ПЕЧЬ ДЛЯ РАФИНИРОВАНИЯ МАГНИЯ Российский патент 1997 года по МПК F27B17/00 

Изобретение относится к металлургии легких металлов, в частности, к рафинированию магния.

Известно устройство для рафинирования магния состоящее из герметичного тигля, установленного в электропечь сопротивления, которое имеет низкую производительность. Для очистки магния-сырца от примесей в тигель заливают смесь в количестве 600 кг. Этого количества солей недостаточно для непрерывного рафинирования магния-сырца. Поэтому для очистки магния-сырца от взвесей приходится увеличивать время отстоя, что приводит к снижению производительности тигля и возрастанию расхода электроэнергии.

Известна также печь для непрерывного рафинирования магния состоящая из футерованной ванны с электродами и сводом, в которую установлен колокол с двумя камерами, одна камера имеет дно, другая не имеет. В камеру с дном заливают магний-сырец, а из камеры без дна выбирают магний рафинированный. Под колоколом находится магний, в футерованной ванне греющая смесь солей. Ванна и колокол имеют прямоугольную форму. В результате известная печь непрерывного рафинирования магния имеет повышенные потери тепла и повышенный расход электроэнергии. Наличие в футерованной ванне углов приводит к их зашламлению, к преждевременной остановке печи, к снижению ее производительности. Наиболее близкую конструкцию к заявляемому устройству имеет миксер (печь) для рафинирования магния колокольного типа (прототип) для магниетермического производства губчатого титана. Миксер для рафинирования магния состоит из прямоугольной футерованной ванны с кожухом и электродами, прямоугольного металлического колокола с центральным патрубком, через который производят заливку и выборку магния. Под колоколом находится магний, в ванне, закрытой сводом-греющий электролит. В результате использования ванны и колокола прямоугольной формы возникает повышенный расход электроэнергии и снижение производительности миксера из-за накопления шлама в углах футерованной ванны. Кроме того, использование ванны и колокола прямоугольного сечения приводит к фазовым перекосам на электродах, что также увеличивает расход электроэнергии на такой печи. При этом возможны местные перегревы, что приводит к зашламлению перегреваемых электродов, к преждевременной остановке миксера, к снижению его производительности.

Задачи, на решение которых направлено изобретение повышение производительности устройства и снижение расхода электроэнергии. Поставленные задачи достигаются тем, что в печи для рафинирования магния, включающей кожух с футерованной ванной, в которой размещены электроды и опоры, установлен колокол с центральным патрубком, в котором размещены патрубки для заливки и выборки магния, новым является то, что колокол и ванна размещены относительно друг друга соосно и выполнены цилиндрической формы с соотношением их диаметров (0,8-0,9):1, а патрубок колокола заглублен под свод высота колокола относится к его диаметру как (0,6-0,8):1. Соосное размещение колокола и ванны цилиндрической формы с соотношением их диаметров как (0,8-0,9):1 позволяет исключить перекосы электротока по фазам, т.к. снизить расход электроэнергии. Кроме того, цилиндрическая ванна печи имеет примерно на 20% меньше поверхность кожуха, с которой теряется тепло, при одинаковой емкости по расплаву, чем миксер (печь) прямоугольного сечения. Это позволяет сократить потери тепла кожухом ванны, снизить расход электроэнергии. Круглое сечение печи исключает наличие в ней застойных зон-углы прямоугольного миксера, в которых копится шлам, тем самым увеличивается длительность эксплуатации печи, повышается ее производительность, снижается расход электроэнергии.

Заглубление патрубка под свод печи служит поставленным целям, патрубок не выходит на уровень свода, следовательно, нет прямого замыкания на свод патрубка, при этом снижаются тепловые потери, снижается расход электроэнергии. Заглубление патрубка под свод снижает его коррозию, при этом увеличивается срок службы колокола, увеличивается производительность печи в целом.

Отношение высоты колокола к его диаметру, как (0,6-0,8):1 обеспечивает равномерный прогрев магния под колоколом, что способствует снижению расхода электроэнергии и повышению производительности печи.

Таким образом, все признаки устройства способствуют выполнению поставленных задач повышению производительности устройства и снижению расхода электроэнергии.

Печь изображена на чертеже.

Печь состоит из кожуха 1 с футерованной ванной 2 цилиндрической формы, в которой размещены электроды 3, опоры 4, расположенные на подине 5, и установлен цилиндрический колокол 6 без дна с центральным патрубком 7; и свода 8 печи, в котором имеется центральное отверстие 9. Через центральное отверстие в центральный патрубок, находящийся под сводом, установлены заливочная 10 и выборочная 11 трубы.

Печь для рафинирования магния работает следующим образом. В футерованную ванну 2 с кожухом 1 цилиндрической формы заливают 20 т электролита (10% MgCl₂, 10% BaCl₂, 30% NaCl, 50% KCl) и устанавливают соосно цилиндрический колокол 6 с центральным патрубком 7 на опоры 4, включают электроды 3, печь закрывают сводом 8, в центральный патрубок 7 через отверстие 9 в своде устанавливают заливочную 10 и выборочную 11 трубы.

После достижения в печи температуры 700^oC под колокол 6 заливают 8 т магния через заливочную 10 трубу. Магний нагревают до 700^oC и отстаивают от примесей в течение 30 мин, после чего через выборочную 11 трубу выбирают из печи. По мере выборки магния рафинированного в печь снова заливают магний-сырец, который рафинируют путем пропускания через слой греющего электролита и отстоя. Периодически с подины 5 печи выбирают вакуумным ковшом шлам без извлечения колокола и без длительной остановки печи, что способствует повышению ее производительности.

Использование: изобретение относится к металлургии легких металлов, в частности, к рафинированию магнитя. Сущность: в печи для рафинирования магния, содержащей кожух с футерованной ванной, в которой размещены электроды, опоры, расположенные на подине печи установлен колокол с центральным патрубком, колокол и ванна размещены соосно друг другу, выполнены цилиндрической формы с соотношением их диаметров (0,8-0,9):1, при этом патрубок колокола заглублен под свод в котором выполнено отверстие. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Печь для рафинирования магния, содержащая кожух с футерованными сводом и ванной, в которой размещены электроды, опоры и установлен колокол с центральным патрубком, отличающаяся тем, что колокол и ванна размещены относительно друг друга соосно и выполнены цилиндрической формы с соотношением их диаметров (0,8 0,9) 1, а патрубок заглублен под свод. 2. Печь по п.1, отличающаяся тем, что высота колокола относится к его диаметру как (0,6 0,8) 1.