Схема защиты огнеупорной футеровки плавильных печей

Схема защиты огнеупорной футеровки плавильных печей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Соеэ Советских

Социалистииескик

Республик

<и>877297

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт, свид- ву (22) Заявлено 061077 (21) 2534992/22-02 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет

Опубликовано 301(81. Бюллетень Ио40

Дата опубликования описания 301б81 (53) йл. ЯЛ.З

F 27 0 1/00

Государственный комитет

СССР по яелаи изобретений и открытий (3) НЖ 669. 183. .211.3 (088.8) (72) Авторы изобретения

В.MЛостак, A.È.Толочко, А.A.Савин, Л.Д.Грицук и Н.Г.Щекин (71) заявители (54) СХЕМА ЗАЩИТЫ ОГНЕУПОРНОЙ ФУТЕРОВКИ

ПЛАВИЛЬНЫХ ПЕЧЕЙ

Изобретение относится к металлургии, а именно к защите огнеупорной футеровки плавильных печей от физикохимического износа.

Известен способ повышения стойкости огнеупорной футеровки металлургических печей, заключающийся в том, что через огнеупор вцоль его рабочей поверхности пропускают электрический ток, поступающий от внешнего источника постоянного тока (.1).

Недостаток указанного способа состоит в отсутствии воэможности нейтрализовать внутреннюю термо-ЭДС печи, возникающую при технологическом процессе выплавки металла между рабочей поверхностью огнеупорной футеровки свода, стен (co стороты рабочего пространства печи) и ванны с расплавленным металлом, увеличивающую физико-20 химический износ огнеупора, так как электрическая цепь между рабочей поверхностью огнеупорной футеровки и ванны.с расплавленным металлом (при подаче электрического тока через огнеупор вдоль его рабочей поверхности) разомкнута. Кроме тго, необходим внешний источник тока.

Наиболее близким к предлагаемой схеме является техническое решение, : 30 предусматривающее компенсацию внутренней.термо-ЭДС печи, для чего в футеровке свода, стен и в ванне расплавленного металла установлены токопроводящие элементы и подключены к внешнему источнику тока для компенса ии возникающей термо-ЭДС печи |.2 ).

Данное техническое решение обеспечивает повышение стойкости футеровки, однако для этого процесса требуется внешний источник тока, что усложняет схему защиты и сопряжено с дополнительным расходом электроэнергии.

Цель изобретения — упрощение схемы и снижение расхода электроэнергии за счет использования внутренней термоЭДС печи.

Укаэанная цель достигается тем, что в схеме защиты огнеупорной футеровки плавильных печей, включающей, по крайней мере, две печи, в футеровке свода, стен и в ванне расплавленного металла которых установлены токопроводящие элементы, причем токопроводящие элементы свода и стен первой печи соединены с токопроводящими элементами ванны металла второй печи, а токопроводящие элементы ванны металла первой печи соединены с токопроводя877297 щими элементами свода и стен второй печк.

При технологических процессах и температурах выплавки черных и цветных металлов в печи возникает внутренняя термо-ЭДС печи между расплавленным металлом и рабочей поверхностью гнеупоров свода, стен печи (co стороны рабочего пространства печи), которая увеличивает Физико-химический износ огнеупоров.

В результате проведенной работы по исследованию огнеупорной футеровки

GJfckBHJlbHHx печей производства алюминиевобронзовых сплавов установлено, что на внутренней рабочей поверхности огнеупорной кладки возникает по- 35 тенциал, величина которого различна в разных точках огнеупорной кладки.

Величина термо-ЭДС колеблется в различных точках огнеупорной кладки относительно металлической ванны (рас- gg плавленного алюминия) в пределах

1,1-2,4 В при силе тока 0,12 A,ïðè этом полярность расплавленного ме- талла .имеет знак (-), а рабочей поверхности огнеупорной(футеровки (+).

Поскольку потенциалы точек футеровки и металлической ванны являются переменными величинами (потенциал точек огнеупорной футеровки является

Функцией температуры в исследуемой точке, а потенцйал ванны является функцией его химического состава), есть возможность компенсировать потенциал футеровки для увеличения стойкости.ее за счет противотоков ванны и огнеупорной футеровки двух соседних печей.

На чертеже изображена предлагаемая схема защиты огнеупорной футеровки плавильных печей.

Схема включает две металлоплавиль- 40 ные печи 1 и 2, каждая из которых имеет токопроводящие элементы, выполненные в виде пластин 3 и 4, изготовленных из материала, температура плавления которого выше, чем вып- 45 лавляемого металла, установленные соответственно в швы рабочей поверхности .огнеупоров свода, стен и ванну с расплавленным металлом. Пластины

3 и 4 при помощи контактных выводов 5() соединены с токопроводящими шинами 5 и 6, образуя замкнутую электрическую цепь свод и стены первой печи-расплавленный металл второй печи.и свод и стены второй печи-расплавленный ме- 55 талл первой печи.

Предлагаемая схема защиты огнеупорной футеровки плавильных печей работает следующим образом.

В процессе выплавки металла токопроводящие пластины 3, установленные 60 . в швы огнеупорной кладки (футеровки) свода, стен печи (выше ванны с расплавленным металлом), соединяются с отложившимися в поверхностных слоях рабочей поверхности огнеупорной Футе-65 ровки продуктами плавки,представляющими собой полупроводниковые элементы, в которых под действием температуры технологического процесса плавки металла возникает термо-ЭДС, имеющая полярность со знаком (+), à s ванне с расплавленным металлом возникает термо-ЭДС со знаком (-), которая передается на токопроводящие элементы — пластины 3 и 4. При соединении токопроводящей шиной 5 пластин 3 печи 1, имеющих полярность (+), с пластинами 4 печи 2, имеющих полярность (-), а токопроводящей шиной 6 пластин 3 печи 2, имеющих полярность со знаком (+), с пластинами 4 печи 1, имеющих полярность со знаком (-), компенсируется внутренняя термо-ЭДС печей 1 и 2 за счет использования внутренней термо-ЭДС этих печей, т.е. внутренняя термо-ЭДС, возникающая при технологическом процессе выплавки металла между расплавленным металлом и рабочей поверхностью огнеупорной футеровки, одной печи передается в качестве противо-ЭДС в другую печь, таким. образом, что полярность внутренней термо-ЭДС печи 1 противоположна полярности внутренней термо-ЭДС печи 2, а полярность термо-ЭДС печи

2 противоположна полярности термо-ЭДС печи 1, обеспечивая замкнутую электрическую цепь, свод и стены ванны 1 расплавленный металл печи 2, а также свод и стены печи 2 — расплавленный металл печи 1,- уменьшая физико-химический износ огнеупорной футеровки.

Пример. Проводят проверку возможности увеличения стойкости огнеупорной футеровки шлакоплавильных печей и печей для плавки неметаллических расплавов и теоретических основ процесса экспериментом на стеклоплавильной печи из условия, что свободная энергия расплава равна

А.1 = -23,06 п Е где n - число электронов, участвующих в процессах, протекающих в расплаве;

Š— .ЭДС, В °

Эксперимент на стеклоплавильной печи показывает аналогичность электронных явлений с печами по выплавке металла.

В результате проведения промышленных испытаний скорость разрушения огнеупорной футеровки уменьшается в 1,5 раза, что по приближенным расчетам дает возможность уменьшения огнеупорных материалов на ремонт печей на 30%, а экономическая эффективность в предлагаемой схеме защиты огнеупорной футеровки плавильных печей с учетом дополнительных затрат может достигнуть 40-60 тыс.руб. в год на одну печь средней производительности.

877297

Формула изобретения

Составитель Г. Титова

Техред A.Áàáèíåö Корректор Н, Ывыдкая

Редактор И. Михеева

Заказ 9593/61, . Тираж 661 : Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва,Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Схема защиты огнеупорной футеровки плавильных печей, включающая по крайней мере, две печи, в футеровне свода, стен и в ванне расплавленного металла которых установлены токопроводящие элементы, о т л и ч а ю— щ а я с я тем, что, с целью упрощения схемы и снижения расхода электроэнергии за счет использования внутренней термо-ЭДС печи, токопроводящие элементы свода и стен первой печи соединены с токопроводящими элементами ванны металла второй печи, а токопроводящие элементы ванны металла первой печи соединены с токопроводящими элементами свода и стен второй печи.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 410097,кл, С 21 С.5/04, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке 9 2500437/02. кл. F 27 D 1/00, 14.06.77.