Электропечь

Электропечь

Реферат

 

Использование: область пирометаллургии. Сущность: электропечь, содержащая камеру электротермической обработки расплава, электроды, снабжена прикладным газлифтным реактором, выполненным в виде газлифтной камеры с дутьевыми приспособлениями, входным каналом, переточным и сливным каналом. Отношение площади горизонтального сечения камеры газлифтной обработки расплава к площади поперечного сечения электрода составляет 0,5-3%, а высота газлифтной камеры составляет 0,3-1,5 высоты стенки камеры электротермической обработки расплава, расстояние по горизонтали между входным и сливным каналами реактора составляет не менее 2 диаметров электрода. Электропечь имеет апетейк, размещенный между реактором и электродами и выполненный с циклонной камерой. 2 з. п. ф-лы; 3 ил.

Изобретение относится к области пирометаллургии тяжелых цветных металлов.

Известна электропечь, содержащая камеру электротермической обработки расплава, электроды, окна в своде для загрузки материалов и отвода отходящих газов, шпуровые отверстия в стенке печи для выпуска штейна и шлака [1] Недостатком печи является то, что процесс обеднения шлаков в ней характеризуется невысокой скоростью и глубиной обеднения и высоким расходом электроэнергии.

Известна электропечь, содержащая камеру электротермической обработки расплава, электроды, окна для загрузки материалов и отвода отходящих газов, приспособления для выпуска жидких продуктов плавки, приспособления для продувки расплава газами, представляющие собой фурмы и полые электроды (прототип) [2] Недостатком этой электропечи является то, что интенсивность продувки недостаточно высока и ограничена барботажным режимом, что снижает производительность процесса обеднения. Образующиеся брызги расплава попадают на электроды, снижая показатели работы печи.

Целью изобретения является повышение производительности процесса обеднения шлаков.

Поставленная цель достигается тем, что электропечь, содержащая камеру электротермической обработки расплава, электроды, приспособления для продувки расплава газами, согласно изобретению снабжена прикладным газлифтным реактором с отношением площади горизонтального сечения камеры газлифтной обработки расплава к площади поперечного сечения электрода 0,5 3,0, а высота камеры газлифтной обработки расплава составляет 0,3 1,5 высоты стенки камеры электротермической обработки расплава. Расстояние по горизонтали между входным и сливным каналами прикладного газлифтного реактора составляет не менее двух диаметров электрода. Электропечь снабжена аптейком, размещенным между прикладным газлифтным реактором и электродами и содержащим циклонную камеру.

Печь представлена на чертежах. Фиг.1 вид в плане, фиг.2 разрез по А-А на фиг.1, фиг.3 разрез по Б-Б на фиг.1.

Электропечь содержит камеру электротермической обработки расплава 1, электроды 2, окна 3 для загрузки материалов, приспособление 4 для вывода шлака и извлекающей фазы, прикладной газлифтный реактор 5, содержащий входной канал 6, переточный канал 7, камеру газлифтной обработки 8 с дутьевыми приспособлениями 9, сливной канал 10, загрузочное приспособление 11. Вывод отходящих газов производится через аптейк, содержащий циклонную камеру 12 с тангенциально расположенным входным окном 13 и осевым выходным окном 14.

Электропечь работает следующим образом.

После загрузки исходного шлака и других материалов в печь через окна 3 производится его разогрев и поддержание рабочей температуры в камере 1 с использованием электродов 2. Расплав заполняет нижнюю часть прикладного газлифтного реактора 5. При подаче дутья в реактор через дутьевые приспособления 9 в камере 8 образуется газлифтный циркуляционный поток расплава. Расплав (шлак) через входной канал 6 поступает из камеры 1 в прикладной газлифтный реактор 5, проходит через переточный канал 7, камеру 8 газлифтной обработки расплава и возвращается через сливной канал 10 в камеру 1. Через дутьевые приспособления 9 подается восстановительный или окислительный газ с одновременной подачей в газлифтный поток твердого углерода с использованием загрузочного приспособления 11.

Образующиеся отходящие газы из камеры 8 через канал 10 выходят в камеру 1, откуда через входное окно 13 попадают в циклонную камеру 12 и затем после отделения от взвешенных частиц расплава направляются через выходное окно 14 в газоходную систему.

Величину отношения площади горизонтального сечения камеры газлифтной обработки расплава к площади поперечного сечения электрода следует поддерживать в пределах 0,5 3,0. При величине отношения менее 0,5 производительность обеднения будет недостаточно высокая и не будет обеспечено достижение поставленной цели. При величине отношения более 3,0 будет иметь место чрезмерно высокая интенсивность циркуляции расплава в камере электротермической обработки расплава, что приведет к неоправданно быстрому износу ее стенок и сокращению продолжительности рабочей кампании печи.

Высоту камеры газлифтной обработки расплава следует выдерживать равной 0,3 1,5 высоты стенки камеры электротермической обработки расплава. При величине менее 0,3 продолжительность взаимодействия газов с расплавом мала, что может не обеспечить достижения поставленной цели. При высоте камеры газлифтной обработки расплава более 1,5 высоты стенки камеры электротермической обработки расплава значительно возрастают эксплуатационные и капитальные затраты.

Расстояние по горизонтали между входным и сливным каналами прикладного газлифтного реактора должно быть не менее двух диаметров электрода. При невыполнении этого условия подвергнутый газлифтной обработке шлак после слива в камеру 1 вновь будет поступать в газлифтный реактор. Такая циркуляция уже обедненного шлака через прикладной газлифтный реактор резко снизит эффективность обеднения шлака в печи.

Размещение аптейка между прикладным газлифтным реактором и электродами предотвращает прохождение газового потока из канала 10, содержащего взвешенные частицы расплава, через электродное пространство. Взаимодействие взвешенных частиц шлака с электродами может привести к сокращению службы электродов, нарушению оптимального режима их работы, образованию наростов на поверхности и повышению трудоемкости их обслуживания.

Снабжение электропечи аптейком, содержащим циклонную камеру, позволит улавливать основную часть взвешенных в газовом потоке капель шлакового расплава с возвратом расплава в печь. Это обеспечит снижение величины пылеуноса, предотвратит образование настылей в газоходе и связанное с этим повышение эксплуатационных затрат по обслуживанию газохода.

Снабжение электропечи прикладным газлифтным реактором и обработка шлакового расплава газами в газлифтном режиме (80 200 нм³/м²мин.) позволяет существенно повысить интенсивность дутья по сравнению с прототипом, где продувка ведется в барботажном режиме (до 35 нм³/м²мин.). Как известно, производительность обеднения шлаков в печах рассматриваемого типа определяется интенсивностью дутья. Следовательно, использование электропечи предлагаемой конструкции позволит существенно повысить производительность обеднения шлака по содержанию ценных металлов (цинк, никель, кобальт и др.) в 1,5 3,0 раза по сравнению с прототипом.

Повышение производительности электропечи обеспечит снижение удельного расхода электроэнергии, так как сокращается продолжительность пребывания шлака в печи.

Источники информации: 1. В.И. Смирнов, И.Ф. Худяков, В.И. Деев. Извлечение кобальта из медных и никелевых руд и концентратов. Изд-во "Металлургия", М. 1970, с. 163-165.

2. М. Р. Русаков, Г.В. Востриков, К.И. Мосиондз. Электрическое сопротивление шлаковой ванны при продувке расплава газом. Цветные металлы, 1979, N 10, с. 26-27.

Формула изобретения

1. Электропечь, содержащая камеру электротермической обработки расплава, электроды, приспособления для продувки расплава газами, отличающаяся тем, что она снабжена газлифтным реактором, выполненным в виде отдельной газлифтной камеры с входным и выходным каналами, в котором отношение площади горизонтального сечения камеры газлифтной обработки расплава к площади поперечного сечения электрода составляет 0,5 3,0, а высота камеры газлифтной обработки расплава составляет 0,3 1,5 высоты стенки камеры электротермической обработки расплава.

2. Электропечь по п.1, отличающаяся тем, что расстояние по горизонтали между входным и сливным каналами газлифтного реактора составляет не менее двух диаметров электрода.

3. Электропечь по пп.1 и 2, отличающаяся тем, что она снабжена аптейком, размещенным между реактором и электродами и выполненным с циклонной камерой.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3