Устройство для слива шлака из герметичных шахтных печей Советский патент 1987 года по МПК C22B34/00 

Изобретение относится к металлургии, точнее к получению редких и тугоплавких металлов или сплавов на их основе путем металлотермического восстановления соединений в герметичных шахтных печах, в частности, к удалению шлака из таких печей через выпускные устройства.

Цель изобретения - повышение степени чистоты металла путем .предотвращения разгерметизации печи.

На чертеже изображено устройство для слива шлака из герметичнь1х шахтных печей для получения редких металлов, разрез.

Устройство содержит установленную в боковой стенке металлоприемника 1 шахтной печи немного выше границы раздела металла и шлака летку 2, в цоторой со стороны металлоприемника 1 размещена легкоплавкая пробка 3, К летке 2 снаружи плотно прижат с помощью втулки 4 через уплотнение 5 съемный желоб 6, установленный под углом 20-45° к горизонтали. Желоб 6 имеет центральный соосный с леткой 2 закрытый канал 7 с отводом 8, направленным вверх и отклоненным от оси канала на угол 105-120. Отвод 8 и примыкающий к нему конец 9 закрытого канала 7 выполнены коническими с углом конусности 0,5-1,5° и соединены наименьшими сечениями.

Устройство работает следующим образом. В печи в результате реакции образуются жидкие металл и шлак разделяющиеся по плотностям. Ипак расплавляет в летке 2 пробку 3 и по желобу 6 вытекает в установленный под ним отдельный шлакоприемник (не показан), при этом скорость истечени шлака на порядок ниже скорости осаждения металла в шлаке. В V-образном -колене желоба 6, образованном закрытым каналом 7 и отводом 8, постоянно находится определенное количество шлака, обусловленное углом наклона к горизонтали закрытого канала 7 (желоба) и углом наклона к оси желоба 6 отвода 8, препятствующее проникновению воздуха вовнутрь горячей печи даже при сливе последних капель шлака. По окончании слива порция шлака, находящаяся в V-образном колене, вследствие ее малого объема и разрыва с объемом печи быстро застывает с образованием шлаковой пробки. Твердая пробка препятствует разгермети

5

0

5

0

5

40

45

50

55

зации печи при охлаждении металла внутри нее. Охлаждение металла в шахтной печи проводят или под разрежением (вакуумом)или под небольши 1 избыточным давлением инертного газа,. В первом случае за счет перепада давленияснаружи и внутри печи шлаковая пробка во время ее усадки плотно садится в коническое гнездо отвода 8, Во втором случае за счет перепада давления внутри и снаружи печи шлаковая пробка при застывании плот- - но садится в коническое гнездо 9 закрытого канала 7 желоба 6. Таким образом обеспечивается полная герметичность печи при охлаждении металла или сплава в ней как под разрежением, так и под избыточным давлением. После полного,застывания металла желоб отсоединяют -от летки 2 и помещают в раствор для растворения шлаковой пробки. После удаления пробки желоб 6 опять готов к работе,- Угол наклона желоба 6 к горизонтали наиболее оптимален в пределах 20-45° для обеспечения надежной герметизации печи при наименьших габаритах устройства для слива шлака. При угле меньшем 20° и большем 45 надежность посадки пробки заметно снижается за счет увеличения веса пробки и поверхностей сопряжения, следовательно, необходимо создавать больший вакуум (повышать избыточное давление) в печи, а также увеличить диаметр закрытого канала 7 и длину отвода 8, что-нера- .ционально. Угол наююна отвода 8 к оси жйюба 6 установлен экспериментально в пределах 105-120 из условия более плавного истечения пшака при сливе, т. е. уменьшения его фонтанирования и разбрызгивания, а также облегчения посадки пробки в конические гнезда.

Данное устройство позволяет повысить чистоту выплавляемых металлов (сплавов) по содержанию примесей . внедрения (О, N, С) в 2-10 раз в з а- висимости от получаемого редкого или тугоплавкого металла и значительно повысить срок службы футеровки печи.

ормула изобретения

1. Устройство для слива шлака из герметичных шахтных печей для получения редких металлов, включающее лет31362752

ку и подсоединенный к ней желоб с2, Устройство по п. 1, о т л и закрытым каналом, отличающе- чающееся тем, что угол накло- е с я тем, что, с целью повышения на отвода к оси канала составляет степени чистоты металла путем пре- - 105-120°,

дотвращения разгерметизации печи, за-3, Устройство по пп. I и 2, о т крытый канал выполнен под углом 20-личающееся тем, что угол

45 к горизонтали и с отводом, нап-конусности отвода и конца канала

равленным вверх наклонно к оси кана-составляет 0,5-1,5.

ла, при этом отвод и примыкающий к Q 4. Устройство по пп, I - 3, о т - нему конец канала выполнены коничес-личающееся тем, что желвб

кими и сопряжены меньшими сечениями.выполнен съемным.