Шахтная высокотемпературная эле'хтрическая печь

 

t, Г

Г

О П И C А Н-М Е 263774

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВМДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства Уев

Заявлено 04.Ъ 11.1968 (№ 1255023/24-7) с присоединением заявки хоев

Приоритет

Опубликовано 10.11.1970. Бюллетень М 8

Дата опубликования описания 15Л 1.1970

Кл. 2lh, 16/60

31ат, 17/00

МПК Н 05b 7(00

F 27b 1/08

F 27b 1/16

F 27d 11/08

УДК 621.387.143:621.365..23 (088.8) Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

Авторы изобретения М. Я. Смелянский, Б, В. Золотов, А. Н. Савостьянов, И. Д. Комков, А, В. Носиков и Б. В. Рязанов

Московский срдена Лек. .нa энергетический институт

Заявитель

ШАХТНАЯ ВЬ1СОКОТЕМПЕРАТУРНАЯ ЗЛЕ,МЕТРИЧЕСКАЯ ПЕЧЬ

Известны шахтные высокотемпературные электрические печи, содержащие корпус шахты, кристаллизатор, выполненный из электропроводящего материала, и плазменно-дуговые источники тепла, газоподводящие сопла и первый из электродов каждого из которых расположены между шахтой печи и кристаллизатором и электроизолированы от них. Однако такие печи не позволяют создать в шахте зоны достаточно высоких температур для прохождения реакций, треоующих больших затрат энергии.

Цель изобретения — интенсификация рабочих процессов.

Это достигается тем, что второй электрод плазменно-дугового источника тепла располагается внутри рабочего пространства печи и электрически соединяется с нагреваемым материалом.

Второй электрод плазменно-дугового источника тепла расположен в корпусе шахты печи, электроизолирован от него и имеет положительный потенциал относительно сопла и первого электрода.

В качестве второго электрода использован кристаллизатор.

На чертеже представлены различные варианты конструкции описываемой печи.

Печь состоит из вертикальной металлической водоохлаждаемой шахты 1 обычного профиля, в которую загружается сверху шихта 2. К шахте ниже уровня заплечиков крепится необходимое число плазменных горелок

8 для создания восходящего плазменного потока достаточной тепловой мощности. Внизу шахта заканчивается медным водоохлаждаемым кристаллизатором 4 с устройством 5 для непрерывной вытяжки слитка или глухим кристаллизатором. Нагрев шихты и осущест1О вление эндотермических реакций происходит за счет нагретой до нескольких тысяч градусов плазмы, которая генерируется в плазмотронах. В качестве плазмообразующего газа используются инертные газы, водород, окись

15 углерода или их смеси или другие газы, способные восстанавливать окислы редких металлов. Шихта движется постепенно сверху вниз навстречу восходящему потоку газа, при этом происходит ее нагрев и протекают вос20 становительные реакции. Жидкий металл стекает в кристаллизатор и вытягивается в виде слитка б. Стенки шахты выполняются водоохлаждаемыми и либо футеруются графитом, либо используется образующий на них

25 слой гарниссажа 7, Для того, чтобы увеличить объем шихты, охваченной плазменным потоком, в печь вводятся металлические электроды 8.

В печах (фиг. б и в) используются плазмо30 троны с потоком газа, пересекающим дугу, 263774

Пр едм ет изобретения

-9 чей

Составитель Писаревская

Ретактор А. Ю. Пейсоченко Техред T. П. К урилко Корректор Б. Л. А иног

3 àказ 1396, 9 ф енова

ЦН

Ц. ИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий п и

Подписное ретении мкрытии р Совете Министров СССР аушская наб., д. 415

Типография, пр. Сапунова, 2 горящую между кристаллизатором 4 и электродом 9 в процессе нагрева. Катушка 10 служит для приведения в движение дуги и жидкой ванны.

Газообразные продукты реакций в случае 5 необходимости создания разрежения могут откачиваться вакуумными насосами. В шахте шихта нагревается плазмой до нужной температуры, превышающей 3000 С. При этом происходит расплавление и окончательное вос- 10 становление металла. B такой печи, в частности, создается возможность использования газообразных восстановителей, например СО, водорода и природных газов, которые одновременно служат плазмообразующими газа- 15 ми, В случае использования плазмообразующи г

X азов, взаимодеиствующих с восстановленными металлами при пониженных температурах, например СО или Нв, необходимо защи- 20 щать поверхность жидкой ванны в кристаллизаторе от контакта с этими газами. Для этого в любой конструкции печи могут быть использованы дополнительные горелки, в которых в качестве плазмообразующего газа п и- 25 меняются инертные по отношению к металл газы. П ри этом независимо от расположения у основных горелок плазма от дополнительных плазмотронов 11 может вводиться выше поверхности жидкой ванны (фиг. г) или вдува- 30

4 нием непосредственно в расплав (фиг. д). В последнем случае улучшается теплообмен между газом и металлом и создаются условия, благоприятные для осуществления раскисления и обезуглероживания металлов.

1. Шахтная высокотемпературная электрическая печь, содержащая корпус шахты кри7 сталлизатор, выполненный из электропроводящего материала, и плазменно-дуговые источники тепла, газоподводящие сопла и первый из электродов каждого из которых расположены между шахтой печи и кристаллизатором и электроизолированы от них, отличающаяся тем, что, с. целью интенсификации рабочих процессов, второй электрод плазменно-дугового источника тепла расположен внутри рабочего пространства печи и электрически соединен с нагреваемым материалом. е ь по п. 1, отличающаяся тем, что второй электрод плазменно-дусгового источника тепла расположен в корпусе шахты печи, электроизолирован от него и имеет положительный потенциал относительно сопла и первого электрода.

3. Печь по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве второго электрода использован кри сталлизатор.