ПЕЧЬ Российский патент 1995 года по МПК F24B1/00 

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к оборудованию для окислительно-восстановительной обработке расплава.

Известна печь, содержащая шахту, разделенную перегородками на плавильно-окислительную и восстановительно-обедни- тельную зоны, подину, аптейк, кессонированный пояс с фурмами, загрузочные окна, приспособления для выпуска жидких продуктов плавки.

Недостаток печи заметный пылеунос (1 2%). Основная часть тепла экзотермических реакций выделяется в надфурменной зоне, что приводит к перегреву отходящих газов и дефициту тепла в подфурменной зоне. Это способствует образованию промежуточного насыщенного магнетитом тугоплавкого слоя между штейном и шлаком, осложняющего процесс плавки. Габаритные размеры печи значительны, так как производительность ее ограничена барботажным дутьевым режимом.

Известна печь для непрерывной плавки шихтовых материалов в жидкой ванне, содержащая рабочую камеру, разделенную вертикальными перегородками, не доходящими до подины свода, на загрузочную камеру с окном в своде, реакционную и отстойную камеры, фурмы, приспособления для выпуска продуктов плавки. Продувка расплава через фурмы ведется в газлифтном режиме (прототип).

Недостаток печи ограниченные функциональные возможности, так как не приспособлена для переработки жидких исходных продуктов, например шлаков.

Цель изобретения расширение функционального использования печи путем обеспечения возможности переработки в ней наряду с твердыми жидких продуктов.

Поставленная цель достигается тем, что в печи, содержащей рабочую камеру, разделенную перегородками, не доходящими до свода и подины, на загрузочную с окном в верхней части, реакционную и отстойную камеры, фурмы, аптейк, приспособление для выпуска жидких продуктов плавки, загрузочная камера снабжена приемным сифоном, отношение минимального проходного сечения которого к горизонтальному сечению реакционной камеры составляет 0,001-0,1, а фурмы в реакционной камере установлены над подиной на высоте, равной 4-10 диаметрам выходных каналов фурм.

На чертеже представлена печь, продольный разрез.

Печь содержит перегородки 1 и 2, разделяющие рабочую камеру на загрузочную 3 с окном 4 в верхней части, реакционную (газлифтную) 5 и отстойную 6 камеры. В реакционной камере установлены боковые фурмы 7 на определенной высоте относительно подины 8. Загрузочная камера снабжена дополнительно приемным сифоном 9. Аптейк 10 и приспособления 11 для выпуска жидких продуктов плавки выполнены примыкающими к камере 6.

Печь работает следующим образом.

При подаче дутья через фурмы 7 в расплав в реакционной камере 5 образуется газлифтный поток расплава, поднимающийся вверх. Расплав из газлифтного потока переливается над верхней кромкой перегородки 1 и попадает в загрузочную камеру 3, где движется вниз, захватывая загружаемый через окно 4 материал, смачивая и расплавляя его. В нижней части загрузочной камеры нисходящий поток расплава смешивается с заливаемым через сифон 9 исходным расплавом (шлаком) и возвращается в реакционную камеру 5, где захватывается турбулентными потоками расплава и вовлекается в газлифтный поток расплава. Такая многократная циркуляция расплава с обработкой газами в высокоинтенсивном режиме обеспечивает необходимую степень его окислительно-восстановительной обработки.

Отходящие газы из камеры 5 проходят над перегородкой 2, попадают в камеру 6 и затем в аптейк 10, откуда выводятся в газоходную систему. Частицы расплава, вынесенные газовым потоком из реакционной камеры 5, выпадают из нисходящего потока в камере 6 в ванну с расплавом. Обработанный расплав из камеры 7 вытесняется в камеру 6 и после отстаивания выводится из печи через приспособления 11. Печь может содержать одно или несколько приспособлений для вывода расплава из печи.

Отношение минимального проходного сечения приемного сифона 9 к горизонтальному сечению реакционной камеры должно быть в пределах 0,001-0,1. При величине отношения менее 0,001 производительность подачи расплава в печь низкая, что существенно снизит производительность печи. При величине отношения более 0,1 часть подаваемого через сифон 9 мощного потока расплава будет проходить через реакционную камеру 5 под фурмами 7 непосредственно в камеру 6. Это резко снизить эффективность обработки расплава в печи и качество выводимых из печи через приспособление 11 жидких продуктов плавки. Например, при восстановительной обработке цинксодержащих шлаков с отгонкой цинка в газовую фазу выпускаемый из печи шлак будет иметь повышенное остаточное содержание цинка. Существенно возрастут также теплопотери через сифон.

Фурмы в реакционной камере должны быть установлены над подиной на высоте, равной 4-10 диаметрам выходных каналов фурм. При величине отношения более 10 входящий в реакционную камеру из камеры 3 расплав будет частично проходить под фурмами и попадать в камеру 6 с последующим выводом из печи, что снизит эффективность обработки расплава в печи. При величине отношения менее 4 расплав под фурмами вблизи подины будет перемещаться под действием создаваемых работающими фурмами турбулентных потоков с высокой скоростью, что приведет к быстрому размыканию и разрушению подины и резкому сокращению рабочей кампании печи.

Предлагаемая печь по сравнению с прототипом имеет расширенные функциональные возможности, т.к. позволяет обрабатывать наряду с твердыми исходными продуктами также жидкие продукты, например шлаки. Снижается пылеунос, а габаритные размеры печи при более высокой производительности не увеличиваются.

Использование: в цветной металлургии. Сущность изобретения: рабочее пространство печи разделено перегородками, не доходящими до свода и подина, на загрузочную, реакционную и отстойную камеры. Печь содержит фурмы, аптейк, приспособление для выпуска жидких продуктов плавки и дополнительно снабжена приемным сифоном. Отношение минимального проходного сечения приемного сифона к горизонтальному сечению реакционной камеры составляет 0,001-0,1. Фурмы в реакционной камере установлены над подиной на высоте, равной 4-10 диаметрам выходных каналов фурм. Положительный эффект: предлагаемая печь позволяет обрабатывать наряду с твердыми жидкие исходные продукты, что расширяет ее функциональные возможности. 1 ил.

ПЕЧЬ, содержащая рабочую камеру, разделенную перегородками, не доходящими до свода и подины, на загрузочную с окном в верхней части, реакционную и отстойную камеры, фурмы, аптейк, приспособление для выпуска жидких продуктов плавки и приемный сифон, отличающаяся тем, что отношение минимального проходного сечения приемного сифона к горизонтальному сечению реакционной камеры составляет 0,001-0,1, а фурмы в реакционной камере установлены над подиной на высоте, равной 4-10 диаметрам выходных каналов фурм.