Печь

 

Использование: изобретение относится к области пирометаллургии. Сущность изобретения: в рабочей камере печи для обработки материалов нижняя часть выполнена из углеродистого материала при отношении объема подфурменной зоны печи и углеродистой поверхности в пределах 0,1 - 5,0 м³/м². Нижняя часть рабочей камеры может быть выполнена ребристой, а также имеющей в плане форму трапеции, основаниями которой являются торцевые стенки печи. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области пирометаллургии.

Известна печь, содержащая прямоугольную шахту, кессонированный пояс с фурмами, подину, приспособления для выпуска жидких продуктов плавки. Фурмы расположены на высоте, разделяющей печь на надфурменную и подфурменную зоны с соотношением их высот от 1,5:1,0 до 1:3 /1/.

Недостатком плавки в этой печи является повышенное содержание ценных металлов в выпускаемом из печи шлаке при плавке сульфидных, например, медно-никелевых материалов. Требуются значительные дополнительные затраты на их обеднение. Кроме того, при имеющих место на практике аварийных остановках печи с застыванием части расплава в нижней части ванны удаление этого застывшего расплава является очень трудоемкой операцией, осуществляемой вручную.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к заявляемой является печь, содержащая шахту, разделенную перегородками на плавильную камеру, камеру фильтрации и восстановительную камеру, кессонированный пояс с фурмами, подину, приспособления для выпуска продуктов плавки, загрузочные приспособления /2/.

Нижняя часть промышленно действующих печей Ванюкова выполнена из огнеупорного кирпича на основе тугоплавких окислов металлов.

К недостаткам процесса плавки в этой печи следует отнести сложность реализации процесса фильтрации расплава через слой твердого углеродистого восстановителя в камере фильтрации, относительно небольшая поверхность контакта расплава с восстановителем и продолжительность контакта. Куски восстановителя могут перекрывать сечения каналов для перетока шлака из камеры фильтрации в восстановительную камеру, что приведет к нарушению процесса.

При имеющих место аварийных остановках печи с застыванием части расплава в нижней части ванны удаление застывшего расплава осуществляется вручную и требует значительных трудозатрат.

Целью изобретения является упрощение процесса обработки материалов и снижение эксплуатационных затрат.

Поставленная цель достигается тем, что в печи, содержащей рабочую камеру, кессонированный пояс с фурмами, подину, приспособления для выпуска продуктов плавки, аптейк, согласно изобретению нижняя часть рабочей камеры (ванны печи) выполнена из углеродистого материала при отношении объема подфурменной зоны печи к углеродистой поверхности в пределах 0,1-5,0 м³/м². Нижняя часть ванны может быть выполнена ребристой. Нижняя часть ванны может быть выполнена имеющей в плане форму трапеции, в которой основаниями являются торцевые стенки печи.

Необходимость поддерживания отношения объема подфурменной зоны к углеродистой поверхности в пределах 0,1-5,0 м³/м² вызвана тем, что при величине отношения более 5,0 углеродистая поверхность мала и не обеспечит необходимой степени восстановления расплава. Величина отношения менее 0,1 м³/м² нецелесообразна, так как приведет к неоправданному усложнению конфигурации поверхности нижней части ванны за счет большого количества ребер.

Выполнение нижней части ванны ребристой позволяет увеличить углеродистую поверхность и эффективность восстановления расплава.

Выполнение нижней части ванны в форме трапеции, основаниями которой являются торцевые стенки печи позволяет удалять застывший расплав с меньшими трудозатратами.

Печь представлена на чертежах. Фиг.1 общий вид, продольный разрез; фиг.2 вид по разрезу А-А на фиг.1, вариант 1; фиг.3 вид по разрезу А-А на фиг.1, вариант 2.

Печь содержит рабочую камеру 1, приспособление 2 для загрузки материалов, фурмы 3, аптейк 4, подину 5, приспособления для выпуска продуктов плавки шлаковый 6 и штейновый 7 сифоны со сливными окнами 8 и 9. Нижняя часть 10 стенок камеры и подина 5 выложены блоками из углеродистого материала и может иметь ребра 11. Нижняя часть камеры может быть выполнена имеющей в плане форму трапеции, при этом одна из торцевых стенок, служащих основаниями трапеций, имеет меньшую ширину по сравнению с другой (на фиг. 3 ширина стенки 12 меньше, чем стенки 13).

Печь работает следующим образом.

Исходный материал непрерывно загружается в рабочую камеру 1 в надфурменную барботажную зону через загрузочные приспособления 2. Барботаж производится введением через фурмы 3 окислительного или (и) восстановительного газа. В подфурменной зоне протекают процессы нагрева, плавления шихты и окислительно-восстановительные процессы. В подфурменной зоне происходит взаимодействие расплава с углеродистой поверхностью стен, подины и ребер и восстановление окисленных соединений ценных металлов, содержащихся в шлаке, и магнетита. Происходит также разделение фаз и переход восстановленных соединений ценных металлов из шлака в извлекающую (штейновую или металлическую) фазу. Тяжелая фаза непрерывно выводится из печи через сливное окно 9 сифона 7. Шлак выводится из печи через сливное окно 8 шлакового сифона 6. Образующиеся отходящие газы выводятся из печи через аптейк 4.

При создании аварийной ситуации в печи может оставаться в нижней части ванны застывший расплав. Выполнение нижней части ванны полностью из углеродистого материала без ребер создает благоприятные условия для механизированного удаления его из печи. Как известно, расплав, выплавленный в тигле из углеродистого материала, после застывания легко извлекается из него, так как между ними не образуется прочной связки. Печь может быть освобождена от застывшей массы следующим образом. Производится разборка нижней части торцевой стенки 13, имеющей большую ширину по отношению к стенке 12. В просверленные сверху в массу отверстия забиваются металлические стержни, за них цепляется тросс, которым кран вытаскивает всю настыль из печи через нижнюю часть торцевой стенки 13. В связи с выполнением нижней части ванны трапециевидной настыль не будет заклинивать. При выполнении нижней части ванны, не имеющей в плане форму трапеции, вытягиваемую настыль может заклинить, и в этом случае извлечь ее механизированным способом не удается.

Использование предлагаемой печи по сравнению с прототипом позволяет упростить процесс плавки в ней, так как отпадает необходимость постоянно контролировать процесс фильтрации расплава через слой твердого восстановителя, постоянно пополняя его количество. Повышается надежность процесса, так как исключается вероятность перекрытия каналов между камерой фильтрации и восстановительной камерой кусками углеродистого восстановителя. Увеличивается поверхность взаимодействия расплава с углеродистой поверхностью и продолжительность взаимодействия, что будет способствовать более полному протеканию этого процесса. При переработке сульфидного медного концентрата создаются благоприятные условия для получения в печи отвальных шлаков.

В начальный период работы печи после ее запуска нижняя часть ванны может быть выполнена с меньшим объемом за счет закладки большого количества блоков углеродистого материала. По мере работы печи объем будет постепенно увеличиваться.

Упрощение способа, а также наличие возможности извлечения настыли из печи без использования тяжелого ручного труда в более короткие сроки обеспечит снижение эксплуатационных затрат.

Источники информации 1. Авторское свидетельство СССР N 473886, М. кл. F27В 1/00, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР N 1007510, М.кл. F27B 1/00, 1981.

Формула изобретения

1. Печь, содержащая рабочую камеру, приспособления для загрузки материалов, фурмы, аптейк, подину, приспособления для выпуска продуктов плавки, отличающаяся тем, что нижняя часть рабочей камеры выполнена из углеродистого материала при отношении объема подфурменной зоны печи к углеродистой поверхности в пределах 0,1 5,0 м³/м².

2. Печь по п.1, отличающаяся тем, что нижняя часть рабочей камеры выполнена ребристой.

3. Печь по п.1, отличающаяся тем, что нижняя часть рабочей камеры выполнена в форме трапеции, в которой основаниями являются торцевые стенки печи.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3