Учебное пособие для студентов направления подготовки 150400 «Металлургия»

Технология выплавки. 
Процесс плазменной плавки предусматривает расплавление предвари-
тельно загруженной в печь шихты, выдержку жидкого металла до достижения 
заданной степени рафинирования и выпуск. Технология плазменной плавки в 
печах с керамическим тиглем близка к технологии плавки в ДСП, но есть и 
свои особенности. 
Шихта должна быть чистой по фосфору и сере и не окисленная, так как 
все преимущества плазменной плавки полнее реализуются при бесшлаковом 
процессе. На дно загружается мелкая шихта, обеспечивающая надежный кон-
такт с подовым электродом. 
При плазменной плавке используются плазматроны с зависимой дугой. 
Сначала при помощи осциллятора возбуждается «дежурная» дуга, с помощью 
которой замыкается цепь между катодом и поверхностью нагреваемого металла 
(анодом). После появления основной дуги, которая сжимается газовым пото-
ком, ее растягивают до необходимой длины, достигающей в зависимости от 
вместимости печи 1 - 2м. Омываемая относительно холодным газовым потоком 
сжатая дуга обладает сравнительно малой излучательной способностью. По-
этому, несмотря на очень высокую температуру в столбе дуги и его большую 
длину, доля тепла, излучаемого через боковую поверхность дуги, относительно 
невелика. 
Сжатая плазменная дуга позволяет плавить металл с большой скоростью, 
рафинировать металл от вредных газов и при необходимости легировать рас-
плав газом, например азотом. При этом металл не загрязняется материалом 
электрода. 
ПП предназначены главным образом для плавки сталей, но могут исполь-
зоваться для плавки цветных металлов и сплавов. 
Рафинирование. После расплавления металл выдерживают под плазмой 
для его рафинирования. Для окисления примесей можно использовать окисли-

---

78
тельную плазму. В качестве одного из плазмообразующих газов подают кисло-
род. При этом используют двухканальную конструкцию плазматрона. По внут-
реннему каналу подается нейтральный газ (аргон), защищающий электрод, а по 
наружному - газ, необходимый для проведения металлургического процесса. 
Для получения азотированного металла в качестве дополнительного газа 
используют азот, а для предохранения катода от образования нитридов приме-
няют двухканальный плазматрон. 
Рафинирование расплава от газов осуществляется при использовании в 
качестве плазмообразующего газа чистого аргона за счет очень низкого содер-
жания удаляемых газов в исходном аргоне. При соответствующем расходе он 
обеспечивает «химический вакуум» над поверхностью расплава, что способст-
вует удалению газов. Для предохранения открытой поверхности металла от 
окисления могут использоваться шлаки. При необходимости, в расплав приса-
живают легирующие.