ПЛАЗМЕННАЯ ПЛАВКА

Эффективным методом выплавки высококачественных сталей является плазменно-дуговая плавка с помощью электрической плазмы (ионизированного газа). Основным узлом в плазменно-дуговой печи является плазмотрон, состоящий из двух соосно расположенных электродов. Внутренний электрод имеет форму сопла (рис. 41). При постоянном токе внутренний электрод служит катодом, а сопло – анодом. Поток газа подается в камеру плазмотрона через сопло, выдувает дугу, которая направляется на металл. Электрический разряд между катодом и анодом ионизирует газ с образованием низкотемпературной плазмы с температурой до 30000 К. В виде факела нагретый газ с большой скоростью вырывается из сопла.

В качестве плазмообразующих газов используют двухатомные газы с высокой теплопроводностью: аргон, гелий, водород, азот, а также водяной пар. Плазменный нагрев применяется в печах с огнеупорной футеровкой (рис. 43) и с медным водоохлаждаемым кристаллизатором (рис. 44).

Форма печи с огнеупорной футеровкой по внешнему виду напоминает дуговую печь, но отличие состоит в том, что она полностью закрыта. Плазмотрон в печь входит через свод, а загрузочное окно и сливной носок имеют заслонки. Катодом служит верхний водоохлаждаемый электрод, а анодом – ванна. В подину печи заделан электрод, имеющий контакт с жидким металлом.

Дуга в плазменной печи горит стабильно без коротких замыканий и толчков тока. Плазменно-дуговые печи с огнеупорной футеровкой работают бесшумно, практически без пыле- и газовыделений, их емкость составляет от 1 до 30 т.

Особенности другой разновидности плазменно-дугового переплава заключаются в следующем. Заготовка подается в камеру печи специальным механизмом и расплавляется двумя плазмотронами. Процесс наплавления идет непрерывно, т.к. металл стекает в кристаллизатор и по мере наплавления вытягивается из него. В таких печах могут переплавляться как целые штанги, так и заготовки, набранные из прутков, мелкого профиля, листовых отходов проката. Слитки, полученные в плазменно-дуговых печах, имеют высокое качество поверхности и пониженное содержание неметаллических включений и газов.