ПЕЧЬ Российский патент 1997 года по МПК F27B17/00 

Изобретение относится к области металлургии, в частности к устройствам для пирометаллургической переработки шихтовых материалов и к промышленной теплоэнергетике.

Известна печь для непрерывной плавки материалов в жидкой ванне, содержащая шахту, кессонированный пояс с фурмами, сифоны для непрерывного вывода продуктов плавки, загрузочные приспособления, свод, подину, окно для отвода отходящих газов.

Недостатками печи является пониженная производительность печи, ограниченная барботажным режимом продувки расплава, повышенная капитальные затраты.

Известна печь для непрерывной плавки материалов в расплаве, содержащая перегородки, разделяющие рабочее пространство печи на загрузочную, газлифтно-реакционную и газоотделительную камеры, сообщающиеся между собой в верхней и нижней части, дутьевые устройства, расположенные в газлифтно-реакционной камере на одном или двух уровнях и приспособления для вывода продуктов плавки. Верхние торцы перегородок размещены от фурменного пояса на расстоянии, не превышающем трех расстояний между фурменным поясом и порогом сливного окна шлакового сифона. Верхние кромки перегородок находятся на одном уровне.

Недостатком печи являются относительно низкая производительность, что обусловлено низким уровнем расположения верхней кромки перегородки, разделяющей газлифтно-реакционную и газоотделительную камеры, на одном уровне с верхней кромкой перегородки, разделяющей газлифтно-реакционную и загрузочную камеры. В результате этого значительная часть расплава из газлифта-реакционной камеры в виде газлифтного потока переходит в газоотделительную камеру. Это приводит к снижению количества расплава, циркулирующего через загрузочную камеру, снижению тепловых потоков через загрузочную камеру и, следовательно, снижению объемов загружаемого материала. Кроме того, увеличение количества расплава, выносимого газовым потоком в газоотделительную камеру, приведет к увеличению брызгоуноса из печи. Все это снижает эффективность работы печи.

Техническим результатом является повышение эффективности работы печи. Технический результат достигается тем, что в печи для плавки материалов, содержащей загрузочную, газлифтно-реакционную и газоотделительную камеры, разделительные перегородками, расположенными с образованием проемов относительно свода и подины, дутьевые устройства, расположенные в газлифтно-реакционной камере на одном или двух уровнях, приспособления для вывода продуктов плавки, согласно изобретению отношение расстояния между верхней кромкой перегородки, разделяющей газлифтно-реакционную и газоотделительную камеры, и уровнем дутьевых устройств или уровнем нижнего ряда при двух уровнях дутьевых устройств к расстоянию между уровнем сливного порога приспособления для вывода шлака и уровнем дутьевых устройств или уровнем нижнего ряда при двух уровнях дутьевых устройств составляет больше трех и не более пятнадцати. Верхняя кромка перегородки, разделяющей газлифтно-реакционную и газоотделительную камеры, расположена выше верхней кромки перегородки, разделяющей газлифтно-реакционную и загрузочную камеры.

Печь представлена на чертеже, продольный разрез. Печь содержит приспособление 1 для вывода шлака в виде сифона со сливным порогом 2, перегородки 3 и 4, загрузочную камеру 5, газлифтно-реакционную камеру 6, газоотделительную камеру 7, дутьевые устройства 8, загрузочное окно 9, газоход 10, приспособление 11 для вывода металлической фазы. Дутьевые устройства (их выходные сопла) могут быть расположены на одном или двух уровнях.

Уровень сливного порога 2 шлакового сифона расположен выше уровня дутьевых устройств (выходных сопел) 8 (нижнего ряда).

Печь работает следующим образом. Через дутьевые устройства 8 в ванну подается дутье с образованием газлифтного потока расплава. Расплав шлака поднимается выше перегородки 3, перетекает через ее верхнюю ее верхнюю кромку и попадает в загрузочную камеру 5, проходя которую нисходящим потоком возвращается в газлифтно-реакционную камеру 6 в зону продувки, циркулируя таким образом через камеру 5 и 6. Через окно 9 в нисходящий поток расплава производится загрузка исходных перерабатываемых материалов (рудные концентраты, уголь и др.). Здесь происходит их смачивание, нагрев и частичное расплавление. Попадая в зону продувки в камере 6, исходные материалы подвергаются интенсивной обработке в газлифтном режиме, что обеспечивает окончательное расплавление материала и протекание необходимых окислительно-восстановительных процессов.

Отходящие газы из камеры 6 проходят над верхней кромкой перегородки 4 через газоотделительную камеру 7 и затем выводятся в газоход 10. При прохождении газов нисходящим потоком через камеру 7 находящиеся в нем взвешиванные частицы расплава выпадают из потока в ванну расплава. Шлаковый расплав непрерывно выводится из печи через сифон 1 и сливной порог 2. Расплав может дополнительно обрабатываться газами в камере 7. При образовании металлической фазы последняя выводится из печи через приспособление (шпуровое отверстие) 11.

Отношение расстояния между кромкой перегородки, разделяющей газлифтно-реакционную и газоотделительную камеры и уровнем дутьевых устройств (нижнего ряда) к расстоянию между уровнем сливного порога приспособления для вывода шлака и уровня дутьевых устройств (нижнего ряда) должно поддерживаться в указанных пределах. При величине отношения ≅ 3 значительная часть расплава выносится из газлифтно-реакционной в газоотделительную камеру, что приводит к снижению эффективности работы печи. При величине отношения > 15 возрастает неоправданно высота печи. Это приводит к значительному повышению теплопотерь, что нежелательно.

Верхняя кромка перегородки, разделяющей газлифтно-реакционную и газоотделительную камеры, должна быть верхней кромки перегородки между газлифтно-реакционной и загрузочной камерами. Если это условие не выполняется, значительная часть расплава выносится газовым потоком в газоотделительную камеру. Это снижает эффективность работы печи, поставленная цель не достигается.

Таким образом, поддержание указанного отношения в заявляемых пределах, а также расположение верхней кромки перегородки, разделяющей газлифтно-реакционную и газоотделительную камеры, выше верхней кромки перегородки, разделяющей газлифтно-реакционную и загрузочную камеры обеспечивает повышение тепло- и массопотоков с расплавом, циркулирующим через загрузочную камеру и тем самым повышение производительности печи по загружаемому материалу. Снижение количества расплава, циркулирующего через газоотделительную камеру, и соответственно, величины брызгоуноса приводит в конечном итоге к повышению эффективности работы печи.

Использование: изобретение относится к устройствам для пирометаллургической переработки шихтовых материалов и к промышленной теплоэнергетике. Сущность: в печи, содержащей загрузочную, газлифтно-реакционную и газоотделительную камеры, разделенные перегородками, расположенными с образованием проемов между сводом и подиной, дутьевые устройства, расположенные в газлифтно-реакционной камере на одном или двух уровнях, и приспособления для вывода продуктов плавки, отношение расстояния между верхней кромкой перегородки между газлифтно-реакционной и газоотделительными камерами и уровнем дутьевых или уровнем нижнего ряда при двух уровнях дутьевых устройств к расстоянию между уровнем сливного порога шлакового сифона и уровнем дутьевых устройств составляет более трех и не более пятнадцати, при этом верхняя кромка перегородки между газлифтной и газоотделительной камерой расположена выше верхней кромки перегородки между газлифтной и реакционной камерами. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Печь для плавки материалов, содержащая загрузочную, газлифтно-реакционную и газоотделительную камеры, разделенные перегородками, расположенными с образованием проемов относительно свода и подины, дутьевые устройства, расположенные в газлифтно-реакционной камере на одном или двух уровнях, приспособления для вывода продуктов плавки, отличающаяся тем, что отношение расстояния между верхней кромкой перегородки, разделяющей газлифтно-реакционную и газоотделительную камеры, и уровнем дутьевых устройств при одном уровне и уровнем нижнего ряда при двух уровнях дутьевых устройств к расстоянию между уровнем сливного порога приспособления для вывода шлака и уровнем дутьевых устройств при одном уровне или уровнем нижнего ряда при двух уровнях дутьевых устройств составляет больше трех и не более пятнадцати. 2. Печь по п.1, отличающаяся тем, что верхняя кромка перегородки, разделяющей газлифтно-реакционную и газоотделительную камеры, расположена выше верхней кромки перегородки, разделяющей газлифтно-реакционную и загрузочную камеры.