Существующие электропечи для возгонки фосфора работают при температуре, соответствующей реакции выделения паров фосфора, т. е. при 1450-1500°, а существующие электропечи для производства карбида кальция работают при температуре 1900-2000.
Эта разница в температурах процессов получения фосфора и карбида кальция не дает возможности получить одновременно и фосфор и карбид кальция из шлаков. Кроме того, необходимо учесть то обстоятельство, что при наличии фосфорного газа в зоне образования карбида кальция весь процесс получения фосфора и карбида кальция нарушается.
Для одновременного получения в электропечи фосфора и карбида кальция оказалось необходимым: 1) создать печь с резким разграничением температур реакций в разных ее зонах и 2) в зону плавки при получении карбида кальция не допускать фосфорных паров.
Для осуществления указанного автор настоящего изобретения предлагает следующее устройство щахтной электропечи. Печь выполняется (см. схематический чертеж) комбинированной формы, однофазная, с одним электродом 5. По окружности узкой части печи / монтируется кольцо из угольных блоков 4, входящее в нижнюю щирокую часть 2 печного иространства. Коническая форма узкой части печи дает электродному кольцу возможность свободно держаться в положении, указанном на чертеже. К этому кольцу из угольных блоков подводят ток через колБцевую mimy 5. Включая ток вэлектрод 3, замыкают цепь через щихту, являющуюся сопротивлением, и ток начинает ее нагревать до температуры 1450-1500°, при которой происходит выделение фосфорных паров. Последние отводятся по трубе 6 на конденсацию или на сжигание. Шихта, состоящая из апатитового концентрата и угольного порошка, представляет собой небольшие брикеты круглой формы в виде орещков диаметром 20-25 мм. Эти брикеты, будучи нагреты до 1450-1500° и не теряя своей круглой формы в процессе выделения паров фосфора, опускаются до пода печи, постепенно нагреваясь до температуры, при которой идет процесс получения карбида кальция. Таким образом, продвигаясь от начальной зоны реакции у электрода 3 до пода печи, брикеты при непрерывном питании печи медленно подвергаются температурным влияниям от 1450 до 2000°. При таком положении реакция выделения фосфора произойдет полностью в конусной части печи и все пары уйдут вверх, не приближаясь к зоне образования карбида кальция. Внизу же получается ванна расплавленного карбида, в которой расплавляются опускающиеся брикеты. Выпуск карбида также должен быть непрерывным.
Препятствием для попадания фосфорных газов в зону образования карбида кальция является еще и то, что в этой зоне также будет происходить выделение газов, как это наблюдается при получении карбида кальция в существующих печах. Эти газы будут подходить к центральной части печи (к конусу) и будут вытеснять образовавшиеся фосфорные пары кверху. Для того, чтобы размывать непрерывно опускающийся столб брикетов, нужно массу, находящуюся в ванне 7, т. е. в зоне 2, держать всегда жидкой (расплавленной), что легко осуществимо, так как эта ванна работает как дуговая электропечь.
Вследствие того, что свод 5находится очень близко над зеркалом шламма 7, крыщку свода охлаждают водой с устройством водоотводного жолоба 9 н водоподводящей трубы 10.
Электрод 5, работающий под большим напряжением, составляет вместе с кольцом 4 одну электропечь для получения фосфора. Она соединяется последовательно с нижней трехфазной печью, работающей на подготовленном первой печью материале. Работа верхней и нижней частей описанной щахтной печи должна быть строго согласована. Во всяком случае первая, верхняя часть печи не должна отставать, а наоборот, должна иметь запас материала по отношению ко второй.
Предмет изобретения.
Электропечь шахтного типа с добавочным электродом для одновременного получения фосфора и карбида кальция, отличающаяся тем, что по окружности узкой части печи монтировано кольцо из угольных блоков 4, входящее в широкую часть печного пространства, предназначенное для создания затвора между зоной / для получении фосфора и зоной 2 для получения карбида кальция и устранения соприкосновения фосфорсодержащих газов с карбидом кальция.
к авторскому свидетельству П. Ф. Ждан
№ 55821
D
