Плазменная плавильная печь

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

())) 926477

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН Ия

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (89) 142491 (ГДР) (6I ) Дополнительное к авт. свнд-ву (22) Заивлено 31.05.7 8(21) 7770220/22-02 (23) Приоритет - (32) 29,06.77 (51) М. Кл.

F 27 В 3/02 Ъвударствкннь)Й квинтвт

СССР о делаи нэабрвтеннй н открвпнй (31)ФРГ27В/199770 (33) ГДР

Опубликовано 07.05.82Бюллетень № 17

Дата опубликования описания 07.05,82 (53) УЙК669,187..2(088,8) Иностранцы

Прнмке Конрад, Траутманн Клаус-Петер, Папсдорф Петер и Поле Гюнтер (ГДР) с j " $A

Иностранное предприятие

В:

"ФЕБ Мансфельд-Комбинат Внльхельм Пик),, -;

<г))р) (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ПЛАЗМЕННАЯ ПЛАВИЛЬНАЯ ПЕЧЬ

Изобретение относится к плавильным печам, в частности к плазменной пла-. вильной печи для непрерывной плавки . металлов, в особенности, для. расплавления подготовленного легкого металлолома.

Известно плазменное плавильное устройство для непрерывной плавки металлов, у которого процесс нагревания н плавки, а также последующая затем стадия про-цесса происходит в двух нлн нескольких 10 связанных друг с другом плавильных сосудах. Сосуд для первичной плавки н один нли несколько последующих сосудов для вторичной плавки соединяются друг с Llpyt îì одним нли несколькими соединительными 36 каналами, Эти сосуды выполнены таким образом, что они могут опрокидываться вокруг своей вертикальной осн.

Плавильные сосуды, также как и сое динительные каналы, могут быть оборудо- 20, ваны одним нлн несколькнмн протнвоэлектропами. Сосуд для первичной плавки оочащен известным загрузочным механизмом, расположенным на крышке плавильного со

:уда или сбоку от него. Далее, известна 26 кчногокамерная плазменная индукционная .плавнльная печь с разъемной, герметично закрывающейся крышкой, у которой геометрня плазменных плавильных камер согласована с отдачей энергии плазменной дуги, причем плазмотрон расположен под углом к поверхности расплавляемого материала нлн же в нише стенки индукционной плавильной камеры. Плазменные, к ин- . дукционные плавильные камеры связаны каналом н опрокидываются вместе нли по-отдельности.

Известна также плазменная плавильная печь, у которой плаэмотроны.расположены под твердой поверхностью расплавляемого материала, отличается тем, что металлопрнемник в печи состоит по меньшей мере нэ двух, образующнх одни блок, рабочих пространств печи, имеющих различную конструкцию. Плазматроны расположены под соответствующим углом к оси печи в ее нишах. Кроме того, части метвллоприемннка в печи опрокидываются илн опорожняются по-отдельности нля совместно, а крышка металлопрнем3 9264 ника оснащена загрузочным устройством.

В одной из принципиальных конструкций этого металлоприемника для сбора расплавленного металла одна или несколько рабочих камер дополнительно связаны

5 через несколько отверстий с плавильной печью.

Эти типы печей имеют соответствующий дополнительный обогрев.

Однако на основании того, что плавильные устройства состоят иэ нескольких связанных между собой плавильных сосудов, ограничивается гибкость технологии процесса плавки, хотя работа в про-, цессе плавки требует, чтобы расплавленный металл или же разливался немедленно по окончании процесса плавки, или подводился к устройству обработки переплавкой и/или к смесителю для получения необходимого сплава.

Недостаток известных плавильных устройств состоит также. в том, что при необходимости больших высот засыпки скрапа, соответствующих порядку величины длины плазменной дуги, стабильное горе ние плазменной дуги в засыпке скрапа не достигается. Плазменная дуга горит лишь очень неустойчиво и часто выдувается под воздействием дутья собственного магнитного поля. Наконец, следующий недостаток известных плазменных плавильных устройств для непрерывной плавки металлов состоит в том, что у них нет уст ройств, препятствующих попаданию в расплавленный металл таких примесей, как влага, масло, загрязнения и т.д., прилипающих к скрапу. Из-за этих примесей качество расплавленного металла сильно понижается.

Цель изобретения - создание плазмен40 ной плавильной печи, с помошью которой можно было бы увеличить выход по металлу, одновременно улучшая качество расплавленного металла.

Пель изобретения состоит также в том,4 чтобы создать плазменное плавильное устройство для плавки металлов, в особенности, для плавки подготовленного легкого металлолома, состояшего из одного плавильного сосуда, соответствующего особенностям состава расплавляемого материала и режиму расплавления плазменной дуги, обеспечиваюшего оптимальный ввод энергии в расплавленный металл, и одновременно уменьшаюшего до минимума попадание в расплавленный металл примесей, имеющихся на загружаемом скрапе.

77 4

Цель достигается тем, что одна или несколько плазменных горелок с переходными плазменными дугами располагаются таким образом, чтобы основания перпендикуляров одной или нескольких плазменных дуг находились бы в пределах перехода насыпного конуса скрапа в зумпф печи. Они располагаются вертикально или с наклоном продольной оси под углом от 0 до 60,к вертикали. При применении нескольких плазменных горелок в целях обеспечения подвижности расплава, необходимой для дальнейшего повышения .скорости расплавления и уменьшения больших перепадов температуры, эти плазменные горелки располагаются вертикально или под углом от 0 до 60О на поперечной оси плазменноч печи. Иля достижения равномерной температуры металла в зумпфе печи и повышения скорости расплавления, непосредственно под основанием перпендикуляра одной или нескольких плазменных дуг расположена электромагнитная мешалка. Передача энергии на применяемый материал происходит в результате излучения колонки плазменной дуги на насыпной конус скрапа, в результате проводимости и конвекции в области основания плазменной дуги на эумпф печи, в результате конвекции сильно нагретого жидкого зумпфа печи. из пределов . основания перпендикуляра плазменной дуги в насыпной конус скрапа с помощью электромагнитной мешалки и конвекции плазменного газа при засыпке скрапа в насыпной конус и в.шахту. Отношение высоты шахты Н к диаметру шахты D известной шахты, насаживаемой на известный, выполненный в виде ванны, металлоприемник в печи, больше или равно единице.

На фиг. 1 представлена плавильная печь, продольное сечение; на фиг. 2 — сечение А-А на фиг. 1; на фиг, 3 - сечение Б-Б плазменной печи.

Плазменная печь состоит из выполненного в виде ванны металлоприемника

1 с насаженной на него .вертикально или с небольшим наклоном относительно вертикали, шахтой 2. Отношение высоты шахты к диаметру шахты О бспьше или равно единице.

Плазменная плавильная печь загружается непрерывно или квазинепрерывно предназначенным для плавки материалом

4 с BQMQIHblo герметичного загрузочного устройства 3, расположенного на верхнем конце шахты 2. Насыпной конус скрапа

5, образуюшийся в рабочем пространстве печи, переходит в зумпф печи 6, Одна

77

Формула

6 из обре тек и я

1. Плазменная плавильная печь для непрерывной плавки металлов, преимушест. венно для плавления подготовленного скрапа легких металлов, с помощью плазменных горелок, причем металлоприемник в печи выполнен в виде ванны, имеющая электромагнитную мешалку и переливное устройство, служащее для непрерывного отвода расплавленного металла, или электромагнитный транспортный лоток, предназначенный для прерывистого отвода расплавленного металла, и снабженная насаживаемой, вертикальной или слегка наклонной относительно вертикали шахттой с находящимся ца ее верхнем конце герметичным загрузочным устройством для непрерывной или квазинепрерывной загрузки металла, и с подключенными к печк для очистки отходящего газа газоохладителем и циклоном, о т л и ч а ю— ш а я с я тем, что плазменные горелки с переходными плазменными дугами расположены таким образом, что основание или основания перпендикуляров одной или нескольких плазменных дуг находятся в области перехода насыпного конуса скрапа в зумпф печи, электромагнитная мешалка расположена непосредственно под основанием перпендикуляра одной или нескольких плазменных дуг, а отношение высоты к ее диаметру шахты, насаживаемой на металлоприемник, больше илк равно единице.

2. Печь по п.1,о т л и ч а ю ш ая с я тем, что одна или несколько плазменных горелок 7 расположены верти- о кально или под углом от 0 до 60 к вертикали на продольной оси плазменной печк.

З.Печьпопп. 1и2, отличаю ш а я с я тем, что несколько плазменных горелок 7 расположены вертикально или под углом от 0 до 60 к вертикали о на поперечной оси. плазменной печи.

4. Печь по пп. 1-3, о т л .и.ч а— ю ш а я с я тем, что несколько плазменных горелок 7 расположены под углом от 0 до 90 к продольной оси плазменной печи.

5 9264 или несколько плазменных горелок 7 расположены таким образом, чтобы одно или несколько оснований перпендикуляров одной или нескольких плазменных дуг 8 находились бы в пределах перехода-насыпного конуса скрапа 5 в зумпф печи

6. Тем самым обеспечивается небольшая высота засыпки скрапа в непосредственной близости от плазменной дуги и достигается спокойное и устойчивое горе- о ние плазменных дуг 8. Плазменные горелки 7 расположены вертикально или с наклоном продольной оси под углом

Д от 0 до 60 к вертикали.

Как показано на фиг. 2, при применении нескольких плазменных горелок 7 они располагаются под углом d. от 0 до

60 к вертикали на поперечной оси и, согласно фиг. 3, под углом d.îò 0 до

90 к продольной оси плазменной плавильной печи. Благодаря наклонному расположению плазменных горелок 8 достигается подвижность расплава, обеспечиваюшая повышение скорости расплавления и уменьшение перепада температур в зумпфе печи 6. о

Для достижения равномерной температуры металла в зумпфе печи 6 и повышения скорости расплавления непосред- ственно под основанием одной или нескольких плазменных дуг 8 в пределах зумпфа печи 6 предусмотрена электромаг- ° нитная мешалка 9. Плазменный газ 10, проходящий сквозь засыпку скрапа, принимается на верхнем конце шахты 2 под

35 герметичным разгрузочным устройством

3 и подводится к газоохладителю 11, в результате чего поступающие вместе с газом примеси, такие как масло и вода, выделяются, в то время, такие примеси, как пыль, вследствие высокой скорости потока осаждаются в центробежном пылеотделителе (циклоне) 12. Очищенный отходящий газ 13 выпускается без за грязнения окружающей среды, B атмос45 феру.

Расплавленный металл выпускается непрерывно через герметичное относительно рабочего пространства печи переливное устройство 14 или с перерывами в целях дальнейшей обработки с помощью

S0 электромагнитного транспортного лотка 15

926477

А-А иг

Составитель Л. Магаюмова

Редактор Г. Ус Texpeg С. Мигунова Текреп М. немчик

Заказ 2948/33 Тираж 642 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул.:Проектная, 4