Плазменные печи

Работа плазменных печей (установок плазменного нагрева) основана на использовании газоразрядной плазмы в качестве теплоносителя. Достаточная электрическая проводимость плазмы обеспечивает преобразование электрической энергии в тепловую за счет токов проводимости Ипр. подводятся ч/з электроды (кондукционний метод) или возбуждаемых переменным электромагнитным полем (индукционный метод). Т.к. создание плазмы связано с эндотермических процессов диссоциации и ионизации газов, плазма характеризуется довольно высоким енерговмист, что позволяет применять ее в энергоемких пирометаллургических процессах, в частности для плавки высоколегированных сталей и сплавов, прямого восстановления металлов из руд и получения ферросплавов.

Плазмотрон - устройство для преобразования электрической энергии источника питания в тепловую энергию струи (потока) плазмы, т.е. плазменный генератор. В зависимости от метода преобразования электрической энергии в тепловую различают плазмотроны: дуговые, индукционные (высокочастотные) и электронные (сверхвысокочастотные).

Самое большое распространение получили дуговые плазматроны, в которых вероятно достижение температуры плазмы в районе 10000 К путем сжатия столба дуги стенками канала (гидродинамический сжатия), газовым потоком (аэродинамический сжатия) или внешним магнитным полем (электромагнитное сжатия). Для получения дугового разряда возможно применить как постоянный, так и переменный ток. Стремясь получить стабильную работу плазматрона, чаще всего применяют постоянный ток во избежании обрыва дуги при переменном токе. Различают плазматроны с независимой дугой (непрямого действия) и с зависимой дугой (прямого действия). Выбор схемы работы плазмотрона зависит от назначения печи и необходимых требований по эффективности ее работы

Принцип работы плазматрона побочного действия

Принцип работы плазматрона непрямого действия применяют в тех ситуациях, когда замкнуть электрическую цепь м/у электродом плазматрона и нагревается материалом нельзя. Схема подобного плазматрона показана на рис.1. Кругом водоохлаждаемой катода 1 располагается водоохлаждаемый корпус 3. В щель м/у катодом и корпусом подают Плазмообразующий газ 2. Корпус отделяют от водоохлаждаемой сопла-анода 6 изоляционные вставки 4. Катод и анод соединяют электрической сетью 9.М/у катодом и анодом зажигается электрическая дуга 5. Дуга ионизирует Плазмообразующий газ по большей части путем термической ионизации. Конструктивное оформление электронно-анодного участка выполнено так, что дуга сжимается сравнительно холодными слоями газа и своим магнитным полем дуги. Это противодействие расширению площади дуги (как это наблюдается при свободно горящей дуге) и повышает плотность тока в дуге.

Все элементы плазматрона охлаждаются водой, потому доля тепла, которое выделяется в горящей дуге, передается системе охлаждения, в следствии чего КПД плазмотрона относительно невысок. Его возможно увеличить расходом плазмообразующего газа Qv (рис.2), хотя при этом падает средняя температура струи плазмы, выходящей из сопла плазматрона. Среднюю температуру плазмы возможно увеличить увеличением подводимой мощности P (рис.3). Нелинейность увеличение температуры при этом, прежде всего, объясняется повышением теплопроводности и излучения столба плазмы.


Другие статьи по теме:

- Металлургия как наука
- Горно-металлургический комплекс имеет хорошие перспективы для развития
- Немалые залежи железных руд есть в России
- Промышленное использование трубы
- Характеристика и размещение цветной металлургии в РФ

Добавить комментарий:
Введите ваше имя:

Комментарий:

Защита от спама - введите символы с картинки (регистр имеет значение):

В феврале украинские предприятия сократили производство чугуна на 12,1%, стали - на 12,6%, проката - на 13,7%
Уже в ближайшее время для экспортеров металлургической и химической продукции может появиться новый налог.
Украинские металлургические предприятия в январе-феврале 2012 года сократили производство стали и проката на 5% по сравнению с аналогичным периодом 2011 года.