Шахтная печь

Шахтная печь

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. ШАХТНАЯ ПЕЧЬ, включающая разъемный металлический корпус, стационарную шахту, состыкованный с НЕЙ сменный металлоприемник и летку для слива шлака, отличающаяся тем, что, с целью увеличения срока службы печи, шахта выполнена с выступом, входящим в металлоприемник , с образованием кольцевого зазора между, выступом и стенкой металлоприемника, а летка расположена .ниже, выступа.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(51) В ,: с, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

„„SU„„896922 А

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К A8TOPCHOIViY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 2971?65/22-02 (22) 08. 08. 80 (46) 30. 05.83. Бюл. 9 20 (72) Г.П.Зуев, В.Н.Капленков, М.Л.Коцарь, B.Â.Куксенов, Е.В.Рябин, E.Н.Талтыкин, Г.В.Юдин, A.Б.Селиванов, В.С.Семенов, М.Т.Янаков и В.Г. Чуприйко (53) 669. 24/ ° 29 (088. 8) (56) 1. Исламов M.Ø. Печи химической промышпенности, Химия „ Л., 1975.

2 ° Авторское свидетельство СССР

bio заявке 2868907, кл. F 27 В 1/00, 14.01.80., (54) (57) 1. ШАХТНАЯ ПЕЧБ| включающая разъемный металлический корпус, стационарную шахту, состыкованный с ней сменный металлоприемник и летку для слива шлака, отличающ а я с я тем, что, с целью увеличения срока службы печи, шахта выполнена с выступом, входящим в металлоприемник, с образованием кольцевого зазора между. выступом и стен кой металлоприемника, а летка расположена ниже. выступа.

С:

Об Ф

С5 с©

М

hei

896922

50

2. Печь по п,s, о т л и ч а ю— щ а я с я тем, что выступ выполнен съемным.

3. Печь по п.1, о т л и ч а ю " щ а я с я тем, что, величина зазора между выстуном и стенкой!

Изобретение. относится к печам иах тного типа, используемым для получения радиоактивных и редких тугоплавких металлов путем металлотер . мического восстановления .соединений, и может быть использовано в цвет,ной металлургии.

Известна плавильная печь шахтного типа, работающая в воздушной среде

f11 °

Эта печь состоит иэ стационарной шахты и пристыкованного к ней сменного металлоприемника. После прохождения металлотермических реакций и отстоя металла и шлака шлак сливают через летку, а металлоприемник отде ляют от шахты и извлекают из него застывший металл. Вб время реакции на стенках печи образуется гарнисаж-твердый защитный слой, предохра" няющий стенки от износа, а выплавляемый металл от проникновенйя в нет го частиц материала, из которого изготовлены шахта и металлоприемник.

Чаще всего им служит графит, поэтому гарнисаж защищает металл оттне-. избежного науглероживания.

Недостатком этой печи является неизбежное насыцение азотом и кисло. родом воздуха как металла, так и гарнисажа. что приводит R невозможности получения кондиционного

;металла.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемому решению является шахтная печь, включающая разъемный металлический корпус, стационарную шахту, состыкованный с ней сменный металлоприемник и .летку для слива шлака (2).

Печь содержит разъемный металлический герметичный корпус, в котором размещены стационарная футерованная графитом шахта, имеющая форму расширяющейся книзу трапеции, причем блоки футеровки имеют возможность радиального перемещения, и поджатый к ней сменный поддон-металлоприемник, при этом внутренние диаметры шахты и металлоприемника в месте стыка одинаковы. В шахте выше металлоприемника расположена боковая летка, проходящая через корпус печи. Нижняя часть корпуса металлоприемника равна 0,01-0,03 внутреннего диаметра металлоприем ника.

4. Печь по п.1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, выаота выступа равна 3-5 величинам зазора. вместе r. поддоном и леткой заключены в защитный герметичный корпус, соеиненный патрубком с внутренней полостью шахты, заполняемой инерт5 ной средой. Такая конструкция печи позволяет получить чистый металл во время плавки, хотя при сливе, шлака не исключается частичное азотироваиие и окисление метал)p ла..

Недостатком этой печи является небольшой срок службы печи, так как затруднен разъем шахты и металлоприемнйка после охлаждения металла.

15 Образовавшийся гарнисаж сплошным слоем покрывает внутренние стенки печи, надежно сцепляя шахту и металло . приемник. Чтобы их разделить, необходимо разрушить слой гарнисажа в месте стьп<овки, для чего приходится

: применять механическое воздействие.

Края слоя гарнисажа в месте разъема требуют зачистки - крайне трудоем кой операции, чтобы обеспечить стаи ковку шахты и металлоприемника при

25 следующей плавке. Часто при механи-i ческом воздействии из строя выходит металлорпиемник, появляются трещины и сколы на шахте, т.е ° она также требует замены.

ЗО .Белью изобретения является уве". личение срока службы Печи, обесПечение многократности использования как металлоприемника, так и стационарной шахты.

Поставленная цель достигается тем, чтФ шахта выполнена с выступом, входящим в металлоприемник, с образованием кольцевого зазора между выступом и стенкой, а летка расположена ниже выступа, который выполнен съемньм, величина зазора равна О, 01-0,03 внутреннего диаметра металлоприемника, высота выступа равна

3-5 величинам зазора.

45 За счет Разрыва сплошности слоя гарнисажа значительно облегчен . разъем печи после кристализации металла, не требуется механическое вмешательство для разделения шахты и металлоприемника.

На фиг.1 приведена предлагаемая шахтная печь для проведения восстайовительных плавок радиактивных и

896922 редких тугоплавких металлов; на . ,фиг. 2 — место стыковки шахты и метал лоприеМника в увеличенном масштабе..

Печь содержит цилиндрический металлический корпус в виде стакана, состоящего из двух частей: верхней 1 и нижней 2. В верхней части корпуса установлена графитовая шахта

3 и плотно прилегающий поджатый к ней металлоприемник 4. В графитоВоМ металлоприемнике выполнены 10 цилиндрическая выемка 5, ячейки 6 для приема металла и центральное сквозное отверстие 7.В шахте на йрилегакщем к металлоприемнику торце сделан выступ 8, входящий в выемку 15 металлоприемника. Наружный диаметр выступа выполнен меньше внутреннего. диаметра выемки металлоприемника, так что между ними образован кольцевой зазор 9> Величина зазора равна

0,01-0,03 вйутреннего диаметра метал лоприемника. Высота выступа составляет 3-5 величины зазора. Чтобы обеспечить гарантированный кольцевой зазор и сцентрировать шахту и металлоприемник, прилегающие стенки

10 шахты и металлоприемника скошены.

В одном иэ вариантов печи для упрощения изготовления выступ выполнен съимным,и образован графитовым кольцом, запрессованным в цилиндрическую проточку шахты. В центральном отверстии металлоприемника эапрессована труба 11, служащая леткой для слива шлака. Верхняя часть трубы выступакщая над металлоприемником 35 и расположенная ниже выступа, закрыта расплавдяемой пробкой 12. Под металлоприемником размещен шлакоприемник 13, в.боковых стенках которого сделаны отверстия 14 для выхо-;40 да газов. В верхней части корпуса печи установлен запал 15, утопленный в шихту .16,озаполняющую шахту. Верхняя,"часть корпуса герметично закрыта крышкой 1 7, в которой смонтирова . 45 ны патрубки 18 и 19 для ввода инертного газа и вакуумирования.

Печь работает следу;ощим образом.

Герметично собранную печь с засы" ,панной шихтой через патрубок 18, заполняют инертным газом, преиму щественно аргоном, предварительно через патрубок 19 откачав воздух.

При необходимости проводят предварительный нагрев шихты отвнешнего. источника (на чертеже не показан) до заданной температуры после чего инициируют реакцию с помощью запала. В процессе реакции на стенках шахты и металлоприемника образуется гарнисаж, но так как внут- 60

/ ренняя стенка шахты не соприкасается с внутренней стенкой металлоприем. ника и часть стенки металлоприемника перекрыта выступом шахты, то слой гарнисажа, покрывающий внутреннюю стенку шахты,, не соприкасается со слоем гарнисажа, покрывающим выемку металлоприемника, т.е. возникает разрыв сплошности слоя гар. нисажа. Поскольку кольцевой зазор при засыпке шихты ею не заполняется то на пррекрытой выступом внутренней стенке выемки металлоприемника гарнисажа не образуется, т.е. место

1 стыковки шахты и металлоприемника не подвержено воздействию сил сцепления, возникающих между, слоем гарнисажа и материалом шахты и металлоприемника.

При бурном прохождении металло термической реакции шихта поднимается. Путем эксперимента определена максимальная высота подъема, поэтому оптимальный размер выступа, .гарантирукщий зазор от попадания шихты, установлен в пределах 3-5 величин зазора. Оптимальная величина зазора определена эмпирически, исходя из того, что иэ-за сил прверхностного натяжения расплава может произойти зарастание зазора.

Полученные в результате реакции жидкие металл и шлак разделяются по удельным весам. Шлак расплавляет пробку 12 и через летку поступает в шлакоприемник 13. Поскольку летка расположена ниже выступа шихты, то в кольцевом зазоре расплавленный шлак не остается. Гаэ,.вытесненный шлаком, удаляется через отверстия

14. Металл кристаллизуется в ячейках металлоприемника. После охлаждения металла корпус печи разъединяют, нижнюю. часть корпуса со шлакоприемником и металлоприемник отсоединяют от верхней части печи, при этом для отделения металлоприемника от шаяты ,не требуетс% значительных усилий, так как место их стыковки свободно от слоя гарнисажа, связывавшего их. Иэ ячеек металлоприемника извлекают слитки металла, и:металлопри:,емник готов к последующему использованию ° В корпус печи вставляют шлакокоприемник и металлоприемник, соедин. няют части корпуса между собой. Шахтная печь готова к следукщей плавке.

Предлагаемая печь допускает на том же оборудовании, при той .же шахте и металлоприемнике, проводить значительно больше плавон, т.е. увеличивается срок ее службы.

896922 о юг Р

Составитель Т.Ворнычева

Редактор О.филиппова Техред T.ôàíòà КорректорО.Тигор

Заказ 6460/2 Тираж . 627... Подписное

ВНЙЙПИ Государственного комитЕта СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москав, X-35, Раушская най., д. 4/5 филиал ППП . .Патент ., г. Ужгород, уа. Проектная, .4