СПОСОБ ПУСКА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПЕЧИ СОПРОТИВЛЕНИЯ ДЛЯ ПЛАВКИ ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ Российский патент 1997 года по МПК C25C3/00 C22B13/02 

Изобретение относится к цветной металлургии, а именно к оборудованию для переплавки цветных металлов.

Наиболее близким по технической сущности является способ пуска электрической печи с обожженным анодом, по которому через заполненные углеродистой массой каналы между нижней поверхностью анодных блоков и катодной облицовкой пропускают электрический ток плотностью 25 400 А/см² с расплавлением криолита за счет образующегося при этом джоулева тепла.

Недостатками этого способа являются неблагоприятные условия работы, связанные с интенсивным испарением фторидов из-за высокой плотности тока, возможность плавления только солей из-за прогрева только небольшой зоны вблизи электродов, возможность плавления криолита только с обожженными анодами и подиной, что является непригодным для новой печи.

Технической задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение качества обжига и создание восстановительной атмосферы на подине печи, предотвращающей сгорание угольной футеровки подины, и сокращение трудозатрат.

Технический эффект, получаемый при использовании изобретения, заключается в предотвращении термического удара от быстрого нагрева печи, ведущего к растрескиванию футеровки, с одновременным сокращением трудозатрат.

Сущность изобретения заключается в следующем.

На подовую массу электрической печи сопротивления для плавки цветных металлов устанавливают поддон из металла с температурой плавления, большей температуры коксования углеродистых материалов, загружают кокс слоем 20 30 см, устанавливают лист из электропроводного материала и опускают на него верхний электрод, затем пропускают переменный электрический ток 0 (5 60) кА/м² пода печи в течение 42 48 ч, затем извлекают лист, загружают смесь солей щелочных и щелочноземельных металлов в соотношении соль кокс 1 (10 20) мас. ч. и пропускают ток 11 12 кА/м² пода в течение 1 2,5 ч, устанавливают межполюсное расстояние между электродами 12 20 см.

Наличие металлического поддона на подовой массе и листа из электропроводного материала на слое кокса способствует равномерному распределению тока, что исключает перепад температур и способствует равномерному сгоранию кокса, а также предохраняет электрод от обгорания. Кроме того, наличие металлического поддона предохраняет подину от налипания на нее спекшихся кусков кокса нижнего слоя, что исключает уменьшение высоты шахты ванны на 8 10 см.

Пропускание электрического тока 0 (5 60) кА/м² пода в течение 42 48 ч обеспечивает обжиг футеровки подины без трещин, а также спекание подовой массы, сушку и разогрев футеровки без дополнительных физических затрат при закрытой печи.

Загрузка смеси солей щелочных и щелочноземельных металлов в соотношении соль кокс 1 (10 20) мас.ч. и пропускание тока 11 12 кА/м² пода в течение 1 2,5 ч обеспечивают полный расплав солей, при этом температура расплава солей составляет 800 850^oC, а уровень расплава солей около 30 см, необходимый для плавки. Наплавление солей щелочных и щелочноземельных металлов происходит за счет тепла, выделяемого коксом при прохождении тока и за счет его сгорания.

Кроме того, при плавке отходов окислов цветных металлов (олова, свинца) кокс является восстановителем, что исключает операцию извлечения остатков несгоревшего кокса.

Толщина слоя кокса 20 30 см обусловлена оптимальным режимом обжига и коксования подовой массы, мощностью и напряжением трансформатора.

Длительность процесса коксования меньше 42 ч не обеспечивает равномерный нагрев всей подовой массы, что ведет к образованию пор в подине. Длительность процесса коксования больше 48 ч нецелесообразна ввиду лишних затрат электроэнергии и труда.

Длительность процесса коксования определена экспериментальным путем из опыта пуска нескольких печей производительностью 1 2 т/сут.

Пример 1. Способ пуска электрической печи при плавке свинца. На подовую массу, закрывающую подину электрической печи сопротивления, устанавливают поддон из стали размером 0,18 0,20 м², загружают слой кокса толщиной 20 см. Размер кусков кокса 10 60 мм в поперечном сечении. На поверхность кокса укладывают лист из стали толщиной 2 3 мм по площади большей, чем торцевая площадь верхнего электрода. Диаметр верхнего электрода 180 мм. С помощью регулировочного винта регулируют положение электрода так, чтобы он придавил лист из стали к садке из кокса всей своей тяжестью.

Для определения температуры кокса устанавливают термопару, например, хромель алюмелевую. Подают напряжение 20 В, пропускают переменный электрический ток от 0 до 345 А в течение 6 ч. Температура при этом повышается до 120^oC. Пропускают ток до 1600 А в течение 42 ч, при этом температура повышается до 600^oC. Загружают смесь карбонатов (K₂CO₃Na₂CO₃ в соотношении 1 3) порциями по 5 кг, наплавляют слой солей 18 см. Отключают напряжение, приподнимают верхний электрод, извлекают лист из стали, затем электрод вновь опускают до погружения в смесь солей. Подают напряжение 20 В. Пропускают ток 2000 А, загружают смесь солей (K₂CO₃Na₂CO₃, наплавляют смесь солей до 30 см, температура расплава солей 850^oC, после чего устанавливают межполюсное расстояние между электродами 20 см. Печь готова для плавки отходов свинца.

При плавке других цветных металлов, например алюминия, загружают соли галогенидов щелочных и щелочноземельных металлов. Вместо поддона из стали устанавливают поддон из алюминия. После пуска печи остатки несгоревшего кокса извлекают.

Использование: изобретение относится к цветной металлургии, а именно способу пуска электрической печи сопротивления для плавки цветных металлов. Сущность изобретения: в способе пуска печи на подовую массу устанавливают поддон из металла с температурой плавления, большей температуры коксования углеродистых материалов, загружают кокс слоем 20 - 30 см, устанавливают лист из электропроводного материала, опускают на него верхний электрод и пропускают переменный электрический ток 0 - (5 - 6) кА/м² пода печи в течение 42 - 45 ч, затем извлекают лист, загружают смесь солей щелочных и щелочноземельных металлов в соотношении соль : кокс 1 : (10 - 20) мас.ч. и пропускают ток 11 - 12 кА/м² пода в течение 1 - 2,5 ч, после чего устанавливают межполюсное расстояние между электродами 12 - 20 см.

Способ пуска электрической печи сопротивления для плавки цветных металлов, включающий предварительный нагрев печи за счет обжига и коксования подовой массы путем подачи напряжения на электроды с последующим выводом печи на эксплуатационный режим, отличающийся тем, что на подовую массу устанавливают поддон из металла с температурой плавления больше температуры коксования подовой массы, загружают кокс слоем 20 30 см, устанавливают лист из электропроводного материала и опускают на него верхний электрод, пропускают переменный электрический ток 0 5 6 кА/м² в течение 42 48 ч, загружают 0,3 0,5 объема смеси солей щелочных и щелочноземельных металлов, наплавляют их слоем до 18 см, отключают ток, извлекают лист, включают ток и устанавливают напряжение 20 В, загружают оставшуюся смесь щелочных и щелочноземельных металлов порциями в отношении соль кокс 1 10 20 мас.ч. пропускают переменный ток 11 12 кА/м² пода в течение 1,0 2,5 ч и устанавливают межполюсное расстояние между электродами 12 20 см.