203181. lajstromszámú szabadalom • Plazmaíves indukciós olvasztóberendezés
1 HU 203 181 B 2 Célszerű, ha a plazmaíves indukciós olvasztóberendezés kapcsolóelemmel van ellátva, amely az induktor tekercsmeneteinek egy részével és a plazmaégővel, ill. plazmaégőcsoporttal sorba van kapcsolva. Célszerű továbbá, ha a plazmaíves indukciós olvasztóberendezés a plazmaégőn vagy a plazmaégőcsoporton átfolyó váltóáram egyenirányítására szolgáló egyenirányítóval van ellátva, amelynek bemenete az induktor tekercsmeneteinek egy részével villamosán össze van kötve, kimenete pedig a plazmaégőre, ill. plazmaégőcsoportra van csatlakoztatva, ezáltal képezve a plazmaégő, ill. plazmaégőcsoport egyenáramú áramkörét. Előnyős, ha a plazmaíves indukciós olvasztóberendezés járulékos kapcsolóelemmel van ellátva, amely az induktor tekercsmeneteinek részével, a plazmaégővel, ill. plazmaégőcsoporttal és az egyenirányítóval villamosán össze van kötve és amely a plazmaégőt ill. plazmaégőcsoportot a betét olvasztása során az egyenirányító kimenetével és az olvadék túlhevítése ill. frissítése során az induktor tekercsmeneteinek egy részével köti össze. Előnyös, ha a plazmaíves indukciós olvasztóberendezés egyenáram-forrással van ellátva, amely a plazmaégő, ill. plazmaégőcsoport egyenármú áramkörében van elhelyezve és az egyenirányítóval sorba van kötve. A találmány szerint kialakított plazmaíves indukciós olvasztóberendezésnél a plazmaív megszakadása nem vezet az induktomak a váltóáram-forrástól való lekapcsolásához, mivel a plazmaégő, ill. a plazmaégőcsoport az induktor tekercsmeneteinek egy részére párhuzamosan van kötve. Az induktor tekercsmeneteinek egy részével, valamint a plazmaégővel, ill. a plazmaégőcsoporttal sorba kapcsolt kapcsolóelem alkalmazása révén az induktor és a plazmaégő közötti előírt teljesítmény-eloszlás (pl. az olvasztandó fém tulajdonságai és az olvasztási folyamat vezérlése által előírt), és a fajlagos villamos energiafogyasztás csökkentése biztosítható, továbbá lehetővé válik, hogy az olvadék elektromágneses átkeverésének előírt üzemmódját tetszőleges teljesítményszint mellett betartsuk, ezáltal különböző tulajdonságú ötvözetek előállítása biztosítható. Ezenfelül a találmány szerinti plazmaíves indukciós olvasztóberendezésnél a plazmaégő, ill. a plazmaégőcsoport váltóárammal és egyenárammal is üzemeltethető. Ezt azzal érjük el, hogy a berendezés egyenirányítóval van ellátva, amely vagy közvetlenül vagy járulékos kapcsolóelemen keresztül az induktor tekercsmeneteinek részére és a plazmaégőre, ill. plazmaégőcsoportra van csatlakoztatva. A plazmaégőnek, ill. a plazmaégőcsoportnak az egyenirányító kimenetére való csatlakoztatása a betét olvasztása során biztosítja, hogy a betét első adatja aknaképződés mellett (a plazmaív ég és betéttel van körülvéve) gyorsan olvad, ezáltal a plazmaív teljesítménye hatékonyan (nagy hatásfokkal) átvihető a betétre és az olvasztási folyamat felgyorsul, a hőveszteség pedig és ennek következtében a fajlagos energiafogyasztás csökken. A plazmaégőnek, ill. a plazmaégőcsoportnak az induktor tekercsmeneteinek egy részére való közvetlen csatlakoztatása - amely csatlakoztatást az olvadék túlhevítése és frissítése során valósítunk meg - a fém felületének vagy a felületen képződő salak egyenletesebb felmelegítését teszi lehetővé, továbbá csökkenti a fém lokális túlhevítését és az ötvözőelemek égési veszteségét. A plazmaégő áramkörére csatlakozó egyenáram-forrás alkalmazása révén az induktor és a plazmaégő, ill. plazmaégőcsoport paraméterei jobban illeszthetők egymáshoz, aminek köszönhetően a berendezés teljesítménye növelhető. Ezenfelül - pl. lekapcsolt induktor esetén - a plazmaégők függetlenül az induktortól üzemeltethetők. A találmányt az alábbiakban kiviteli példák kapcsán a mellékelt rajzra való hivatkozással részletesebben is ismertetjük, ahol a rajzon az 1. ábrán a találmány szerint kialakított plazmaíves indukciós olvasztóberendezés egy kiviteli alakjának működési vázlata (az induktor és az olvadékot tartalmazó tartály hosszmetszetével), a 2. ábrán két plazmaégővel és kapcsolószeikezettel ellátott kiviteli alak működési vázlata, a 3. ábrán a plazmaégőn átfolyó váltóáram egyenirányítására szolgáló egyenirányítóval ellátott kiviteli alak működési vázlata, a 4. ábrán a 3. ábra szerinti kiviteli alak járulékos kapcsolóelemmel kiegészítve, és az 5. ábrán a 3. ábra szerinti kiviteli alak a plazmaégő áramkörére csatlakoztatott egyenáram-forrással kiegészítve látható. A találmány szerint kialakított plazmaíves induckiós olvasztóberendezés (1. ábra) betét olvasztására szolgáló 1 tartállyal van ellátva, amely 3 kondenzátortelepre és 4 váltóáram-forrásra csatlakoztatott 2 induktorban van elrendezve. Az 1 tartály 5 fedéllel van lefedve, amelybe legalább egy 6 plazmaégő van szerelve, amely speciális mechanizmus segítségével (az ábrán nem szerepel) függőleges irányban mozgaható. Az ismertetett kiviteli alak esetén a 6 plazmaégő villamos ívet keltő plazmatron, amely a 2 induktor tekercsmeneteinek egy 7 részével párhuzamosan van kapcsolva. Általánosan egy vagy több plazmatron vagy az 5 fedélben vagy az 1 tartály oldalfalában helyezhető el. A 6 plazmaégő üzemi áramkörében 8 plazmaívén és az olvasztandó 9 fémen keresztül történő zárásához az 1 tartály fenekébe szerelt 10 fenékelektród szolgál, amely vagy fémből van és vízzel hűtött vagy - amennyiben nem hűtött - grafitból vagy fémkerámiából van. Segédív gyújtásához (ún. tartósan égő ív) 11 oszcillátort alkalmazunk, amely a 6 plazmaégő elektródjaira van csatlakoztatva. A 6 plazmaégő áramköre a 2 induktor tekercsmeneteinek 7 részén, a 6 plazmaégőn, a 8 plazmaíven, az olvasztott 9 fémen, a 10 fenékelektródon és a 2 induktor tekercsmeneteinek 7 részén keresztül záródik. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 3
