Рудовосстановительная электропечь Советский патент 1985 года по МПК H05B7/02 H05B7/09 

00

00

со ел

;О Изобретение относится к области электротермии и может быть использо вано при эксплуатации рудовосстанови тельных печей с самообжигающимися электродами, Известна рудовосстановительная печь, включающая каркас с футеровкой и самообжигающиеся электроды П Недостатки такой печи - низкие термостойкость и прочность электро™ дов. При работе рудовосстановительной печи центральная часть ее ванны пере гревается значительно больше, чем периферийные зоны. Этот фактор и характер распределения электрического тока в ванне печи приводят к тому, что различные участки электрода коксуются неравномерно. V Участки, расположенные в соседст ,ве с центром ванны печи, начинают коксоваться на 250-300 мм выше, чем периферийные участки электродов„ Это приводит к неравномерности состава массы по сечению обожженного электро да, снижению его механической и термической прочности, повышенному расх ду. электродной массы. Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой является рудо восстановительная электропечь, содержащая ванну, в которой размещены симметрично относительно ее центра самообжигающиеся электроды с помещен ными в них контейнерами, заполненными металлургическими отходами 2 1 Недостатком известной печи явдя ется сравнительно высокий расход электродной массы вследствие низкой термостойкости самообжигающихся элек тродов Цель изобретения - уменьшение рас хода электродной массы и повышение надежности работы электродов путем выравнивания температурного поля по их поперечному сечению. Поставленная цель достигается тем что в рудовосстановительной печи, содержащейВайну, в которой размещены симметрично относительно ее цент-ра самообжигающиеся электроды с поме щенными Б ник контейнерами,, заполнен ными металлургическими отходами, сим метрично прямым, проходящим через центры ванны и электродов, в контейнерах, выполненных в виде сужающихся к донной части уееченных конусов с уклоном образующе равным 0,008-0,01, установлены продольные дугообразные- перегородки, разделяющие контейнеры на две пары, секторов, причем участки перегородок сопряжены под углами бО-ЭО, расстояние между сопряженными участками этих секторов составляет 0,2-0,25 максимального диаметра контейнера, а теплопроводность помещенных в них отходов в 50-100 раз ниже теплопроводности отходов, находящихся в смежных секторах. Уклон усеченного конуса обечайки контейнера в 0,008-0,01 объясняется тем, что при своем опускании в жидкой массе конусность контейнера обеспечивает ее уплотнение от действия радиальных сил. Испытания на механическую прочность образцов электродной массы после ее обжига в печи до 900 С показали, что при увеличении уклона образующей контейнера с максимальным диаметром 40 мм в кожухе с массой диаметром 100 мм от О до 0,008 прочность на разрыв образцов почти не возрастает и для массы производства Никопольского завода ферросплавов составляет 21 кг/см. При увеличении наклона с O.j008 до прочность на разрыв увеличивается до 23 кг/см , а затем почти не изменяется. При уклоне меньшем 0,008 радиальные силы недостаточны для создания плотной обожженной массы, а при уклоне большем 0,0 емкость контейнера значительно уменьшается, а радиальное усилие превышает оптимальное значение. На участке электрода в 90-120° расположенном против центра печи, температура намного вьше, чем в со- , седних, и особенно в периферийных зонах. В смежных участках электрода в 60-90 температура имеет промежуточное значение. Для выравнивания температуры по сечению злектрдда: необходимо тепло от участков против центра печи передать к периферийным участкам электрода. Сектора углом в 60-90° заполнены нетеплопроводными отходами. При угле меньшем 60 промежуточные зоны имеют более высокую температуру, чем периферийные, а при угле большем90° ограничен участок перехода тепловой энергии от зон, обращенных к центру печи и периферийным зонам электрода. Сопряжение граней секторов в 60-90 служит для образования перехода между секторами

в 90-120 для передачи тепла в электроде от зон против центра печи к периферийным зонам. Грани секторов выполнены радиально по вертикальным плоскостям для равномерного распределения тепла по высоте электрода.

Для передачи тепла между противоположно расположенными секторами служит переход шириной, равной 0,20,25 максимального диаметра контейнера(() ПР ° ширине, меньшей 0,2 теплопередача между секторами недостаточна,для выравниваниятемпературного поля по всему периметру электрода, а при его ширине, большей 0,25 перегретыми окажутся промежуточные зоны электрода. Анализируя возможность использования различных отходов металлургического производства в контейнерах для самообжигающихся электродов, рассматривались материалы, которые не могли быть пущены непосредственно в производство и при перегреве не выделяли бы летучих более 13% (требования ГОСТа в массе. Такими материалами являются мелочь выплавляемого -металла и отсевы кокса. Эти материалы и опробовались при заполнении контейнеров .

Теплопроводность отходов кокса в объеме секторов в 60-90 в 50-100 раз меньше теплопроводности отходов металла в смежных .секторах.

При отношении теплопроводности этих материалов меньше 50 температура по всему сечению электрода не выравнивается, а при отношении больше 100 температура в периферийных зонах становится большей, чем в промежуточных зонах.

На фиг.1 представлена печь, горизонтальный разрез; на фиг.2 - контейнер, вид сбоку; на фиг.З - разрез А-А на фиг.2.

Рудовосстановительная электропечь состоит из каркаса 1 с футеровкой 2, самообжигающихся электродов 3 с контейнерами 4 металлургических отходов с верхними крьш1ками 5 с отверстими 6 и распорками 7.

Симметрично от прямых, проходящих через центры печи, и электродов 3 в контейнерах, выполненных в виде сужающихся в донной части усеченных конусов с уклоном образующей в 0,0080,01, выполнены продольные перегородки 8, проведенные через лучи накрестлежащих углов, образующих две пары

секторов, причем перегородки 8 секторов с углами в 60-90 сопряжены таким образом, что расстояние между сопряженными участками этих секторов составляет 0,2-0,25 секторах 9 и 10, пересекаемых указанной прямой, размещены отходы (металлическая пыль) ,теплопроводность которых в 50100 раз выше теплопроводности отходов v мелкий кокс в смежных секторахУстройство работает следующим образом.

Во время плавки в рудовосстановительной электропечи вследствие преимущественного распределения тока между электродами 3 электродная масса в них обжигается неравномерно. Участки, расположенные ближе к центру печи, перекоксовываются, тогда как в периферийных зонах масса еще не начала коксоваться. За счет ввода в центр электрода 3 контейнеров 4 в виде сужающихся в донной части усеченных конусов с уклоном образующей в 0,008-0,01 с продольными перегородками, разделяющими контейнер 4 на сектора 9 и 10, заполненные соответственно отходами металла и кокса, тепло от центральных частей электрода передается к периферийным. Это приводит к выравниванию температурного поля электрода 3 и к повьшению его термостойкости. За счет того, что контейнеры 4 выполнены в виде усеченных конусов с уклоном образующей, например, в 0,009, электродная масса уплотняется, что способствует образованию более плотного обожженного электродного блока, При этом исчезает анизотропия свойств обожженных участков и снижается расход электродной массы (на 8-10%). Общая стоимость контейнеров ниже стоимости массы, которую они заменяют в центре электрода 3

Например, стоимость электродной массы в условиях Зестафонского ферросплавного завода равна 140 в/т, а стоимость отходов кокса составляет 5-6 Р./Т. Изготовление металлических контейнеров с отходами обходится в 80-85 R/T. Годовой экономический эффект от внедрения предлагаемой рудовосстановительной печи с самообжигающимися электродами с контейнерной загрузкой по центру металлургических отходов только по одной печи РКГ-75 даст в условиях Зестафонского ферросплавного завода 23296 р.

Ю

2

РУДОВОССТАНОВИТЕЛЬНАЯ ЭЛЕКТРОПЕЧЬ, содержащая ванну, в которой размещены симметрично относительно ее центра самообжигающиеся электроды с помещенными в них контейнерами, заполненными металлургическими отходами, отличающаяся тем, что, с целью уменьшения расхода электродной массы и повышения надежности работы электродов путем выравнивания температуры по их поперечному сечению, симметрично прямым, проходящим через центры ванны и электродов, в контейнерах, выполненных в виде сужающихся к донной части усеченньгх конусов с. укло.ном образующей, равным 0,008-0,01, установлены продольные дугообразные перегородки, разделяющие контейнеры на две пары секторов, причем участки перегородок сопряжены под углами 60- , 90 расстояние между сопряженными участками этих секторов составляет (Л 0,2-0,25 максимального диаметра контейнера, а теплопроводность помещенных в них отходов в 50-100 раз ниже теплопроводности отходов, находящихся в смежных секторах.