ГлавнаяИсточником тепла служит низкотемпературная плазма. получаемая в специальных устройствах — плазмотронах, которые позволяют нагреть практически любой газ до температуры 3000—4000° С и значительно выше. В металлургии чаще всего применяют дуговые плазмотроны, где газ нагревается, проходя через сжатую электрическую дугу. В результате нагрева газ расширяется и с большой скоростью устремляется к нагреваемому металлу.
В плазменных печах можно вести плавку в медном водоохлаждаемом кристаллизаторе с вытяжкой слитка. Принципиальные схемы ведения плазменной плавки в этом случае не отличаются от возможных схем электроннолучевой плавки (см. рис. 43). Сохраняя многие преимущества вакуумной дуговой и электроннолучевой плавки, плазменная плавка выгодно отличается тем, что в расплаве остаются марганец, алюминий и другие элементы, сильно испаряющиеся в вакууме. Это происходит потому, что в результате использования для образования плазмы нейтрального газа общее давление над расплавом повышено и препятствует испарению легирующих элементов.
Отсутствие необходимости создавать высокий вакуум в рабочем пространстве печи дает возможность вести плазменную плавку в печи с огнеупорной футеровкой. На рис. 44 показана схема такой печи. Форма ванны, огнеупорные материалы для футеровки и основные конструкции не отличаются от аналогичных элементов обычной открытой дуговой печи. Вместо графитовых электродов используют один или несколько плазмотронов 1. Для образования плазменной дуги применяют аргон. В подину заделан медный водоохлаждаемый подовый электрод 2, через который замыкается ток плазменной дуги. Чтобы уменьшить загрязнение печной атмосферы воздухом, выпускное отверстие закрывают газоплотной крышкой 3, а свод уплотняют песочным затвором 4.
Как показал опыт работы заводов, в плазменных печах с огнеупорной футеровкой успешно можно переплавлять отходы различных марок стали и сплавов. При этом: а) не происходит загрязнения углеродом ввиду отсутствия графитовых электродов; б) крайне незначительно испаряются легирующие элементы; в) можно поддерживать в печи любую атмосферу (окислительную, нейтральную, восстановительную), добавляя в аргон соответствующие газы; г) достигается высокая скорость плавления благодаря большой плотности энергии плазменной дуги; д) относительная простота конструкции по сравнению с высоковакуумными печами облегчает выполнение таких технологических операций, как наводка шлака, продувка расплава газом. Возможность обработки жидкого металла шлаком является существенным преимуществом плазменной плавки. Взаимодействие со шлаком позволяет проводить в ряде случаев более глубокую очистку металла от неметаллических включений, чем при вакуумной плавке.