Печь для переработки материалов в жидкой ванне

 

Изобретение относится к области пирометаллургии и теплоэнергетики и предназначено для переработки рудных материалов и газификации топлива. Сущность: газлифтная камера выполнена в виде отдельного разъемного модуля, образованного фурменной стенкой и разделительной перегородкой, закрепленной торцами на фурменной стенке, при этом отношение внутренней длины модуля к ширине разделительной перегородки составляет не менее 0,1. Для переработки крупногабаритных материалов печь дополнительно имеет наклонный газоход и загрузочное окно. Печь может иметь один или несколько модулей. Изобретение обеспечивает возможность создания простой модульной конструкции печи с возможностью регулирования в широких пределах производительности и переработки в ней как измельченных, так и крупногабаритных материалов. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области пирометаллургии, теплоэнергетики, в частности, к переработке рудных материалов и металлолома, газификации твердого топлива.

Известно устройство для энерготехнологической переработки рудного сырья и твердого топлива, содержащее реакционные модульные камеры вокруг шлакового копильника /Патент РФ N 2007464, кл. C 22 B 13/00, F 27 B 1/00, 1991/.

Недостатком данного устройства является то, что оно рассчитано на большую производительность и снабжено капиталоемкими газлифтными модулями сложной конструкции, что осложняет ремонтные работы и снижает общие показатели печи.

Известна печь для непрерывной плавки материалов в расплаве, содержащая плавильную камеру с перегородкой, установленной перпендикулярно к оси фурм, разделяющей барботажную и газлифтную зоны /Патент РФ N 2003010, кл. F 27 B 1/00, 1992/ - прототип.

Недостатком этой печи является сложность и капиталоемкость конструкции, невозможность регулирования производительности в широких пределах, что снижает общие показатели печи.

Задачей, на решение которой направлена заявляемая печь, является создание более простой конструкции плавильного агрегата с возможностью регулирования производительности в широких пределах при снижении его капиталоемкости и повышении универсальности.

Техническим результатом, достигаемым при осуществлении заявляемого изобретения, является создание более простой модульной конструкции печи с возможностью переработки в ней как измельченных, так и крупногабаритных материалов.

Указанный технический результат достигается тем, что в известной печи для переработки материалов в жидкой ванне, содержащей свод и подину, газлифтную камеру с кессонированной фурменной стенкой и разделительной перегородкой с проемом, плавильную камеру с загрузочным отверстием, газоход и приспособления для выпуска расплава, согласно изобретению газлифтная камера образована фурменной стенкой и разделительной перегородкой, закрепленной торцами на фурменной стенке, и выполнена в виде отдельного разъемного модуля. Печь выполнена с содержанием одного или нескольких газлифтных модулей. Отношение внутренней длины модуля и ширины разделительной перегородки составляет не менее 0,1. Печь дополнительно снабжена наклонным газоходом и загрузочным отверстием для крупногабаритных материалов.

Анализ уровня техники позволил установить, что аналоги, характеризующиеся совокупностями признаков, тождественными всем признакам заявляемой печи, отсутствуют. Следовательно, заявляемая печь соответствует критерию патентоспособности "новизна".

Результаты поиска известных решений в данной и смежных областях техники с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками печи, показали, что они не следуют явным образом из уровня техники. Из определенного заявителем уровня техники не выявлена известность влияния предусматриваемых существенными признаками заявляемой печи преобразований на достижение указанного технического результата. Следовательно, заявляемая печь соответствует условию патентоспособности "изобретательский уровень".

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг. 1 и 2 представлен поперечный разрез и вид сверху печи с одним газлифтным модулем; на фиг. 3 и 4 - разрез печи с двумя газлифтными модулями.

Печь 1 для переработки материалов в жидкой ванне включает в себя свод 2 и подину 3, газлифтный модуль 4 с фурменной стенкой 5 и встроенными в нее фурмами 6 и перегородкой 7, плавильную камеру 8 с загрузочным отверстием 9 и газоходом 10, сифоном для выпуска жидких продуктов плавки 11, а также наклонный газоход 12 и загрузочное отверстие 13 для крупногабаритных материалов.

Печь работает следующим образом. В предварительно нагретый агрегат одновременно с подачей дутья на фурмы 6 заливают пусковой объем шлакового расплава, после чего начинается загрузка материалов через загрузочное отверстие 9. При необходимости переработки крупногабаритных материалов загрузка их ведется через загрузочное отверстие 13 наклонного газохода 12. Жидкие продукты плавки удаляются через сифон 11, газы - через газоход 10.

Для переработки сульфидных шихтовых материалов целесообразнее использовать печь с одним газлифтным модулем (фиг. 1, 2), где загрузка ведется в нисходящий поток расплава, рециркулирующего вокруг перегородки 7, который затягивает шихтовые материалы в фурменное пространство модуля, где они подвергаются соответствующей обработке окислительным газом, подаваемым через фурмы 6. В случае загрузки крупногабаритных материалов, главным образом металлолома, на фурмах сжигается углеродистое топливо, за счет чего ведется разогрев рециркулирующего расплава, который за счет срабатывания температуры расплава плавит материал, загружаемый в зону плавки 8. В этом случае для лучшего использования тепла топлива, а также поддержания температурного режима расплавленной ванны промпродукты (металл, металлолом) загружаются через отверстие 13 (окно) в наклонный газоход 12 для предварительного нагрева.

Использование в конструкции печи газлифтных модулей, встроенных в наружную стенку, соединенную с плавильной камерой разделительной перегородкой с проемом, позволяет вести любой пирометаллургический процесс с легко регулируемой мощностью за счет изменения количества встроенных модулей. При этом значительно снижается их капиталоемкость благодаря высокой степени механизации ремонтных работ при замене газлифтных модулей, повышения межремонтных периодов.

Ограничение нижнего предела отношения длины модуля (расстояния между торцами разделительной перегородки) и ширины разделительной перегородки в пределах не менее 0,1 определяется минимальной шириной модуля, при которой можно разместить одну дутьевую фурму.

Таким образом, переход на плавильные печи с использованием газлифтных модулей относительно простой конструкции позволяет значительно снизить капиталоемкость производства за счет модификации печей, повышения межремонтных кампаний и скорости ремонтных работ благодаря высокой степени их механизации, расширения области применения печей для плавки разнообразных материалов по газлифтной технологии.

Формула изобретения

1. Печь для переработки материалов в жидкой ванне, содержащая свод и подину, газлифтную камеру с кессонированной фурменной стенкой и разделительной перегородкой с проемом, плавильную камеру с загрузочным отверстием, газоход и приспособления для выпуска расплава, отличающаяся тем, что газлифтная камера образована фурменной стенкой и разделительной перегородкой, закрепленной торцами на фурменной стенке, и выполнена в виде отдельного разъемного модуля.

2. Печь по п.1, отличающаяся тем, что она выполнена с содержанием одного или нескольких газлифтных модулей.

3. Печь по п.1, отличающаяся тем, что отношение внутренней длины модуля к ширине разделительной перегородки составляет не менее 0,1.

4. Печь по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно снабжена наклонным газоходом и загрузочным окном для крупногабаритных материалов.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4