203181. lajstromszámú szabadalom • Plazmaíves indukciós olvasztóberendezés
1 HU 203 181 B 2 A 2. ábrán a találmány szerinti plazmaíves indukciós olvasztóberendezésnek egy további kiviteli alakja látható, amely hasonlóképpen van kialakítva, mint az 1. ábrán bemutatott kiviteli alak, tóle csupán abban különbözik, hogy második 12 plazmaégövei van kiegészítve és ezáltal a 10 fenékelektród elhagyható, mivel ebben az esetben a 6 plazmaégó üzemi áramköre a 8 plazmaíven, a 9 fémen és a 12 plazmaégó 13 plazmaívén keresztül záródik. A 6, 12 plazmaégó optimális üzemmódjának biztosítására a berendezés lehetőséget nyújt ama, hogy a 2 induktor azon tekercsmeneteinek számát megváltoztathassuk, amelyek 14 kapcsolóelemen keresztül a 6, 12 plazmaégőkkel párhuzamosan vannak kapcsolva. Ezt a 6, 12 plazmaégők paramétereinek (pl. áram és feszültség értéke) a 2 induktor megfelelő paramétereivel való egyeztetésének szükségessége indokolja az olvasztandó 9 fém tulajdonságának az olvasztási folyamat során bekövetkezett változása során és 8, 13 plazmaívek hosszúságának változása során. A 14 kapcsolóelem alkalmazása lehetővé teszi, hogy a 4 váltóáramforrás teljesítményének kihasználási tényezőjét növeljük és a 2 induktor és a 6, 12 plazmaégők közötti teljesítmény-eloszlást - az előírt technológiai üzemmód biztosítása céljából - megváltoztassuk. A találmány szerinti plazmaíves indukciós olvasztóberendezés egy további kiviteli alakja (3. ábra) egyenárammal táplált 6 plazmaégővel vagy plazmaégőcsoporttal van ellátva. Ezen kiviteli alak lényegében hasonlóképpen működik, mint az 1. ábrán ismertetett kiviteli alak. A 3. ábrán bemutatott kiviteli alak az 1. ábrán bemutatott változattól abban különbözik, hogy a 6 plazmaégőn átfolyó váltóáram egyenirányítására szolgáló 15 egyenirányítóval van ellátva. A 15 egyenirányító bemenete a 2 induktor tekercsmeneteinek 7 részével van villamosán csatolva, míg kimenete a 6 plazmaégőre van vezetve, ezáltal egyenáramú áramkör alakul ki, amely a 15 egyenirányító negatív polaritású kimenetén (negatív sarok), a 6 plazmaégőn, a 8 plazmaíven, az olvasztott 9 fémen, a 10 fenékelektródon és a 15 egyenirányító pozitív polaritású kimenetén (pozitív sarok) keresztül záródik. A találmány szerinti berendezésnek 16 kapcsolóelemmel (4. ábra) való ellátása biztosítja, hogy a berendezés üzemeltetése akár váltóárammal, akár egyenárammal történjék. A 16 kapcsolóelem I állásában a 6 plazmaégő - a betét olvasztása során - a 15 egyenirányító kimenetére van kapcsolva, míg II állásában - az olvadék túlhevítése és/vagy frissítése során - a 2 induktor tekercsmeneteinek 7 részére van kapcsolva. A 16 kapcsolóelem n állásában a 15 egyenirányító a 6 plazmaégőtől le van kapcsolva. Abban az esetben, amikor a 6 plazmaégőn levő feszültséget növelni kell anélkül, hogy teljesítményét növelnénk, vagy amikor a 9 fémhez a 6 plazmaégőn keresztül járulékos teljesítményt kell vezetni - pl. az olvasztási folyamat gyorsítására - a plazmaíves indukciós olvasztóberendezés 17 egyenáram-forrással (5. ábra) van ellátva, amely a 6 plazmaégő egyenáramú áramkörében a 15 egyenirányítóval sorba van kapcsolva. A találmány szerinti plazmaíves indukciós olvasztóberendezés a következőképpen működik: Az olvasztandó betétanyagot az 1 tartályba (1. ábra) vezetjük. A 6 plazmaégőt a 2 induktor tekercsmeneteinek 7 részére párhuzamosan csatlakoztatjuk. A 7 rész tekercsmeneteinek számát a 6 plazmaégő, a 2 induktor és a 4 váltóáram-forrás paramétereitől függően vagy empirikus úton vagy számítások alapján határozzuk meg. A 3 kondenzátortelep szabályozható kapacitásának segítségével a 2 induktor-6 plazmaégő rendszer összreaktanciáját kompenzáljuk. Ezt követően bekapcsoljuk a 4 váltóáram-forrást és a 2 induktor segítségével megkezdjük a betétanyag felhevítését. Majd a 11 oszcillátort bekapcsoljuk, amelynek segítségével a 6 plazmaégő elektródjai között segédívet gyújtunk. Ennek során először plazmaképző gázt vezetünk a 6 plazmaégőbe. Ezután a 6 plazmaégő katódja és a betét között meggyújtjuk a 8 plazmaívet és az olvasztási folyamatot megkezdjük. Az olvasztási folyamat felgyorsítására a 2 induktort és a 6 plazmaégőt egyidejűleg helyezzük üzembe. A 8 plazmaív nagy hőmérséklete a betét gyors olvasztását, míg a 2 induktor elektromágneses mezője az olvasztott 9 fém intenzív átkeverését biztosítja, ezáltal megakadályozzuk, hogy a 9 fém a 8 plazmaív anódfoltjának helyén lokálisan túlmelegedjen. A betét első adagjának olvasztása után a 6 plazmaégőt bekapcsoljuk és újabb betétanyag adagot viszünk az 1 tartályba. Az 1 tartály betéttel való táplálása a 6 plazmaégő kikapcsolása nélkül is megvalósítható. Ezután az 1 tartályt az 5 fedéllel lezárjuk, először a segédívet, majd a 8 plazmaívet gyújtjuk meg, és az olvasztási folyamatot a teljes betétanyag maradéktalan olvadásáig folytatjuk. Az olvasztási folyamat befejezése után a fémet az olvadási hőmérséklete fölé túlhevítjük, és adott esetben frissítést is végzünk. Ez a 2 induktor és a 6 plazmaégő egyidejű üzemeltetése mellett vagy csak a 2 induktor segítségével megy végbe. Mindkét esetben a folyékony fém intenzív elektromágneses átkeverése biztosított. A 6 plazmaégő kikapcsolása (vagy a 8 plazmaív megszakadása) esetén a 2 induktor áramköre nem szakadt meg, és a 2 induktor normális üzemmódban tovább működik. További lehetőségeket biztosít a 14 kapcsolóelem (2. ábra) alkalmazása, éspedig azt, hogy az olvasztás előtt a 6, 12 plazmaégőkre a 2 induktor terecsmeneteinek szükséges számát - az olvasztandó fém paramétereinek és az olvasztás előírt technológiájának függvényében - kapcsoljuk. Az olvasztási folyamat alatt ezen menetszám változatlan maradhat. A 14 kapcsolóelem alkalmazása viszont lehetővé teszi, hogy a tekercsmenetek számának az olvasztási folyamat során való változtatásával a 2 induktor és a 6, 12 plazmaégők üzemmódját a 8, 13 plazmaívek hosszának vagy az olvasztandó 9 fémnek az olvasztási folyamat során bekövetkezett változása esetén optimalizáljuk. íly módon maximális hatásfokot és minimális fajlagos energiafogyasztást élhetünk el. Egyebekben a 2. ábra szerinti berendezés azonos módon működik, mint az 1. ábra szerinti. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 4
