ШАХТНАЯ ПЕЧЬ ДЛЯ ПЛАВКИ МЕДНЫХ КАТОДОВ Советский патент 1973 года по МПК F27B1/00 C22B15/14 

1

Изобретение относится к области цветной металлургии, в частности к устройствам для рафинирования меди.

Известна шахтная печь для плавки медных катодов, включающая металлический корпус, футеровку, горелочные устройства, расположенные рядами по периметру корпуса и соединенные с печью фурменными каналами, колошник и летку. Фурменные каналы печи имеют круглое сечение.

Предложенная печь отличается от известной тем, что горелочные устройства выполнены в виде циклонных генераторов, устье горелочного устройства соединено с входным отверстием фурменного канала, который выполнен с прямоугольным поперечным сечением, а длина канала равна 3-4 размерам меньшей стороны прямоугольного сечения канала. Это позволяет обеспечить подачу в шахту печи продуктов сгорания топлива с содержанием не более 0,2 об. % кислорода.

На фиг. 1 показана предложенная шахтная печь, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез по А-Л на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез по Б-Б фиг. 1.

Шахта печи выполнена в виде вертикального стального цилиндра, футерованного изнутри огнеупорным кирпичом I, снабжена в нижней части циклонными генераторами 2 высокотемпературной восстановительной среды, расположенными равномерно по периметру шахты и в несколько рядов по высоте. Вверху шахты имеется колошник 5 с шибером 4, служаш;ий для загрузки в нее катодной меди и для отвода дымовых газов в рекуператор 5 для подогрева дутьевого воздуха.

Под шахты выполнен наклонным, а летка является продолжением пода, что ликвидирует ванну расплавленного металла в шахте

печи.

Циклонные генераторы высокотемпературной восстановительной среды (см. фиг. 3) снабжены тангенциальным вводом 6 воздуха с установленным на нем смесителем 7 газа и

встроенной в него форсункой 8 для жидкого топлива.

Описанная шахтная печь работает следуюш;им образом. Медные катоды непрерывно стопами загружаются через окно в колошнике с ритмом, соответствуюшим производительности печи.

Шихта, заполняющая весь объем шахты, расплавляется продуктами сгорания топлива, поступающими из циклонных генераторов

высокотемпературной восстановительной среды по фурмам-диафрагмам в печь. Расплавленная медь непрерывным потоком вытекает через летку в желоб и далее на разливочное устройство. Дымовые газы из шахты печи поступают в рекуператор, где подогревают воздух, идущий на сжигание топлива, а далее дымососом через дымовую трубу выбрасываются в атмосферу.

Установленные циклонные генераторы высокотемпературной восстановительной среды выполнены в виде цилиадрических камер с тангенциальным вводом воздуха и топлива и оксиальным вводом Продуктов сгорания.

При тангенциальном вводе с большими скоростями в камеру генератора воздуха и топлива в условиях сильно закрученного потока с высокой турбулентностью процесс горения протекает с высокими теплонапряжениями рабочего объема и заканчивается полностью в самом объеме камеры генератора.

В циклонном генератора благодаря закрутке газового потока обеспечивается высокая стабилизация процесса горения, что дает возможность работать без выноса процесса горения за пределы рабочей камеры в широком диацазоне изменения коэффициента расхода воздуха. Это позволяет оборудовать циклонные генераторы более простой системой автоматического регулирования соотношения топливо - воздух.

Выход для продуктов сгорания- из камеры циклонного генератора выполнен в футеровке шахтной печи в 1виде фурмы-диафрагмы пряг моугольного сечения с длиной канала не менее 3-4 размеров меньшей стороны сечения. Такое выполнение фурмы-диафрагмы ликвидирует крутку потока восстановительного газа и придает ему большую дальнобойность, что улучшает конвективный теплообмен между газовым потоком и расплавляемой медью.

Циклонные генераторы должны быть установлены на печи таким образом, чтобы могли быть выполнены два условия: достаточная

длина фурмы-диафрагмы для ликвидации крутки потока продуктов сгорания и фурмадиафрагма не должна быть чрезмерно длинной, так как в условиях потока большой турбулентности резко возрастают потери давления и падает температура продуктов сгорания.

Из этих условий следует, что циклонные генераторы должны быть установлены непосредственно на печи или даже встроены в ее футеровку.

Циклонные генераторы высокотемпературной восстановительной среды выполнены таким образом, что имеется возможность работы на газе или на жидком топливе без изменения конструкции генератора. Возможна также работа одновременно на обоих видах топлива, причем соотношение топлив может быть любым.

Предмет изобретения

Шахтная печь для плавки медных катодов, включающая металлический корпус, футеровку, горелочные устройства, расположенные рядами по периметру корпуса и соединенные с печью фурменными каналами, колошник и летку, отличающаяся тем, что, с целью обеспечения подачи в шахту печи продуктов сгорания топлива с содержанием не более 0,2 об. % кислорода, горелочные устройства выполнены в виде циклонных генераторов, устье горелочного устройства соединено с входным отверстием фурменного канала, который выполнен с прямоугольным поперечным сечением, а длина канала равна 3-4 размерам меньшей стороны его прямоугольного сечения.