Летка для слива расплава Советский патент 1982 года по МПК F27D3/15 

(54) ЛЕТКА ДЛЯ СЛИВА РАСПЛАВА

1

Изобретение относится к электротермическим печам для производства желтого фосфора и может быть использовано на печах доя слива высокотемпературных расплавов.

Известна летка, состоящая из водоохлаждаемого металлического корпуса и сменного наконечника, с цепью повышения стойкости наконечника больший его диаметр расположен с стсфоны вход- ю ного отверс-гая, при этом его торцевая поверхность выполнена с уклоном от верхней части к нижней под углом 15-40 111

Недостатком летки является выполнение ее в металле с водоохлаждением.J5

В процессе электровозгошта фосфора наряду с шлаками, нагретыми до температуры 1500° С и более, образуется жидкий феррофосфор, имекзший температуру 1500° С, который стекает в нижнюю 20 зону печи. При сливе шлаков имеет место контакт жидкого фeppoфocфqpa с металлическими элементами летки, что приводит . к мгновенному разрушению (прожигу) ме

таллических стеног корпуса. Поэтому увеличение диаметра выпускного отБерс- гая, расположенного с стороны ванны печи, а также изменение угла наклона торцевой поверхности сопла не исключает ра зушение стенок летки шлаками и феррофосфорс.. Слхфаемый расплав, также .как и ранее, разрушает металлические стенки летки, нарушает герметичность охлаждающей рубашки, что способствует тшадакию воды в печь и может привеоти к взрыву.

Продолжительность эксплуатации летки недостаточна, выход корпуса и сопла из строя приводит к длительной остановке печи.

Наиболее близкой к предлагаемой является шлаковая летка, включающая водо 5хлаждаемую фурму, внутренняя стенка которой футерована огнеупорной обмазкой, и сопло, укрепленное в фурме посредством водоохлажд а емо и пяты, при этсям сопло выполнено из монолитного огне гпорногчэ материала. Частг. фуркол и

оогша выходит за пределы огнеупорной футеровки стенки печи, причем фурма и сопло выпопнено конической формы .Г2 J . Недостатком шлаковой летки является высокая разность температур между поверхностями огнеупорной обмазки, нанесенной на водоохлаждаемую фурму, при выпуске расплава и между фурмой и .соплом.

Под воздействием термического напряжения возможно частичное разрушение огнеупорной обмазки, попадание жидкого фер хэфосфора непосредственно на металлические части фурмы. При прожиге водоохлаждаемой стенки фурмы вода попадает в печь, что приводит к аварийному режиму (выбросу расплава из печи, представляющему большую опасность для обслуживаклцего персонала, и остановке печи). Наличие неохлаждаемого сопла увеличивает тепловую нагрузку на водоохлаждаемый элемент (фурму), который не справляется с большими тепловыми потоками и часто разрушается быстрее, чем сопло. Процесс, приводящий к разрушению стенок фурмы, не контрогафуется и не моделируется, вследствие чего остановки печи происходят неожиданно. Замена сопл сопряжена с трудностями, так как сопло схватывается прикипает к фурме и его удаление производят либо путем разрушения, либо рассверливанием, что затруднителиио при конической поверхности сопла. Длительность эксппуаташш узла летки для слива расплава на фосфорных печах колеблется от 15 до 35 сут.

Цель изобретения - повьшхение стойкости летки.

Поставленная нель достигается тем, что в летке для слива расплава, эключающей сопло из огнеупорного материала и фурму, водоохлаждаемую пяту, огнеупорную обмазку фурмы и водоохлаждаемые элементы, фурма и сопло вьшолнены в форме цилиндров с заплечиками, сопло , разметено внутри фурмы, вьшоляенной из огнеупорного материала, при этом отношение толщины стенок фурмы И сопла сдставляет 0,04-О,2О диаметра отверстая сопла, длина части фурмы от поверх- вбеги контакта с заплечиком сопла до рабочего торца фурмы составляет 0,05О,45 от обшей длины фурмы, а наружная тopцefвaя поверхность фурмы снабжена съемной огнеупорной втулкой и на ней расположены водоохтшждаемые элементы.

На чертеже представлена летка, вертикальный разрез.

Летка содержит цилиндрическую фурму 1 с заплечиками 2, выполненную из моногеитного огнеупорного материала, цилиндрическое сопло 3 с заплечиками 4,

вьшолненное из огнеупорного материала, водоохлаждаемую пяту 5, водоохлаждаемые элементы 6, съемную огнеупорную втулку 7. Фурма установлена в огнеупорной футеровке 8 стенки печи. Поверхность

фурмы покрыта огаеупорной обмазкой 9. Цилшздрйческая форма фурмы и сменного сопла позволяет легко и быстро J производить монтаж и демонтаж этих элементов. Для извлечения фурмы и сопла

используется специальное приспособление, которое позволяет подготовить отверстие цилиндрической формы в требуемый посадочнь1й разм. Фурма вьшолнета из огнеупорного материала, это позволяет увеличщъ ее стойкость и исключить попада ние воды в печь.

При отношении толщины стенок фурмы и сопла менее О,О4 диаметра отверстия сопла резко снижается стойкость узла,

поскольку тонкая стенка сопла может быть разрушена как за счет химического взаимодействия с расплавом, так и под воздействиил термических напряжений. Увеличение этого отнсшения более О,2О нецелесообразно с точки зрения как длительности стойкости узла, поскольку имеют место пертодическле ремонты ленточных блоков футеровки печи с см еной лётки, так и уменьшения толщины стенок фурмы, что также приводит к их разрушению, а следовательно остановке печи на смену летки.

При отношении длины части фурмы от поверхности контакта с заплечиком сопла к обшей длине фурмы менее О,О5 имеет место разрушение тонкой стенки фурмы между расплавом и соплом не только из-за химического взаимодействия с расплавом, но и при термическом напряжении. При соотношении более

0,45 стойкость узла или износ от химического взаимодействия с расплавом воэраста.ет до года, одавко резко возрастают трудности в открывании летки в связи с увеличением длины отверстия

малого диаметра. А пробивка отверстия приводит к разрушениям сопла и рабочей части фурмы.

Съемная огнеупорная втулка 7 предназначена для крепления фурмы, как и 6хлажда ощие элементы 6, которые одновременно препятствуют повьш1енному на греву кожуха печи. Заплечики повьш1ают

точность и надежность крепления фурмы и сопла.

Летка работает следующим образом.

Из сопла 3 вытекает расплав фосфорного шлака и частично феррофосфора, который далее течет по огнеупорной обмазке 9 в фурме 1. Когда отверстие сопла размывается до 65-7О мм, производят смену сощга.

При смене сопла с внутреш ей поверхности фурмы удаляют огнеупорную обмазку, отсоединяют охлаждающие элементы от корпуса печи, водоохлаждаемую пяту отсоединяют от корпуса печи, сопла вытаскивают из , подготавливают отверстие для установки нсшого сопла, новое сопло вставляют в фурму, присоединяют охлаждающие элементы, устанавнивакуг пяту, закрепляют в охлаждающих элементах съемную огнеупорную втулку и наносят огнеупорную обмазку.

При замене фурмы с внутренней части фурмы удаляют огнеупорную обмазку, отсоединяют охлаждающие элементы с съемной огнеупорной втулкой, отсоединяют водоохлаждаемую пяту, И жлекают фурму, подгбтавливают отверстие для установки новой фурмы, новую фурму с сменным . соплом вставляют в отверстие угольной футеровки корпуса ванны, укрепляют охпаждающие элементы с съемной огнеупорной втулкой, наносят огнеупорную обмазку и укрепляют водоохлаяодаемую пяту.

Использование предгаагаемой летки для слива расплава позволяет увеличить дгшт€яьность ее эксплуатации до 350 сут исключить аварийные ситуации, сократить

время простоев, улучщить условия и безопасность работы обслуживающего персонала.

С учетом снижения рюсхода материало уменьшения простоев печи экономическая эффективность использования предлагаемой летки на одной печи типа РКЗ-48Ф при производстве фосфора составляет 32,0 тыс. руб. в год.

Формула изобре те н и я

Летка дгю слива расплава, вктоочав щая сопло из огнеупорного материала; и фурму, водоохлаждаемую пяту, огнеупорную обмазку фурмы и водоохлаждаемые элементы, отличающаяся тем, что, с целью повышения стойкости летки, фурма н сопло вьшолнены в форме цилшцф ж с заплечиками, сопло размещено внутри фурмы, вьшолненной из огнеупорного материала, при этом отнсяцение толщины стенок и сопла составляет О,О 4-0,20 диаметра отверстия сопла, длина части фурмы от поверхноотя контакта с заплечиком сопла до рабочего торца 4WMM составляет 0,О5-О,45 от общей дошны фурмы, а наружная торцевая поверхность снабжена съемной огнеупорной втулкой и на ней расположены водоохпаждаемые эдеметггы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе .

по заявке № 2746337, кл. F 27 Б 3/15 1979.

2.Авторское свидетельство СССР № 70О767,кя. F27T 3/15, 1976.