Плазмова металургія
 
а б в г д е ж з и й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ ъ ы ь э ю я
 

Плазмова металургія

Плазмова металургія, витягання з руд, виплавка і обробка металів і сплавів в плазмових реакторах і плазмових печах, а також використання плазмового нагріву для інтенсифікації існуючих способів плавки. П. м. почала розвиватися в 50-х рр. 20 ст в СРСР, Японії, США, ГДР(Німецька Демократична Республіка), ФРН(Федеральна Республіка Німеччини) і ін. країнах.

  Переробка руд (оксидів і ін.) здійснюється дорогою їх термічній дисоціації в плазмі ; вони або подаються в плазмовий струмінь у вигляді порошку, або утворюють в суміші з електропровідним матеріалом, наприклад вуглецем, електрод , що витрачається, плазматрона . Для запобігання зворотним реакціям застосовують відновники (вуглець, водень і ін.), різкий «гарт» газоподібних продуктів дисоціації на виході з плазмового реактора (див. Плазмохимія ) або отримують проміжні продукти, наприклад хлориди. При обробці складних з'єднанні важливим завданням є розділення отримуваних продуктів.

  Виплавка сталей і сплавів виробляється в плазменнодугових печах (ПДП). Інертна атмосфера і відсутність звичайних для плавки електродуги джерел забруднення металу дають можливість отримувати із звичайної шихти з високим вмістом відходів чистий метал, наприклад особонізкоуглеродістиє неіржавіючі сталі високої якості. При частковій заміні аргону азотом в плазмообразующем газі або безпосередньо в атмосфері печі отримують легований азотом метал без вживання азотованих сплавів.

  Переплавка металів і сплавів з метою підвищення їх чистоти або легування виробляється в ПДП з металевим водоохолоджуваним кристалізатором. Глибокому рафінуванню металу сприяють інертна або відновна проточна атмосфера, велика поверхня взаємодії металу з газовою фазою, обробка металу шлаком. Кристалізацією металу в таких ПДП можна управляти, окремо регулюючи швидкість плавлення металу і тепловий потік на ванну. У промислових умовах здійснені (окремо і комплексно) різні варіанти процесу: рафінуюча переплавка в атмосфері інертних газів; поєднання переплавки з плазменноводородним розкислюванням металу або насиченням його азотом; плазменнодугової переплавка з шлаком. Проведення процесу при підвищеному або нормальному тиску забезпечує запобігання втратам летких легуючих елементів (хрому, марганцю і ін.), насичення сплаву азотом, а при зниженому тиску — глибшу дегазацію металу (наприклад, титану). Переплавку в ПДП застосовують для підвищення якості спеціальних легованих сталей, прецизійних і жароміцних сплавів, тугоплавких металів, для здобуття аустенітних сталей з підвищеним вмістом азоту, не досяжним при інших способах плавки, для зниження втрат летких і легкоокисляющихся елементів.

  Вживання плазменнодугового нагріву при індукційній плавці скорочує тривалість розплавлення шихти і істотно покращує рафінування металу завдяки перегріву шлаку дугою. Плазматрони можна використовувати як допоміжні джерела тепла в доменних і мартенівських печах, в термічних печах при обробці напівфабрикатів, а також при вирощуванні монокристалів .

 

  Літ.: Фарнасов Р. А., Фрідман А. Р., Карінський Ст Н., Плазмова плавка, М., 1968; Краснов А. Н., Шарівкер С. Ю., Зільберберг Ст Р., Низькотемпературна плазма в металургії, М., 1970; Плазмові процеси в металургії і технології неорганічних матеріалів, М., 1973.

  А. Р. Фрідман.