Печь для нагрева блюмсов

 

Изобретение относится к области цветной металлургии и предназначено для монтажа и ремонта электролизеров для получения алюминия. Техническим результатом является снижение расходов энергоносителя на нагрев блюмсов. Печь для нагрева блюмсов в катодных блоках алюминиевых электролизеров перед заливкой их чугуном состоит из футерованного корпуса с плоским сводом, выдвижного пода, уплотнения и горелок, установленных в своде в несколько рядов вдоль печи, при этом расстояние между рядами горелок равно 1,05-1,5 ширины катодного блока, а расстояние от пода печи до нижних кромок газовых горелок равно 1,5-2 высоты катодного блока. Уплотнение выполнено в виде песочного затвора. Печь имеет предохранительный клапан в виде свободно висящей заслонки. Горелки имеют устройства для автоматического электрозажигания и для контроля процесса горения. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области цветной металлургии и предназначено для монтажа и ремонта электролизеров для получения алюминия.

При монтаже катодной секции алюминиевого электролизера стальной блюмс помещают в паз катодного блока и заливают жидким чугуном паз вокруг блюмса. Перед заливкой чугуна в паз блюмс нагревают до температуры 500-700^oC для исключения растрескивания стенок паза. Для нагрева используют установки различной конструкции с электрическим и газовым нагревом.

Известно устройство для нагрева блюмсов, выполненное в виде печи с расплавленным металлом, в который погружают блюмс и нагревают его до нужной температуры и затем укладывают в паз катодного блока (Патент РФ N 2038424). Недостатком такого устройства является то, что в процессе перемещения, а также при нахождении в расплавленном металле блюмс деформируется, что делает его непригодным для использования в качестве элемента подовой секции.

Известна установка для нагрева блюмсов, заформованных в катодные блоки перед заливкой их чугуном (патент Франции 2175657). Она состоит из двух рам с газовыми горелками, одна из них нагревает блюмсы, а другая нагревает с двух сторон катодные блоки, помещенные на наклонном листе. Недостатком установки является ее большая энергоемкость.

Известна печь для нагрева изделий, состоящая из футерованного корпуса, выкатного пода, горелок и уплотнителя (Авторское свидетельства СССР N 744204). Эта печь принята за прототип. Ее недостатком является большая энергоемкость и неприспособленность ее для нагрева блюмсов, установленных в катодные блоки.

Технической задачей изобретения является снижение расходов энергоносителя на нагрев блюмсов.

Решение задачи заключается в том, что печь для нагрета блюмсов в катодных блоках алюминиевых электролизеров перед заливкой их чугуном состоит из футерованного корпуса с плоским сводом, выдвижного пода, уплотнения и горелок, установленных в своде в несколько рядов вдоль печи, при этом расстояние между рядами горелок равно 1,05-1,5 ширины катодного блока, а расстояние от пода печи до нижних кромок газовых горелок равно 1,5-2 высоты катодного блока. Уплотнение выполнено в виде песочного затвора. Печь снабжена предохранительным клапаном, изготовленным в виде свободно висящей заслонки.

Ниже приведен пример выполнения печи для нагрева блюмсов катодных секций алюминиевых электролизеров.

На фиг. 1 показан продольный разрез печи с выдвинутым подом.

На фиг. 2 показан вид сверху.

На фиг. 3 показан поперечный разрез печи.

На фиг. 4 показан разрез по А-А, вид предохранительного клапана в разрезе.

Печь для нагрева блюмсов катодных блоков алюминиевых электролизеров состоит из каркаса 1, выкатного пода на тележке 2, канатного привода 3, поддонов 4, системы подвода газа и воздуха к горелкам 5. Тележка 2 установлена на рельсах 6. Каркас 1 футерован по продольным и одной торцевой сторонам огнеупорными материалами 8. Печь имеет плоский свод 9, футерованный теплоизоляционными огнеупорными плитами 10 и войлоком 11. В своде 9 установлены газовые горелки 5. На одном из торцов печи имеются дверцы 12 для выкатывания тележки 2 с установленными на ней катодными секциями 13, в пазах которых расположены катодные блюмсы 14. В нижней части продольных стенок и торцевой стенке 15 имеются проемы 16, соединяющие пространство под тележкой с атмосферой цеха. Над проемами 16 по продольным сторонам внутри печи установлены лотки 17 с сыпучим материалом 18 (песок, гравий и т.п.), образующие с бортами 19 тележки 2 песочный затвор.

На одной из продольных стенок каркаса 7 расположены отводящий сгоревшие газы патрубок 20 и взрывной клапан 21 в виде створки, футерованной теплоизоляционным материалом, свободно висящей на шарнирах 22.

Тележка 2 выполнена в виде платформы 23 на колесах 24. На платформе размещены несколько слоев теплоизоляционного материала (кирпич, вермикулит и др.), закрытые сверху стальным листом 25.

Описанная печь рассчитана на одновременный нагрев шести блюмсов, установленных в катодных блоках. Горелки 5 установлены в три ряда, с равномерным размещением их по длине в каждом ряду.

Установка работает следующим образом.

На выдвинутую из печи платформу 23 тележки 2, на металлический лист 25, на поддонах 4 помещают 6 катодных блоков 13, парами в три ряда, таким образом, чтобы блюмсы 14 располагались вверху катодного блока, а выступающие части блюмсов каждой пары были направлены в противоположные стороны. Блюмсы каждой пары катодных блоков располагают строго под одним рядом горелок, совмещая ось ряда горелок с осями блюмсов. С помощью привода 3 и колес 24 по рельсам 6 заводят тележку 2 в печь и закрывают дверцы 12. Кромки 19 тележки 2 погружены в сыпучий материал 18 (песок) и обеспечивают герметичность соединения пода печи с продольными стенками.

Розжиг горелок осуществляют автоматически с помощью свечей электрозажигания, размещенных в самих горелках.

Пламя горелок 5, расположенных над блюмсами 14, нагревает их. Контроль за температурой нагрева блюмсов производят термопарами, установленными в печи (на чертежах не показано). Отвод сгоревшего газа производят с помощью естественной тяги или дымососом через патрубок 20.

После нагрева блюмсов до необходимой температуры подачу газа к горелкам 5 прекращают, дверцы 12 открывают и с помощью привода 3 выдвигают тележку 2 из печи. Заливку блюмсов чугуном можно проводить непосредственно на тележке 2 или предварительно сняв катодные блоки с тележки.

В случае аварийного взрыва газа в камере печи клапан 21 поворачивается на шарнире 22 и газ выбрасывается из камеры печи через открывшийся проем.

Расстояние между продольными рядами горелок выбирают из условия необходимости размещения горелок строго по центру блюмсов и обеспечения зазора между катодными блоками, достаточного для омывания стенок катодного блока горячими газами и позволяющего застропить блок при установке и снятии его на подину печи. Минимальный зазор между катодными блоками при установке их на подине не должен быть меньше 1,05 ширины катодного блока. Увеличение расстояния между рядами горелок больше 1,5 ширины катодного блока приведет к неоправданному увеличению габаритов печи.

Расстояние от пода печи до торца горелок не должно быть меньше 1,5 высоты катодного блока, т.к. дальнейшее уменьшение этого расстояния ухудшит условия сгорания газа, и не должно быть больше двойной высоты катодного блока, т. к. дальнейшее увеличение этого расстояния приведет к увеличению диаметра факела пламени, что будет способствовать обгоранию кромок катодного блока, приближенных к блюмсу, и потребует повышенного расхода газа для поддержания необходимой температуры внутри печи.

Формула изобретения

1. Печь для нагрева блюмсов в катодных блоках алюминиевых электролизеров перед заливкой их чугуном, включающая футерованный корпус с плоским сводом, газовые горелки, выдвижной под и уплотнение, отличающаяся тем, что горелки установлены в своде в несколько продольных рядов, при этом расстояние между рядами равно 1,05 - 1,5 ширины катодного блока, а расстояние от пода печи до нижних кромок газовых горелок равно 1,5 - 2 высоты катодного блока.

2. Печь по п.1, отличающаяся тем, что уплотнение выполнено в виде песочного затвора.

3. Печь по п. 1, отличающаяся тем, что она снабжена предохранительным клапаном, выполненным в виде свободно висящей заслонки.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4