ШАХТНАЯ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНАЯ ЭЛЕ'ХТРИЧЕСКАЯ ПЕЧЬ Советский патент 1970 года по МПК F27B1/09 H05B3/26 F27D11/02 

Известны шахтные высокотемпературные электрические печи, содержащие корпус шахты, кристаллизатор, выполненный из электропроводящего материала, и плазменно-дуговые источники тепла, газоподводящие сопла и первый из электродов каждого из которых расположены между шахтой печи и кристаллизатором и электроизолированы от них. Однако такие печи не позволяют создать в шахте зоны достаточно высоких температур для прохождения реакций, требуюпдих больших затрат энергии.

Цель изобретения - интенсификация рабочих нроцессов.

Это достигается тем, что второй электрод плазменно-дугового источника тепла располагается внутри рабочего пространства печи и электрически соединяется с нагреваемым материалом.

Второй электрод плазменно-дугового источника тепла расположен в корпусе шахты печи, электроизолирован от него п имеет положительный потенциал относительно сопла и первого электрода.

В качестве второго электрода использован кристаллизатор.

На чертеже представлены различные варианты конструкции описываемой печи.

профиля, в которую загружается сверху шихта 2. К шахте ниже уровня заплечиков крепится необходимое число плазменных горелок 3 для создания восходящего плазменного потока достаточной тепловой мощности. Внизу шахта заканчивается медным водоохлаждаемым кристаллизатором 4 с устройством 5 для непрерывной вытяжки слитка или глухим кристаллизатором. Нагрев шихты и осуществление эндотермических реакций происходит за счет нагретой до нескольких тысяч градусов плазмы, которая генерируется в плазмотронах. В качестве плазмообразующего газа используются инертные газы, водород, окись

углерода или их смеси или другие газы, способные восстанавливать окислы редких металлов. Шихта движется постепенно сверху вниз навстречу восходящему потоку газа, при этом происходит ее нагрев и протекают восстановительные реакции. Жидкий металл стекает в кристаллизатор и вытягивается в виде слитка 6. Стенки шахты выполняются водоохлаждаемыми и либо футеруются графитом, либо иснользуется образующий на них

слой гарниссажа 7. Для того, чтобы увеличить объем шихты, охваченной плазменным потоком, в печь вводятся металлические электроды 8.

горящую между кристаллизатором 4 и электродом 9 в процессе нагрева. Катушка 10 служит для приведения в движение дуги и жидкой ванны.

Газообразные продукты реакций в случае необходимости создания разрежения могут откачиваться вакуумными насосами. В шахте шихта нагревается плазмой до нужной температуры, превышающей 3000°С. При этом происходит расплавление и окончательное восстановление металла. В такой печи, в частности, создается возможность использования газообразных восстановителей, например СО, водорода и природных газов, которые одновременно служат плазмообразующими газами.

В случае использования плазмообразующих газов, взаимодействующих с восстановленными металлами при пониженных температурах, например СО или На, необходимо защищать поверхность жидкой ванны в кристаллизаторе от контакта с этими газами. Для этого в любой конструкции печи могут быть использованы дополнительные горелки, в которых в качестве плазмообразующего газа применяются инертные по отношению к металлу газы. При этом независимо от расположения основных горелок плазма от дополнительных плазмотронов // может вводиться выше поверхности жидкой ванны (фиг. г) или вдуванием непосредственно в расплав (фиг. д). В последнем случае улучщается теплообмен между газом и металлом и создаются условия, благоприятные для осуществления раскисления и обезуглероживания металлов.

Предмет изобретения

1.Шахтная высокотемпературная электрическая печь, содержащая корпус шахты, кристаллизатор, выполненный из электропроводящего материала, и плазменно-дуговые источники тепла, газоподводящие сопла и первый из электродов каждого из которь1х расположены между щахтой печи и кристаллизатором и электроизолированы от них, отличающаяся тем, что, с целью интенсификации рабочих процессов, второй электрод плаз.менно-дугового источника тепла располол ен

внутри рабочего пространства печи и электрически соединен с нагреваемым материалом.

2.Печь по п. 1, отличающаяся тем, что второй электрод плазменно-дугового источника тепла расположен в корпусе шахты печи,

электроизолирован от него и имеет положительный потенциал относительно сопла и первого электрода.

3.Печь по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве второго электрода использован кри

сталлизатор.