Печь для плавки в жидкой ванне

 

Использование: изобретение относится к области пирометаллургии. Цель: повышение эффективности работы печи. Сущность изобретения: в печи, содержащей шахту 1, кессонированный пояс 2 с фурмами 3, соотношение надфурменной и подфурменной зон составляет от 0,8 : 1 до 1,4 : 1. Печь содержит также подину 7, устройства с окнами для раздельного выпуска шлака и штейна. Уровень порога 13 штейнового окна 12 между шахтой 1 и шламовым сифоном 8 составляет 1 - 1,8 высоты подфурменной зоны, а уровень порога 10 шлакового окна 9 над нижней кромкой торцовой стенки 6 между шахтой 1 и шлаковым сифоном 8 составляет 1 - 1,2 высоты подфурменной зоны. Положительный эффект: улучшение работы печи путем предотвращения переохлаждения печи и образования промежуточного слоя в шлаковой ванне. 1 ил.

Изобретение относится к области пирометаллургии.

Известна печь для непрерывной плавки сульфидных материалов в жидкой ванне, содержащая прямоугольную шахту с кессонированным поясом и фурмами, разделяющими шахту на надфурменную и подфурменную зоны, подину, устройства с окнами для раздельного выпуска шлака и штейна, свод с отверстиями для загрузки шихты и вывода отходящих газов. Отношение высот надфурменной и подфурменной зон шахты печи составляет 2-10, отношение высот надфурменной и подфурменной зон кессонированного пояса составляет 3-5 и отношение высот окон над подиной в устройствах для выпуска шлака и штейна составляет 1,2-4,0 [1] Наиболее близкой к заявляемой печи по технической сущности и достигаемому результату является печь для непрерывной плавки сульфидных материалов в жидкой ванне, содержащая прямоугольную шахту с кессонированным поясом и фурмами, разделяющими шахту и кессонированный пояс на надфурменную и подфурменную зоны, подину, устройства с окнами для раздельного выпуска шлака и штейна, свод с отверстиями для загрузки шихты и вывода отходящих газов. Фурмы расположены на высоте, разделяющей кессонированный пояс на надфурменную и подфурменную зоны с соотношением высот от 1,5:1 до 1:3, при этом торцовые стенки кессонированного пояса выполнены не доходящими до подины с соотношением высот от фурм до нижних кромок торцовых стенок от 0,3 до 0,9 [2] Недостатком обеих печей является то, что они рассчитаны на работу с высокой шлаковой ванной, равной 1,2-4 ч. При такой глубине ванны неизбежно ее переохлаждение в нижней части, что ведет к неизбежному выпаданию промежуточного слоя и, следовательно, к грубому нарушению технологического режима.

Целью изобретения является повышение эффективности работы печи путем устранения возможности переохлаждения печи в нижней части, приводящему к выпаданию промежуточного слоя ванны.

Поставленная цель достигается тем, что в печи для плавки в жидкой ванне, содержащей прямоугольную шахту, кессонированный пояс с фурмами, разделяющий шахту на надфурменную и подфурменную зоны, торцовые стенки которого выполнены не доходящими до подины с соотношением высот от фурм до нижних кромок торцовых стенок от 0,3 до 0,9, устройства с окнами для раздельного выпуска шлака и штейна, свод с отверстиями для загрузки шихты и вывода отходящих газов, согласно изобретению соотношение высот надфурменной и подфурменной зон составляет от 0,8: 1 до 1,4:1, при этом уровень порога штейнового окна над нижней кромкой торцовой стенки между шлаковым сифоном и шахтой составляет 1-1,8 высоты подфурменной зоны, а уровень порога шлакового окна над нижней кромкой торцовой стенки между шлаковым сифоном и шахтой составляет 1-1,2 высоты подфурменной зоны.

На чертеже представлена предлагаемая печь.

Печь содержит прямоугольную шахту 1, кессонированный пояс 2 с фурмами 3 и торцовыми стенками 4 и 5 с нижней кромкой 6, подину 7, шлаковый сифон 8 с шлаковым окном 9, снабженным порогом 10, и штейновый сифон 11 с штейновым окном 12 и порогом 13, загрузочное устройство 14 и устройство для вывода газа 15.

Фурмы 3 расположены на высоте, разделяющей кессонированный пояс 2 на надфурменную h и подфурменную h' зоны с соотношением их высот 0,8-1,5. Порог штейнового окна находится выше нижней кромки 6 торцовой стенки 5, находящейся между шахтой и шлаковым сифоном, на уровне 1-1,8 высоты подфурменной зоны. Порог шлакового окна находится выше нижней кромки 6 торцовой стенки 5 на уровне 1,2-2 высоты подфурменной зоны. Таким образом, за точку отсчета уровней штейнового и шлакового порогов принимается нижняя кромка торцовой стенки, находящейся между шахтой и шлаковым сифоном. Уровень порогов определяется высотой подфурменной зоны от точки отсчета и составляет для порога штейнового окна 1-1,8 высоты подфурменной зоны, а для порога шлакового окна 1,2-2 высоты подфурменной зоны.

Печь работает следующим образом.

В шахту 1 через загрузочное устройство 2 на поверхность расплава непрерывно грузится шихта. Через фурмы 3 в шлакоштейновую ванну подается дутье, где происходит плавка. Образующийся штейн как более тяжелый оседает и накапливается на подине 7. Благодаря выбранному соотношению Н (высота столба расплава) и h'' (высота расплава в штейновом сифоне) уровень штейна на подине 7 будет накапливаться и затем поддерживаться на уровне нижней кромки 6 торцовой стенки 5. Поэтому накапливающийся на поверхности штейна шлак при превышении веса столба расплава Н в печи над весом столба расплава h''' (высота расплава в шлаковом сифоне) будет проскакивать под нижней кромкой торцовой стенки 5 в шлаковый сифон 8 и удаляться через шлаковое окно 9. В свою очередь, уровень штейна в штейновом сифоне h'' уравновешивается столбом Н шлаковой ванны и поэтому при накоплении его уровень штейна в штейновом сифоне 11 будет увеличиваться и сливаться через штейновое окно 12. Обычно высота надфурменной зоны h равна 0,4-0,5 м, тогда высота подфурменной зоны h' равна для нижнего предела: h' 0,4 x 0,8 0,32 м, а для верхнего предела h' 0,4 x 1,4 0,5 м. Такое подфурменное пространство обеспечивает полнообъемное его перемешивание и необходимый прогрев шлаковой ванны, препятствующий образованию промежуточного слоя. При повышении указанного верхнего предела отношения 1,4 уровень подфурменной зоны увеличится, образуются застойные зоны, способствующие образованию промежуточного слоя. При снижении нижнего предела 0,8 высота подфурменного пространства снизится и будет возможен захват штейна из штейновой ванны на фурмы, что осложняет работу фурм из-за их зарастания настылями.

Уровень порога штейнового окна в штейновом сифоне определяет уровень шлаковой ванны в шахте, а также уровень штейна в шлаковом сифоне. При повышении верхнего предела 1,8 будет повышаться высота шлаковой ванны в шахте печи, что, в свою очередь, приведет к повышению уровня штейна в шлаковом сифоне, в результате чего высота надфурменной зоны увеличится до таких пределов, при которых возможен залив фурм расплавом.

При снижении нижнего предела 1,2 уровень шлаковой ванны в надфурменной зоне снизится до таких пределов, когда возможны проскоки дутьевого факела и, как следствие, снижение использования кислорода дутья.

От уровня порога шлакового окна также зависит высота надфурменного пространства в шахте печи. Повышение его уровня выше чем 2 увеличивает высоту надфурменной зоны и может привести к заливке фурм. При снижении уровня ниже 1,2 снизится использование кислорода дутья.

Таким образом, по сравнению с устройствами аналогичного назначения данная печь позволяет устранить условия, приводящие к переохлаждению нижней части печи и, как следствие, к образованию промежуточного слоя. Это стабилизирует технологический режим печи и улучшает ее работу в целом.

Формула изобретения

ПЕЧЬ ДЛЯ ПЛАВКИ В ЖИДКОЙ ВАННЕ, содержащая прямоугольную шахту, кессонированный пояс с фурмами, разделяющий шахту на надфурменную и подфурменную зоны, торцевые стенки которого выполнены не доходящими до подины с отношением от оси фурм до нижних кромок торцевых стенок 0,3 0,9, шлаковый и штейновый сифоны с окнами для раздельного выпуска шлака и штейна, расположенные по бокам шахты, свод с отверстиями для загрузки шихты и вывода отходящих газов, отличающаяся тем, что соотношение высот надфурменной и подфурменной зон составляет (0,8 1) (1,4 1), при этом расстояние между нижним срезом штейнового окна и нижней кромкой торцевой стенки между шлаковым сифоном и шахтой составляет 1,0 1,8 высоты подфурменной зоны, а расстояние между нижней кромкой шлакового окна и нижней кромкой торцевой стенки между шлаковым сифоном и шахтой составляет 1,0 1,2 высоты подфурменной зоны.

РИСУНКИ

Рисунок 1