مقدمة لمعدات فرن القوس الكهربائي البلازما المباشرة

فرن القوس الكهربائي بالبلازما بالتيار المستمر (DC PAF)

1. المبدأ الأساسي وهيكل المعدات

1.1 مبدأ العمل

1. إشعال القوس: يتم تطبيق جهد تيار مستمر بين قطب التنغستن والسيريوم الخاص بشعلة البلازما وفوهة النحاس المبردة بالماء. يتم إدخال غاز الأرجون، ويكسر مشعل عالي التردد الغاز لتكوين قوس غير منقول (قوس تجريبي).
2. النقل: يتم خفض الشعلة لتوصيل القوس بالأنود السفلي؛ يتحول الدائرة لتكوين قوس منقول (قوس رئيسي) كمصدر حرارة أساسي.
3. الصهر: تصل درجة حرارة قوس البلازما إلى 10,000-20,000 درجة مئوية، مما يؤدي إلى صهر الشحنة بسرعة. يمكن استخدام الغاز الخامل للتحكم في الجو للصهر غير المؤكسد أو الاختزالي.

1.2 المكونات الرئيسية

• شعلة البلازما: قطب تنغستن وسيريوم مبرد بالماء، فوهة نحاسية، دائرة غاز
• نظام الفرن: غطاء فرن مبرد بالماء، بطانة مقاومة للحرارة، أنود سفلي، ملف تحريك كهرومغناطيسي
• نظام إمداد الطاقة: مصدر طاقة مقوم للتيار المستمر، مفاعل، نظام تحكم
• نظام مساعد: إمداد الغاز، تبريد بالماء، رفع هيدروليكي

2. المعلمات الفنية الرئيسية

2.1 معلمات الكهرباء والطاقة

• الطاقة المقدرة: 500 كيلو فولت أمبير - 10 ميجا فولت أمبير+
• جهد الدخل: 380 فولت / 690 فولت / 6 كيلو فولت / 10 كيلو فولت
• جهد التشغيل: 500-800 فولت (تيار مستمر)
• تيار التشغيل: مئات إلى آلاف أمبير
• عامل القدرة: 0.70-0.86

2.2 معلمات العملية والجو

• درجة حرارة نواة القوس: تصل إلى 20,000 درجة مئوية
• غاز العمل: الأرجون، النيتروجين، الهيدروجين
• معدل تدفق الغاز: 10-100 متر مكعب قياسي/ساعة
• درجة الفراغ (اختياري): 6.7 × 10⁻³ باسكال

2.3 معلمات التبريد والتشغيل

• تدفق مياه التبريد: 50-160 متر مكعب/ساعة
• ضغط مياه التبريد: 2-4 بار
• شوكة رفع القطب: ≤ 150 مم
• عمر حمل البطانة: ≥ 150 عملية صهر

3. المزايا الأساسية

• درجة حرارة فائقة الارتفاع وكفاءة عالية: صهر سريع، استهلاك طاقة منخفض
• جو قابل للتحكم، لا يوجد كربنة: مناسب للفولاذ فائق الانخفاض في الكربون
• استعادة سبائك عالية: ≥ 96%
• صديق للشبكة: قوس مستقر، توافقيات منخفضة، تأثير منخفض على الشبكة

4. التطبيقات النموذجية

• الفولاذ الخاص: الفولاذ المقاوم للصدأ، فولاذ المحامل، السبائك الفائقة
• المعادن المقاومة للانصهار: و، مو، تا، ن ب، ز ر، ت ي
• إعادة تدوير المعادن ومعالجة النفايات الصناعية
• مواد جديدة: السيراميك، المواد المركبة