(54) ШАХТА ПЛЯ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ И ПЛАВКИ МАТЕРИАЛА
.. .. .
Изобретенке относигся к шахтам для термической обработки и плавки материала, например плавки рудного концентрата..
Известна пирометаллургическая печная установка, в которой мелкозернистый концентрат вдувается с богатым кислородом газом в шахту для плавки во взвешенном состоянии и непрерывно об- Q жигается и плавится там во взвешенном состоянии. Образованный газ, а .также пыль отводятся через соседнюю с плавильной шахтой газоотводную шахту, в то время как скопившийся на дне плавильной ,5 шахты расплав и шлак под погружаемой сверху в ванну расплава перегородкой поступает в отстойник для дальнейшей обработки расплава и удале.ния шлака. Если обрабатываемый пирометаллургическйй 20 рудный концентрат является сульфидным, то при достаточно высоком содержании сульфидной серы посредством cжигa шя суль(})идной серы можно производить столько тепла, чтобы процесс обжига и плав- .
ки в плавильной печи проходил автогеннр без дополнительного топлива .1-J.
Соприкасающиеся с агрессивными средами,-а также с-горячей ванной расплава и шлака стенки печи должны быть
. . 5 обязательно огнеупорно футерованы и охлаждаться..
Для этого необходимо снабжать сложенную из огнеупорных кирпичей стенку печи охлаждающими каналами и пропускать по ним холодную воду. При этом решении заделка охлаждающих каналов в огнеупорный материал вызывает трудности; кроме того, огнеупорный материал остается несущим стеновым элементом, поэтому сгенка печи ослабляется охлаждающими каналами.
Наиболее близкой к предлагаемой по сущности и достигаемому результату является шахта для термической обработки и плавки материала, содержащая уст-г ройство для охлаждения стен, выполненное из вер тикал Ьшх параллельно соединенных труб, ус. .1Новленных по периметру шахгы гориэонгальных коллекгоров для подвода и отвода охладителя к трубам, и мегаллоприемник С 2j. При этом реше№и стенка печи не имо ет требуемой прочности} подвеска выполненной таким образом стенки печи по при чинам низкой прочности практически невозможна. Целью предложенного устройства является повышение эффективности эксплуатации и режима шахты. Поставленная цель достигается тем, что шахта для термической обработки и плавки материала, содержащая устройств для охлаждения ее стенок, выполненное и вертикальных параллельно соединенных груб, установленных по периметру, шахты горизонтальных верхнего и нижнего, колле торов для подвода и отвода охладителя к трубам и, металлопрйемник, снабжена вы ступаюшими от стенки внутрь шахты дополнительными несущими элементами в виде трубных мембран равно отстоящих друг от друга и соединенных с трубами, размещенными по периметру. Шахта снаб жена по меньшей меньшей мере одной, примыкающей к ее стенке газоотводной камерой, все стеНки которой выполнены только в виде трубных мембран. Шахта снабжена вертикальной, расположенной под ее стенкой смежной с газоот одной камерой перегородкой, которая образует в металлоприемнике отстойник и выполнена из меди или стали с каналами для охлаждения. Перегородка установлена с возможностью перемещения с помощью несущего троса по направляющим роликам в пазу нижнего коллектора. Шахту образуют стенки в виде экрана парового котла, которые одновременно вы полнены как несущий стеновой элемент для установленной на внутренней стороне экрана огне порисй футеровки. В предложенной щахте несущим элеме том является стенка в виде трубной мем браны с параллельными друг другу верти кальными соединенными между собой про межуточными перемычками трубами, по которым течет охлаждающая среда, приче трубы своими НИЖ1ШМИ концами соединен с горизонтальным нижним коллектором для распределения охлаждающей среды, а своим верхним концом - с горизонтальным верхним коллектором, причем коллекторы выполнены, как полые тела, стенки - в виде трубной мембраны и могут выступать вовнутрь шахты, поэтому между НИЖ1ШМ коллектором, верхним кол лектором и стенкой в виде трубной мем9694 браны образуется ниша, которая футерована огнеупорным материалом. Стенки шахты печи являются, таким, обр азом, экраном первого котла, который вследствие хорошего, контакта с огнеупорной кдадкой идеально ее охлаждает, одновременно производит пар или горячую воду и является несушим элементом для огнеупорно футе-, рованной стенки шахты. Поэтому стенка шахты имеет такую высокую прочность, может по/1вешиваться на верхнем коллёй,торе в виде трубной мембраны ли устанавливаться на нижнем коллекторе. Вследствие установленных в нишах стенок перед трубной мембраной,на внутренней к шахте стороне огнеупорной футеровки потери тепла из внутренней части, например, плавильной шахты наружу являются- небольшими вследствие того, что наружная сто- РОКв. ст,енки плавильной шахты представляет собой трубную мембрану и не обЛицована огнеупорно, теплоотдача снаружи в стенки плавильной шахты. Напротив, высока и поэтому наружная сторона предложенной плавильной шахты одновременно можбт использоваться как стенки газоотводной шахты, в которой горячие газообразные отходы в целях очистки должны охлаждаться как можно быстрее. На фиг. I схематически показана предложенная плавильная шахта с газоотводной шахтой, горизонтальный разрез; на фиг. 2 - вертикальный разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - увеличенное изображение узла I на фиг. 1;| на фиг. 4 вид печной установки (вид Б на фиг. I); на фиг. 5 - увеличенный разрез В-В на фиг. 1... Пирометаллургическая печная установка которая, например, должна служить для плавления мелкозернистого сульфидного концентрата свинцовой руды, имеет общий корпус 1, в Котором установлены шахта 2 для плавки но взвешенном состоянии,газоотводная шахта 3 и нагреваемый с помощью электросопротивления отстойник 4. В вертикальную плавильную шахту 2 сверху вдувается сульфидный концентрат с потоком технически чистого кислорода. Рудный концентрат обжигается и плавится в плавильной шахте при мгновенном разогреве до высокой температуры за доли секунд, когда он еще находится во взешенном состоянии. Сжигание сульфидной серы, а иногда других окисляемых компонентов в кислородной атмосфере, в большинстве случаев уже дает достаточно тепла, чтобы осуществлять процесс обжига и плавки авгогенно. Расплав собираегся в коллекторе 5 расплава, в го время как газообразные отходы вместе с образовавшейся пылью отводятся вверх через газоотводную шахту 3. В коллекто ре 5 на скопившемся расплаве образуетс первичный шлак. Расплав течет под нижней кромкой вертикальной, погружаемой с верху в ванну расплава или шлаковую ванну, перегородки в отстойник 4, В отстойнике 4 .расплав с помошью -поданной коксовой мелочи востанавливается и получает возможность-разделяться на свинец и образующиеся вторичные шлаки, ко торые раздельно, выпускаются из отстоЙ1ш ка. . Поверхность ванны расплава или поверхность шлаковой ванны имеет в коллекторе расплава 5 ив отстойнике 4 одинаковый уровень. Максимальный уровень шлаковой ванны указан ли1шей 6, а минимальный уровень шлаковой ванны линией 7. Перегородка 8 препятствует смешегтю газов зоны окислеЕшя и зоны восстановлеьшя, дает возможность поддеркивашш в обеих зонах независимой друг от друга атмосфергм. У правильной шахты 2 несущий элемент стенок шахты является экраном парового ко лэ, при этом стопки 9 выполнены в вице трубной мембраны и соеш1нены мемоду собой трубами 10, по которым течет охлаждающая среда, например вода, причем своими НИЖ1ШМИ Концами они соединены с горизонтальным ш-1ЖШ1м коллектором 1-1, а своими верхшгми концами - с горизонтальным верх1шм коллектором 12. Питательная вода 13 котла через бак 14 под ется в выполненные как полые тела нижцие коллекторы 11 всех четырех стенок шахты, вода распределяется по всем трубам Ю всех стенок 9, течет снизу ввер по трубам, попадает в выполненные как полые .тела верхшш коллекторы 12 и оттуда в виде пард - в паровой барабан или паросборшгк 15. Нижние 11 и верхние 1 коллекторь выступают от стенки 9 в вид трубной мембраны шахты и образованная таким образом Ш1ша между шжним.коллектором 11, верх1шм коллектором 12 и стенкой 9 в виде трубной мембраны облицована огнеупорными кирпичами 16. Во внутреннюю часть шахты выступают вертикальные, установленные на растоянии друг от друга, состоящие из элементов стенки в виде трубной мембраны, несущие стеггки 17 и 18 и т. д., причем вертикальные шахтообразные ниши между боковыми стенками 17,18, Ш1ЖНИМ коллектором 11,. верхним коллектором 12 и -стенкой 9 в виде трубной диафрагмы заполнены уложенными друг на друге огнеупорными к;ирпичами 16. Промежуточное пространство между стенкой 9 и боковыми несущими стенками 17, 18,с одной стороны, и огнеупорными кирпичами 16, с другой стороны, заполнено каким-либо огнеупорным материалом. Каждый огнеупорный кирпич 16 фиксируется таким образом, с грех сторон и одновременно хорошо охлаждается с этих трех сторон. В совокупности стенки такой шахты имеют высокую устойчивость, также как и отдельные огнеупорные кирпичи, кладка имеет большую продолжительность службы. Наружная поверхность стенки 9 может еще защищаться посредством огн.е упор ной набивки 19. Стенка 20 состоит из расположенной снарунда трубной мембраны и расположенной внутри огнеупорной кладки плавильной шахты 2, находящейся в непосредстве}пгой близости к газоотводной шахте 3, остальные стенки которой состоят только из стенок 9 в виде трубных мембран, т.е. у газоотводной шахты 3 несущие стенки- 9 в отличие от плавильной шахты 2 внутренняя- сторона не футерована огнеупорньми кирпичами. У плавильной шахты 2 потери тепла ; от внутрен1гей части шахты на стенки шахты небольшие, чтобы отнимать у процесса плавки как можно меньше тепла, у газоотводной шахты 3 теплоотдача из внутренней части шахты к охлаждаемым стенкам шахты очень высока; поскольку содержащие пыль газообразные отходы должны -охлаждаться для очистки, то подсоединяемых к газоотводной шахте гааоохлацитель должен выполняться только небольшим или его может не быть совсем, поэтому стенка 20 на своих обеих сторонах выполняет две различные, нонеобходимые задачи. Поскольку у предложенной шахты несущий элемент стеНки выполнен в виде трубной мембраны, то плавильная 2, а также газоотводная 3 шахты подвешенны на верхних коллекторах 12 стенок 9. Согласно фиг. 4 верхние коллекторы 12 опираются на опорах 21 и 22. Из фиг. 2 также следует, что cTevnca 2О между плавильной шахтой 2 и газоотводной шахтой 3, также как и каждая из отдельных стенок шахты, на своем нижнем конце заканчивается водосборником 23, который подвешен с расстоянием над максимальHbnvi уровнем ванны расплава или- уровнем 6 шлаковой ванны, чтобы через промежуточное просгрансгво между уровнем 6 и коллектором 23 можно было отводит газообразные отходы из плавильной шахты 2 в газоотводную шахту 3. На нижнем коллекторе II стенки 9 в виде трубной мембраны на правой стороне плавильной шахты 2, а также газоотводной шахты 3 закреплена погружаем сверху в ванну раплава перегородка 8, которая отделяет плавильную шахту, а также газоотводную шахту от расположен ного в непосредственной близости обраба тывающего расплав отстойника 4. При этом перегородки 8 находятся в пазу 24 нижнего коллектора II стенки 9. Для облегчения ее монтажа и демонтажа перегородка в с помощью соединенных с нею направляющих роликов 25 и 26 может перемещаться на несущем тросе 27, который пропущен через продольное отверстие 28 диафрагмы-перегородки В фиг. 5. Погружаемая в ванну расплава или шлака диафрагма-перегородка 8 предпочтительно состоит из меди или стали и имеет каналы 29 для средства охлаждения. Формула изобретения 4. Шахта для термической обрабЛки и плавки материала, содержащая устройств для охлаждения ее стенок, выполненное из вертикальных параллельно соединенны 1РУб| установленных по периметру шахты горизонтальных верхнего и нижнего коллекторов для подвода и отвода охладител к трубам, и металлоприемник, о г л и ч ю щ а я с я там, что, с целью повышени эффективности эксплуатации и ремонта. верхний и нижний Коллекторы выполнены в виде полых тел, выступающих оТ стенки внутрь шахты, пространство между которыми заполнено огнеупорными кирпичами,, а каждая стенка шахты установленна на нижнем коллекторе или подвешена на верхнем, 2.Шахта по п. I, о т л и ч а ю щ ая с я тем, что она снабжена выступаюшими от стенки внутрь шахты дополнительными несущими элементами в виде трубных мембран, равно отстоящих друг от друга и соедиеннных с трубами, размещенными по периметру. 3.Шахта по пп. I и 2, о т л и ч а - ю щ а я. с я тем, что она снабжена по меньшей м-ере одной примыкающей к ее стенке газоотводной камерой, стенки которой выполнены только в виде трубных мембран. 4.Шахта по пп. 1-3, отличающаяся тем, что она снабжена вертикальной, расположенной под ее стенкой смежной с газоотводной камерой перегородкой, которая образует в мет алло- приемнике отстойник и выполнена из меди или стали с каналами для охладителя. 4. Шахта по п. 4, о г л и ч а ю щ ая с я тем, что перегородка установлена с возможностью перемещения с помощью (1есущего троса по направляющим роликам 0 пазу нижнего коллектора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент США № 3555164, кл. 13-9,1968. 2.Патент Японии № 49-2242, кл. С2ИЪ 7/10, 1974.
19
Ы.5
