INDUCTION PLASMA ANLAGE

Abstract

 Induktionaplaamaaniage, bei der ein Einsatzachmelzgefäß (1) in einem Induktor (2) angeordnet ist, dessen Windungsteil in Form einer ersten Wicklung (7) ausgeführt ist, zu dem ein Plasmatron 6 oder eine Gruppe von miteinan-

Beschreibung

Technisches Gebiet

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf Elektrosohmelzaniagen und betrifft insbesondere eine Induktionaplasmaanlage.

Zugrundeliegender Stand der Technik

[0002] Das gestiegene Bedürfnis der Industrie, insbesondere der Maschinenbauzweige nach komplexlegierten und Edelstlhlen und Legierung stellt an die Ausrüstung zur Durchführung des Schmelzvorganges und der technologischen Metallbeerbeitung hohe Anforderungen.

[0003] Im Gießereibetrieb und Hüttenprozeß wurden Induktionsschmelzanlagen, die durch intensive elektrodynamische Durchmischung der Schmelze im Schmelztiegel die Erzeugung von Metall mit volumengleichmaßiger Temperatur und homogener chemischer Zusammensetzung ermöglichen, weitestgehend verbreitet. Diese Anlagen sind zum Umschmelzen des Einsatzes (darunter auch der Abfallstoffe) sowie zum Überhitzen und Abstehenlassen der Schmelze geeignet. Es ist jedoch praktisch unmöglich, wegen der Tieftemperatur der sich bildenden aktiven Schlacken (Flußmittel) eine aktive hüttenmännische Behandlung des Metalls in einer Induktionsanlage durchzuführen.

[0004] Eine beträchtliche Qualitätsverbesserung des Schmelzgutes wird durch Induktionsplasmaanlagen ermöglicht, die in einem Aggregat zwei Erwärmungsquellen (Induktions- und Plasmaerwärmungsquelle) vereinigen und Vorteile beider Erwärmungsarten ausnutzen. Sie bieten die Möglichkeit, durch Vorhandensein einer "Warmschlacke" eine aktive technologische Behandlung des Metalls durchzuführen, den Gehalt an Gasen, nichtmetallischen Einschlüssen und schädlichen Beimischungen wesentlich zu vermindern sowie die Schmelzzeit bedeutend zu verkürzen und den Energieverbrauch zur Erzeugung einer Tonne Metall herabzusetzen. Bei diesen Anlagen wurden günstige Bedingungen zum Umsehmelzen und Reduzieren von Erz- und Erennstoffpelleten geschaffen. Durch die Kombination von zwei Erwärmungsarten wird ebenfalls eine wesentliche Erhöhung der spezifischen Leistung und der Kapazität der Anlage ermöglicht.

[0005] So ist eine Induktionsplasmaanlage bekannt (SU-Urheberschein 462 320, bekanntgemacht im Blatt "Entdeckungen, Erfindungen, Geschmacksmuster, Warenzeichen", Nr.8, 1975), die ein Einsatzschmelzgefäß, das in einem an eine Kondensatorenbatterie und eine Wechselstromquelle angeschlossenen Induktor angeordnet ist, und mindestens ein Plasmatron enthält, das mit dem Induktor elektrisch gekoppelt, insbesondere in Reihe damit geschaltet ist.

[0006] Die beschriebene Anlage ist durch geringe Kapazität gekennzeichnet, und darin kann keine hohe Qualität des Schmelzgutes erreicht werden, weil der Stromkreis des Induktors bei zufälligem Abreißen des Plasmalichtbogens (z.B. wegen minderwertigen Einsatzes) oder bei Abschaltung des Plasmatrons, die durch die Anforderungen der technologischen Führung verursacht wurde, unvermeidlich unterbrochen wird, was zur Abschaltung des Induktors von der Quelle und zur Unterbrechung des technologischen Schmelzvorganges führt. Bei der erwähnten Anlage gibt es praktisch keine Möglichkeit der unabhängigen Regelung des elektrischen Betriebszustandes vom Induktor und Plasmatron. Somit besteht keine Möglichkeit, zielstrebig auf den Verlauf des technologischen Prozesses und die Qualität des Scbmelzgutes einzuwirken.

[0007] Bekannt ist ebenfalls eine Induktionsplasmaanlage (PCT/SU-Anmeldung 86/00048 vom 29.05.86), die ein EinsatzschmelzgefäB, das in einem an eine Kondensatorenbatterie und eine Wechselstromquelle angeschlossenen Induktor angeordnet ist, und ein Plasmatron oder eine Gruppe von elektrisch untereinander gekoppelten Plasmatronen enthält, die zu einem Teil der Induktorwindungen parallelgeschaltet ist.

[0008] Bei dieser Anlage ist eine Unterbrechung den Induktorstromkreises bei zufälligem Abreißen des Plasmalichtbogens oder Abschaltung des Plasmatrons ausgeschlossen, es besteht die Möglichkeit, die Leistung zwischen Induktor und Plasmatron im Schmelzvorgang neuzuverteilen. Das gestattet, die Kapazität der Anlage zu erhöhen und Bedingungen für die Qualitätsverbesserung des Metalls zu schaffen.

[0009] Die Leistungsregelung des Plasmatrons erfolgt jedoch bei dieser Anlage durch Kommutierung eines Windungsteils des durch das Plasmatron überbrückten Induktors mit Hilfe eines Sonderschaltelementes. Dadurch wird die Regelungsmöglichkeit begrenzt, weil es bei einer realen Anlage Winduagazahl schwierig ist, eine ausreichende umsohaltbare Winduagazahl zu gewährleisten, man benötigt zusätzliche Starkstrom-Schaltgeräte und deren Standort, in den Anzapfungen des Induktors treten zusätzliche elektrische Verluste auf, was letzten Endes zur Senkung des Wirkungsgrades, zur nicht vollen Ausnutzung der installierten Leistung der Wechselstromquelle und jeweils zum Leistungsabfall der Anlage fühnt.

[0010] Die begrenzten Regelungsmöglichkeiten der Plasmatronleistung, der wechselseitige Zusammenhang der Betriebszustände von Plasmatron und Induktor sowie deren Abhän,- gigkeit von den Eigenschaften und dem Zustand des Einsatzgutes, die durch starre elektrische Kopplung der Induktor- und Plasmatronstromkreise bedingt sind, gestatten nicht, die technologischen Möglichkeiten der Anlage im Rahmen der Qualitätsverbesserung des Schmelzgutes in vollem Maße zu realisieren.

Offenbarung der Erfindung

[0011] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Induktionsplasmaanlage mit solcher konstruktiven Ausführung des Induktors und dessen solchem Anschluß an eine Vechselstromquelle und ein Plasmatron oder eine Plasmatrongruppe zu entwickeln, die eine Erweiterung des Leistungsregelbereichs eines Plasmatrons oder einer Plasmatrongruppe ermöglicht.

[0012] Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelost, daß bei einer Induktionsplasmaanlage, die ein Einsatzschmelzgefäß, das in einem an eine Kondensatorenbatterie und eine Wechselstromquelle angeschlossenen Induktor angeordnet ist, und ein Plasmatron oder eine zu einem Windungsteil des Induktors parallelgeschaltete Gruppe von miteinander elektrisch gekoppelten Plasmatronen enthält, erfindungsgemäß jener Teil der Induktorwindungen, zu dem das Plasmatron oder die Plasmatrongruppe parallelgeschaltet ist, in Form einer ersten Wicklung und die restlichen Windungen in Form einer zweiten Wecklung ausgebildet sind, die gegen die erste Wicklung elektrisch isoliert und an die Kondensatorenbatterie und Wechselstromquelle angeschlossen ist.

[0013] Es ist zweckmäßig, wenn bei der Induktionsplasmaanlage die erste Induktorwicklung relativ zur zweiten Wicklung in einer auf deren Achse senkrechten Richtung verschiebbar angeordnet ist.

[0014] Es ist von Nutzen, wenn bei der Induktionsplasmaanlage die zweite Wicklung des Induktors wenigstens teilweise von seiner ersten Wicklung umfaßt wird.

[0015] Es ist von Vorteil, wenn bei der Induktionsplasmaanlage die erste Wicklung des Induktors relativ zu seiner zweiten Wicklung axialverschiebbar angeordnet ist.

[0016] Es ist vernünftig, wenn bei der Induktionsplasmaanlage der Induktor mit einem Magnetleiter versehen und seine zweite Wicklung aus zwei Teilen ausgeführt ist, von denen der eine zusammen mit der ersten Induktorwicklung an diesem Magnetleiter angebracht und gegen den anderen Teil der zweiten Induktorwicklung magnetisch isoliert ist.

[0017] Es ist auch zweckmäßig, daß die Induktionsplasmaanlage eine zusätzliche Kordensatorenbatterie mit regelbarer Kapazität aufweist, die mit der ersten Wicklung des Induktors oder dem am Magnetleiter angebrachten Teil seiner zweiten Wicklung elektrisch gekoppelt ist.

[0018] Die Induktionsplasmaanlage gestattet es, den Leistungsregelbereich eines Plasmatrons oder der Plasmatrongruppe zu erweitern, wodurch die Kapazitätserhöhung der Anlage und Qualitätsverbesserung des Schmelzgutes gesichert wird.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

[0019] Nachstehend wird die Erfindung an Band konkreter Ausführungabeispiele und der beigefügten Zeichaungen näher erläutert; es zeigen

Fig. 1 ein Funktionsschaltbild der erfindungsgemässen Induktionsplasmaanlage (Induktor und Einsatzschchmelzgefäß sind im Längsschnitt dargestellt);

Fig. 2 dito wie in Fig. 1 mit zwei Plasmatronen und einer Vorrichtung zum Verstellen der ersten Wicklung in einer auf die Achse der zweiten Wicklung senkrechten Richtung, gemäß der Erfindung;

Fig. 3 dito wie in Fig. 1 mit der ersten Wicklung, die die zweite teilweise umfaßt und mit einer Vorrichtung zur Axialverschiebung relativ zur ersten Wicklung versehen ist, nach der Erfindung;

Fig. 4 dito wie in Fig. 1 mit einer zweiten zweiteiligen Wicklung und einer zusätzlichen, mit der ersten Wicklung elektrisch gekoppelten Kondensatorenbatterie, nach der Erfindung;

Fig. 5 dito wie in Fig. 4 mit einer mit einem der Teile der zweiten Wicklung elektrisch gekoppelten Kondensatorenbatterie, nach der Erfindung.

Bevorzugte Ausführungsform der Erfindung

[0020] Die Induktionsplasmaanlage enthält ein in einem Induktor 2 angeordnetes Einsatzschmelzgefäß (Fig. 1) sowie eine Kondensatorenbatterie 3 und eine Wechselstromquelle 4. Am Deckel 5 des Gefäßes 1 ist ein Plasmatron oder eine Plasmatrongruppe, bei der zu beschreibenden Ausführungsform ein Lichtbogenplasmatron 6 höhenverstellbar angeordnet. Das Plamatron 6 ist zu einem Teil der Windungen des Induktors 2, die eine erste Wicklung 7 bilden, welche mittels Zwischenlagen 8 aus Dielektrikum gegen die restlichen Windungen des Induktors 2 elektrisch isoliert ist, die eine zweite, an die Kondensatorenbatterie 3 und Wechselstromquelle 4 angeschlossene Wicklung 9 bilden, parallelgeschaltet.

[0021] Auf dem Boden des Gefäßes 1 ist eine Bodenelektrode 10 angeordnet, die zum SchlieBen des Arbeitsstromkreises des Plasmatrons 6 über Plasmalichtbogen 11, niederzuschmelzenden Einsatz 12 und Schmelzgut 13 bestimmt. Je nach der Zusammensetzung des Einsatzes 12 und Auskleidungsart kann die Bodenelektrode 10 metallisch, mit Wasser oder einem anderen KÜhlmittel gekühlt, graphitisch oder keramometallisch ausgeführt werden.

[0022] Der Hilfsbogen wird mit Hilfe eines an die Kathode 15 und Düse 16 des Plasmatrons 6 angeschlossenen Oszillators 14 gezündet. Der Hauptstromkreis des Plasmatrons 6 wird durch folgende Elemente - erste Wicklung 7 des Induktors, Plasmatron 6, Plasmalichtbogen 11, niederzuschmelzenden Einsatz 12, Schmelzgut 13, Bodenelektrode 10, erste Wicklung 7 des Induktors 2 - gebildet.

[0023] In jenen Fällen, daß die Ausnutzung der Bodenelektrode unerwünscht ist, z.B. bei Anlagen zur Außerofen-Stahlbehandlung, ist eine im wesentlichen der oben beschriebenen ähnliche AusfÜhrungsform der Induktionsplasmaanlage möglich. Der Unterschied besteht darin, daß die Anlage ein zweites, mit dem Plasmatron 6 in Reihe geschaltetes Plasmatron 17 (Fig. 2) enthält. Dabei wird der Hauptstromkreis über durch das Plasmatron 6 erzeugten Plaamalichtbohen 18 des Plasmatrons 17 geschlossen.

[0024] Zur Gewährleistung der Regelung des Betriebszustandes der Plasmatrone 6, 17 und der Durchmischungsverhältnisse des Schmelzgutes 13 enthält die Anlage eine Vorrichtung 19 zum Verstellen der ersten Induktorwicklung relativ zur zweiten Wicklung in einer auf ihre Achse senkrechten Richtung. Bei der zu beschreibenden Ausführungaform enthält die Vorrichtung 19 eine an einem Geh_lu-se 21 befestigte Mutter 20 und eine mit einem Drehantrieb 23 und der Wicklung 7 verbundene Schraube 22.

[0025] Zur Verstärkung der magnetischen Kopplung zwischen den Wicklungea ? und 9 umfaßt die Wicklung 7 (Fig. 3) mindestens teilweise die Wicklung 9 und ist mit einer Vorrichtung 24 zur Axialverschiebung relativ zur zweiten Wicklung versehen, was die Regelung des elektrischen Betriebszustandes des Plasmatrons 6 innerhalb weiter Grenzen ermöglicht. Die Vorrichtung 24 ist der Vorrichtung 19 ähnlich ausgeführt.

[0026] Bei der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform ist der Induktor 2 mit einem Magnetleiter 25 versehen, und seine zweite Wicklung 9 besteht aus zwei Teilen 9' und 9". Der Teil 9' der Wicklung 9 ist gemeinsam mit der ersten Wicklung 7 des Induktors 2 an diesem Magaetleiter 25 angeordnet und gegen den anderen Teil 9" magnetisch isoliert. Bei der zu beschreibenden Ausführungsform befindet er sich in einem beträchtlichen Abstand, der eine magnetische Wechselwirkung ausschließt.

[0027] Außerdem enthält die Anlage eine Kondensatorenbatterie 26 mit regelbarer Kapazität, die mit der ersten Wicklung ? des Induktors 2 oder dem am Magnetleiter 25 befindlichen Teil 9' (Fig. 5) seiner zweiten Wicklung 9 elektrisch gekoppelt ist. Je nach der Spannung der Wechselstromspannung 4 und dem Widerstand der Teile 9', 9" der Wicklung 9 können dabei die Teile 9' und 9" der zweiten Wicklung 9 des Induktors 2 untereinander parallel wie in Fig. 4 oder in Reihe wie in Fig. 5 geschaltet werden.

[0028] Die Induktionsplasmaanlage arbeitet wie folgt. Das Gefäß 1 (Fig. 1) wird mit dem niederzuschmelzenden Einsatz 12 beschickt und mit dem Deckel 5 verschlossen. Die Wicklung 9 des Induktors 2 wird an die Kondensatorenbatterie 3 und die Wechselstromquelle 4 angeschlossen. Das Plasmatron 6 wird mit der ersten Wicklung 7 pera_llelge- schaltet,die mit Hilfe der Zwischenlagen 8 aus Dielektrikum gegen die zweite Wicklung 9 des Induktors 2 elektrisch isoliert ist.

[0029] Es wird die Wechselstromquelle 4 eingeschaltet und der induktive Gesamtwiderstand des elektromagnetischen Systems, bestehend aus zweiter Wicklung 9 des Induktors 2, erster Wicklung 7 und Plasmatron 6 sowie AnschluBschienen und -kabeln (in der Zeichnung nicht dargestellt) mit Hilfe des regelbaren Lapazitätsteils der Kondensatorenbatterie 3 ausgeglichen. Durch Spannungserhöhung wird mit dem Burchwärmen des in das Gefäß 1 eingegebenen Einsatzes 12 mit mit Hilfe der zweiten Wicklung 9 des Induktors 2 induzierten Wirbelströmen begonnen. Es schaltet sich der Oszillator 14, mit dessen Hilfe ein Hilfsbogen zwischen der Kathode 15 und der Düse 16 des Plasmatrons 6 gezündet wird. Vorläufig wird das plasmabildende Gas (als Regel selbsttätig) dem Spalt zwischen der Kathode und der Düse 16 zugeführt. Danach wird der Hauptlichtbogen 11 zwischen der Kathode 15 des Plasmatrons 6 und dem Einsatz 12 gezündet, der mit der Anode (Bodenelektrode 10) über das Schmelzgut 13 oder unmittelbar (zu Beginn des Schmelzens) in elektrischem Kontakt steht.

[0030] Um den Schmelzvorgang zu beschleunigen, wird er bei der gleichzeitigen . Arbeit des Induktors 2 und des Plasmatrons 6 durchgeführt. Unter solchen Bedingungen schmilzt der Einsatz 12 schnell unter der Einwirkung der Hochtemperatur des Plasmalichtbogens 11, und das entstehende Schmelzgut 13 wird durchgemischt und mit Hilfe der zweiten Wicklung 9 des Induktors 2 zusätzlich vorgewärmt.

[0031] Nach dem Erschmelzen des ersten Beschickungssatzes wird das Plasmatron 6 ausgeschaltet, der Deckel 5 abseits geführt, in das Gefäß 1 ein zweiter Beschickungssatz eingegeben. Es ist dabei erwünscht, das Gefäß 1 maximal zu beschicken. Das Gefäß 1 wird mit dem Deckel 5 verschlossen, der Hilfsbogen und dann auch der Hauptlichtbogen 11 gezündet, und das Schmelzen geht bis zum vollständigen Abschmelzen des beschickten Einsatzes 12 weiter.

[0032] Nach Abschluß des Schmelzvorganges wird das Schmelzgut 13 gegebenenfalls überhitzt und, falls im Fertigungsverfahren vorgesehen, raffiniert und legiert. Dabei können die Legierungselemente in das Gefäß 1 eingegeben werden, ohne daß der Deckel 5 abgenommen und das Plasmatron 6 ausgeschaltet werden muß. Die technologische Behandlung der Schmelze kann sowöhl beim Anschluß nur der zweiten Wicklung 9 des Induktors 2 als auch beim Gemeinschaftsbetrieb des Induktors 2 und des Plasmatrons 6 erfolgen. Im letztgenannten Fall können sich an der Oberfläche des Schmelzgutes aktive Schlacken (Flußmittel) bilden, mit deren Hilfe die metallurgischen Vorgänge in dem "Metall-Schlacke"-System unter der Einwirkung der Hochtemperaturen des Plasmalichtbogens 11 wesentlich intensiviert, die Hochreinigung des Metalls von schädlichen Geimischungen erreicht, die Dünnflüssigkeit der Schlacken betrachtlich verbessert werden.Als das trägt zu einer wesentlichen Qualitätsverbesserung des Schmelzgutes bei und erleichtert den Schlackenabzug aus dem Gefäß 1.

[0033] Durch die erfindungsgemäße Ausführung des Induktors 2 wird außerdem der unerwünschte willkürliche Einfluß des Stromkreises des Plasmatrons 6 auf den des Induktors 2 und die Wechselstromquelle 4, darunter auch bei eintretender rapider Änderung der Brennverhältnisse des Plasmalichtbogens 11 wesentlich herabzumindern, weil bei der Anlage diese Stromkreise untereinander nicht "starr" (elektrisch), sondern "weich" (magnetisch) gekoppelt sind. Dadurch wird die Betriebszuverlässigkeit und Sicherheit der Anlage erhöht, weil das Plasmatron 6 eine Spannung, die nur durch stabilde Brennverhältnisse des Plasmatlichtbogens gegeben ist, und nicht die Spannung der Wechselstromquelle 4 führt .

[0034] Die Anlage bietet die Möglichkeit, die Betriebszustände des Induktors 2 und des Plasmatrons 6 zu stabiliseiren sowie den Betriebszustandregelbereich des Plasmatrons 6 zu erweitern.

[0035] Die Wirkungsweise der in Fig. 2 dargestellten Induktionsplasmaanlage ist der der oben beschriebenen ähnlich. Ein Unterschied besteht darin, daß bei der Anlage die erste Wicklung 7 des Induktors 2 mit Hilfe der Einrichtung 19 relativ zur zweiten Wicklung 9 in einer zur Achse der Wicklung 9 senkrechten Richtung verschiebbar ausgeführt ist. Durch Drehen der Schraube 22 von dem Antrieb 23 erfolgt ihre hin- und hergehende Bewegung in der Mutter 20 gemeinsam mit der Wicklung 7.

[0036] Die bei dieser Bewegung erzeugte Asymmetrie des Magnetfeldes im Oberteil des Gefäßes 1 führt zu solcher Wechselwirkung zwischen den Plasmalichtbögen 11, 18 und dem Magnetfeld, bei der sie gleichsam gewendelt werden. Dabei nehmen ihre Länge und ihr Wirkungsquerschnitt merklich zu, was zur Änderung des elektrischen Betriebszustandes (zum Spannungsanstieg) der Plasmatrone 6, 17 und zur Flächenvergrößerung der Anodenbrennflecke am Speigel des Schmelzgutes 13 führt. Damzufolge wird die Oberfläche des Schmelzgutes 13 weniger konzentriert und somit gleichmäßiger erwärmt, seine Überhitzung geht zurück, die Schmelzverluste und Legierungselemente werden erspart. Letzten Endes wird also die Metallqualität besser. Die Asymmetrie des Magnetfeldes führt ebenfalls zur Änderung der Umlaufart der Schmelze im Gefäß 1 und zur Intensivierung von physikalisch-chemischen Vorgängen an der Grenze "Metall-aktive Schlacke", was auch zur Qualitätsverbesserung des Schmelzgutes beiträgt.

[0037] Der Betriebszustand der Plasmatrone 6, 17 hängt in hohem Grad von der Große der mganetischen Kopplung zwischen den Wicklungen 7 und 9 ab,die durch ihre gegenseitige Anordnung gegeben ist. Durch die Ausführung des Induktors 2 (Fig. 3), bei der seine Wicklung 7 mindestens teilweise die Wicklung 9 umfaßt, wird die Einstellung des erforderlichen Betriebszustandes des Plasmatrons durch Auswahl der Lage der Wicklung 7 relativ zur Wicklung 9 und deren Sicherung in dieser Lage ermöglicht J mehr dabei die Wicklung 7 die Wicklung 9 umfaßt, desto stärker ist die magnetische Kopplung und höher die Spannung an der Wicklung 7 und dem Plasmatron 6 unter sonst gleichen Bedingungen. Das bietet die Möglichkeit, das Leistungsverhaltnis zwischen dem Induktor 2 und dem Plasmatron 6 beispielsweise je nach der Art des Schmelzgutes rationell auszuwählen.

[0038] Die Ausrüstung dieser Anlage mit der Verstellvorrichtung 24 bietet die Möglichkeit, die Spannung am Plasmatron 6 und dementsprechend seine Leistung durch axiale Verschiebung der Wicklung 7 relativ zur Wicklung 9 während des Schmelzens zu ändern. Dadurch wird eine Änderung des Betriebszustandes des Plasmatrons 6, wenn nötig, ohne Leistungsänderung am Induktor 2 erreicht. Auf diese Weise wird die Leistung der Wechselstromquelle 4 zwischen dem Induktor 2 und dem Plasmatron 6 innerhalb weiter Grenzen neuverteilt.

[0039] Die Spannungszunahme am Plasmatron 6 führt zum Anstieg seiner Leistung und somit zur Kapazitätssteigerung der Anlage. Gleichzeitig nimmt die Temperatur im Bereich des Plasmalichtbogens 11 zu, was von Gas und schädlichen Beimischungen begleitet wird und zur Dissoziation von nichtmetallischen Einschlüssen beiträgt.

[0040] Weitere Kapazitätssteigerung der Anlage wird bei den in Fig. 4 und 5 dargestellten AusfÜhrungsformen erreicht. Aufgrund der Regelbarkeit der magnetischen Kopplung zwischen dem Teil 9' der zweiten Weicklung 7, die am gemeinsamen Magnetleiter 25 angeordnet sind, und somit der Regelbarkeit der Leistung und Temperatur des Plasmalichtbogens 11 läßt sich im einzelnen eine Möglichkeit finden, einen intensiven Verlauf der physikalisch-chemischen Vorgänge in der Schmelze und an der Grenze "Metall-Schlacke" zu sichern. Durch die vom Betrieb des Plasmatrons 6 unabhängige elektromagnetische Durchmischung der Schmelze, die mit dem gegen den Teil 9' magnetisch isolierten Teil 9" der zweiten Wicklung 9 gewährleistet wird, besteht gleichzeitig damit die Möglichkeit, die Stoffaustausch- vorgänge im Metall zu intensivieren. Durch Nichtvorhandensein der magnetischen Kopplung wird die Unabhängigkeit des Betriebszustandes des Plasmatrons 6 von der Änderung der Eigenschaften des Einsatzgutes beim Schmelzen (Verlust der magnetischen Eigenschaften des Einsatzes, Änderung des spezifischen elektrischen Widerstandes mit dem Temperaturanstieg des Metalls, Änderung des Aggregatzustandes des Einsatzgutes) gewährleistet. Das gestattet, im laufe des ganzen Schmelzvorganges den Optimalbetriebszustand des Plasmatrons 6 aufrechtzuerhalten, um die Kapazität der Anlage zu steigern und die Qualität des Schmelzgutes zu verbessern.

[0041] Der Optimalbetriebszustand des Plasmatrons 6 wird ebenfalls durch die Kapazitätsregelung der Kondensatorenbatterie 26 realisiert, die bei gleichbleibender Spannung der Vechselstromquelle 4 die Spannung am Plasmatron 6 zusätzlich um 10 bis 15% und somit die Kapazität der Anlage zu erhöhen gestattet.

Gewerbliche Anwendbarkeit

[0042] Die Induktionsplasmaanlage ist zum Schmelzen und zur technologischen Behandlung von hochwertigen Eisen-und Nichteisenmetallen und -legierungen im Hüttenwesen und Gießereibetrieb bestimmt.

Ansprüche

1. Induktionsplasmaanlage, die ein Einsatzaphmalzgefäß (1), das in einem an eine Kondensatorenbatterie (3) und eine Wecheelstromquelle (4) angeschlossenen Induktor (2) angeordnet ist, und ein Plasmatron (6) oder eine mit einem Windungsteil des Induktors (2) parallelgeschaltete Gruppe von miteinander elektrisch gekoppelten Plasmatronen (6, 17) enthält, dadurch gekenn-zeichnet, daß jener Windungsteil des Induktors(2), zu dem das Plasmatron (6) oder die Plasmatrongruppe (6, 17) parallelgeschaltet ist, in Form einer ersten Wicklung (7) und die restlichen Windungen in Form einer zweiten Wicklung (9) ausgebildet sind, die gegen die erste Wicklung (7) elektrisch isoliert und an die Kondensatorenbatterie (3) und die Wechselstromquelle (4) angeschlossen ist.

2. Induktionsplasmaanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Wicklung (7) des Induktors (2) relativ zur zweiten Wicklung (9) in einer zu deren Achse senkrechten Richtung verachiebbar angeordnet ist.

3. Induktionsplasmaanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,daß die zweite Wicklung 9 des Induktors (2) wenigstens teilweise von seiner ersten Wicklung (7) umfaßt wird.

4. Induktionsplasmaanlage nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Wicklung (7) des Induktors (2) relativ zu seiner zweiten Wicklung (9) axialverschiebbar angeordnet ist.

5. Induktionsplasmaanlage nach einem von Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Induktor (2) mit einem Magnetleiter (25) versehen und seine zweite Wicklung (9) aus zwei Teilen (9', 9") ausgeführt ist, einer von denen zusammen mit der ersten Wicklung (7) des Induktors (2) an diesem Magnetleiter (25) angeordnet und gegen den anderen Teil (9") der zweiten Wicklung (9) des Induktors (2) magnetisch isoliert ist.

6. Induktionsplasmaanlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine zusätzliche Kondensatorenbatterie (26) mit regelbarer Kapazität aufweist, die mit der ersten Wicklung (7) des Induktors (2) oder dem am Magnetleiter (25) angeordneten Teil (9') seiner zweiten Wicklung (9) elektrisch gekoppelt ist.

Zeichnung