pellets |
US8216675B2 (en) | 2005-03-01 | 2012-07-10 | Carbo Ceramics Inc. | Methods for producing sintered particles from a slurry of an alumina-containing raw material |
US7828998B2 (en) | 2006-07-11 | 2010-11-09 | Carbo Ceramics, Inc. | Material having a controlled microstructure, core-shell macrostructure, and method for its fabrication |
US8063000B2 (en) | 2006-08-30 | 2011-11-22 | Carbo Ceramics Inc. | Low bulk density proppant and methods for producing the same |
US7721804B2 (en) | 2007-07-06 | 2010-05-25 | Carbo Ceramics Inc. | Proppants for gel clean-up |
RU2798804C2 (ru) * | 2021-03-01 | 2023-06-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Томский государственный архитектурно-строительный университет» (ТГАСУ) | Способ получения керамики сиалона (sialon) с помощью энергии плазмы |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3147329A (en) | Method and apparatus for heating metal melting furnaces | |
KR101699987B1 (ko) | 측벽을 통하여 가변 열교환하는 용융/응고 노 | |
US20080298425A1 (en) | Method and apparatus for melting metals using both alternating current and direct current | |
RU2151987C1 (ru) | Плазменно-дуговая печь постоянного тока для плавки оксидных материалов | |
RU2296165C2 (ru) | Способ прямого восстановления металлов из дисперсного рудного сырья и устройство для его осуществления | |
US3793468A (en) | Furnace apparatus utilizing a resultant magnetic field or fields produced by mutual interaction of at least two independently generated magnetic fields and methods of operating an electric arc furnace | |
EP1399284B1 (en) | Plasma arc treatment method using a dual mode plasma arc torch | |
GB2484209A (en) | Plasma Furnace | |
US3173981A (en) | Arch torch furnacing means and process | |
RU2315813C1 (ru) | Плазменная печь для прямого восстановления металлов | |
Kambarovich et al. | Features of the use of induction crucible furnaces for melting metals | |
US4227031A (en) | Nonconsumable electrode for melting metals and alloys | |
RU2137857C1 (ru) | Способ получения чистого ниобия | |
US3522356A (en) | Electric furnace corona melting process | |
RU2182185C1 (ru) | Способ плазменного нагрева шихты в ферросплавном производстве | |
Boulos et al. | High-Power Plasma Torches and Transferred Arcs | |
US3383450A (en) | Electric melt vessel having means for reducing cold spot areas therein | |
RU2190034C2 (ru) | Способ выплавки сплавов из оксидосодержащих материалов | |
RU2228305C2 (ru) | Способ получения специальных видов клинкеров и сопутствующих металлов из отходов производств | |
JPH01500152A (ja) | 誘導プラズマ炉 | |
RU2333438C2 (ru) | Дуговая сталеплавильная печь трехфазного тока | |
HU203009B (en) | Induction melting unit of plasma arc | |
RU2007676C1 (ru) | Плазменная печь | |
US1061016A (en) | Process of melting ferro-alloys and keeping them in liquid state. | |
SU551490A1 (ru) | Индукционна печь дл плавки окислов |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20151003 |