180495. lajstromszámú szabadalom • Plazma-olvasztókemence
3 180495 4 az olvasztás során a munka jellege megkívánja, hogy a megolvasztott fémet megolvadás után azonnal kiöntsék, vagy egy olvadékkezelő berendezésbe és/vagy egy, a kívánt ötvözet beállítására szolgáló keverőbe vezessék. A 109 787 sz. NDK szabadalmi leírásban közölt megállapítás, miszerint a plazmatronokfoól kb. 150 mm távolságra a leadott energia közel 10%ra csökken, és lényegében csak a plazmatron típusától függ, az elvégzett vizsgálatok alapján nem igazolható (Rother, W., Bergmann, V., Kulessa, R., Petzold, G. : A plazmaív energiamérlege, XIX. Nemzetközi Tudományos Kollókvium, TH Ilmenau, 1974., Heft. 2., 65—70. old.). Itt a plazmaív energialeadásának alapvetően téves feltételezéséből indultak ki. Ennek megfelelően hiányzik minden reális alap a fenti, a plazmaív energ, ialeadásáról szóló feltételezés nyomán kialakított kemenoegeometriából. Az ismert plazma- olvasztókemencék további hátránya abban áll, hogy a szükségszerűen nagy hulladékadag-magasságaknál, melyek a plazmaívhossz nagyságrendjében vannak, nem érhető el a plazmaív stabil égése a hulladékadagban. A plazmaív nagyon kiegyensúlyozatlanul ég és saját mégneses mezejének fúvóhatása nyomán gyakran elfúvódik. Végül pedig a fémek folyamatos olvasztásához alkalmas, ismert plazma-olvasztóberendezések további hátránya abban áll, hogy nem rendelkeznek olyan berendezésekkel, melyek megakadályozzák a hulladékokra tapadt idegen anyagok, mint pl. nedvesség, olaj, szennyeződés, por, stb. bejutását az olvasztott fémbe. Ezek az idegen anyagok erősen rontják az olvasztott fém minőségét. A találmány elé kitűzött cél olyan plazmaolvasztókemence kifejlesztése, amellyel a fémkinyerés növelhető az olvasztott fém minőségének egyidejű minőségjavítása mellett. A találmány által megoldandó feladat abban áll, hogy egy olyan, fémek olvasztására alkalmas plazma-olvasztóberendezést hozzunk létre, különösen előkészített könnyúfémhulladékok részére, amely egyetlen olvasztóedényből áll, megfelel a beolvasztandó anyagok szerkezeti tulajdonságainak, és a plazmaív leolvasztható jellegű viselkedésének, biztosítja a beolvasztandó fémnél az optimális energiabevitelt és egyidejűleg minimálisra csökkenti az olvasztott anyagba jutó, nyersanyagon megtapadt idegen anyagok bejutását. A találmány szerint a feladatot azáltal oldjuk meg, hogy a plazmaégő(k)ből kiinduló plazmaívek úgy vannak elrendezve, hogy a plazmaív (ek) talppontja(i) a fémhulladékkúp kemenceiszapba való átmenetének tartományára irányulnak. Elhelyezésük a plazma-olvasztókemence hossztengelyében függőlegesen vagy a függőlegessel 0 és 60° közötti szöget bezáróan történik. Több plazmaégő alkalmazásánál ezeket az olvasztott anyag mozgatása érdekében, amely az olvasztási sebesség további növelését szolgálja, továbbá a nagyobb hőmérséklet-különbségek megszüntetéséhez vezet, a plazma-olvasztó'kemonoe hossztengelyére merőleges tengely mentén, függőlegesen vagy a függőlegessel 0 és 60° közötti szöget bezáró módon állítjuk be. A kemenceiszapban az egyenletes fémhőmér- 5 séklet eléréséhez és az olvasztási sebesség növeléséhez egy elektromágneses keverőszerkezetet helyezünk el közvetlenül a plazmaív talpponti tartománya alatt. Az olvasztandó anyagra való energiaátvitel a plazmaívoszlop fémhulladékkúp- 10 ra irányuló sugárzása, a plazmaív talpponti tartományában a kemenoaiszapra irányuló hővezetés és konvekció, az erősen felhevített folyékony kemenoeiszapnak a plazmaív talpponti tartományából az elektromágneses keverőszerkezet se- 15. gítségével a hulla dékikúphan és az aknában az ömlesztett hulladékon áthaladó plazmagáz konvékoiója által jön létre. A H aknamagasság a D aknaátmérőhöz képesti aránya egy ismert kád alakú olvasztó- 20 edényre felszerelt ismert aknánál nagyobb mint egy, vagy azzal egyenlő. A találmányt részletesebben rajz alapján ismertetjük, amely a találmány szerinti plazmaolvasztókemence példakénti kiviteli alakját tünteti fel. A rajzon az 1. ábra a plazma-olvasztókemence hosszmetszete; a 2. ábra az 1. ábrán látható plazma-olvasztókemenoe B—B vonal szerinti keresztmetszedU te; a 3. ábra az 1. ábrán látható plazma-olvasztókemenoe C—C vonal szerinti metszete. Amint az az 1. ábrán látható, a találmány sze- 35 rinti plazma-olvasztókemenoe önmagában ismert, kád alakú 1 olvasztóedényből áll, arra felhelyezett függőleges vagy a függőlegeshez képest enyhén megdöntött 2 aknával. A H aknamagasság D aknaátmérőhöz viszonyított aránya 40 nagyobb mint egy, vagy azzal egyenlő. A plazma-olvasztókemencét a 2 akna felső végénél levő gáztömör 3 adagolóberendezés tölti fel folyamatosan vagy kvázifolyamatosan a 4 olvasztandó anyaggal. A kemenoetérben kialakuló 5 45 fémhulladékikúp 6 kemenoeiszapba megy át. A 7 p^azmaégőík) úgy van(nak) elrendezve, hogy a 8 plazmaív(ek) talpontja(i) az 5 fémhulladékkúp 6 kemenceiszapba való átmenetének tartományába essenek. Ezáltal a plazmaív közvetlen 50 tartományába eső hulladékadag-magasságok csekélyek, miáltal a 8 plazmaívek nyugodt és stabil égése érhető el. A 7 plazmaégők függőlegesen vagy a függőlegessel 0 és 60° között xí szöget bezáró módon, a hossztengely mentén van- 55 nak elrendezve. Amint azt a 2. ábra mutatja, több 7 plazmaégő alkalmazása esetén ezek elrendezhetők a hossztengelyre merőleges tengely mentén, a függőlegessel 0 és 60° közötti oío szöget bezáró mó- 60 dón, és a 3, ábra szerint a plazma-olvasztókemence hossztengelyével 0 és 90° közötti oc 3 szöget bezáró módon. A 7 plazmaégők ferde felszerelése révén a 8 plazmaívek kinetikus energiája következtében a fémfürdő mozgatását érjük el, 65 ami jz olvasztási sebesség növekedéséhez és na-2