ПЛАЗМЕННАЯ ПЕЧЬ
электрическая печь
для нагрева, плавки и металлургия. переработки металлов и сплавов, в к-рой
источником тепла служит плазма, получаемая с помощью плазматронов.
Различают
плазменнодуговые (ПДП) и плазменные высокочастотные (ПВП) печи.
Известны 2 осн. типа ПДП: подовые (или
тигельные) печи периодич. действия и печи с кристаллизатором полунепрерывного
действия. Подовая ПДП (рис. 1) по форме ванны и футеровочным материалам
не отличается от обычной дуговой печи того же назначения. Для отбора
проб по ходу плавки, замера темп-ры металла, присадки легирующих добавок,
раскислителей и шлакообразующих материалов в своде или корпусе печи имеется
одно или неск. отверстий с водоохлаждаемыми крышками. Уплотнение технологич.
отверстий обеспечивает поддержание в печи избыточного давления плазмообразующего
газа. В ПДП катодом дугового разряда постоянного тока служат катоды
одного или неск. плазматронов (чаще всего из вольфрама или спец. тугоплавкого
сплава), а анодом - обрабатываемый металл в ванне печи. Ток, проходящий
через металл, отводится установленным в подине печи т. н. подовым электродом
(как правило, водоохлаждаемым). Дуга в ПДП обдувается прямым или завихрённым
потоком инертного газа (обычно аргона); это, во-первых, стабилизирует дугу
и повышает её темп-ру до 10 000-20 000 К и, во-вторых, создаёт над выплавляемым
металлом (сплавом) нейтральную атмосферу. ПДП применяют для произ-ва особо
ответств. сталей и спец. сплавов (см. Плазменная металлургия ).
Рис. 1. Подовая плазменнодуговая печь:
1- плазматрон; 2- электрод; 3 - отверстие с крышкой.
В ПДП с кристаллизатором переплавляемые
заготовки по схеме Ин-та электросварки АН УССР располагаются вертикально
(рис. 2, я), а по схеме Ин-та металлургии АН СССР - горизонтально (рис.
2, б) с подключением к ним в случае надобности дополнит. питания
переменным током. Возможна подача вместо компактных заготовок мелкофракционного
материала. В камере печи поддерживается избыточное давление (обычно небольшое,
но возможно его повышение до неск. десятков атм). Процессом кристаллизации
слитка в ПДП можно управлять в более широких пределах по сравнению с вакуумной
дуговой и электрошлаковой печами благодаря раздельному регулированию скорости
плавления и мощности теплового потока дуги.
Для плавки газонасыщенных материалов, обеспечивающей
их дегазацию, применяют ПДП низкого давления (103- 0,10 н/м2,
или
10-2-10-6 кгс/см2); они используются
вместо более дорогих и сложных электроннолучевых печей.
В ПВП (рис. 3) плазма вследствие особенностей
устройства плазматрона не содержит частиц вещества электродов и является
более чистой; поэтому печи такого типа чаще применяют для выращивания монокристаллов
и
переработки чистых веществ.
Рис. 2. Плазменнодуговые печи с кристаллизатором:
а-вертикальное расположение заготовок, б - горизонтальное; 1 - плазматрон;
2 - переплавляемый металл.
Рис. 3. Высокочая стотная плазменная
печь: 1 - запальный электрод; 2- подача газопорошковой смеси; 3 - герметичная
камера; 4 - плазма; 5 - индуктор; 6 - выращиваемый кристалл.
Лит. см. при ст. Плазменная металлургия.
А. Г. Фридман.
А Б В Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я