Устройство для извлечения металлов или соединений металлов из материала, содержащего металл или соединение металлов


 


Владельцы патента RU 2455600:

СМС СИМАГ АГ (DE)

Изобретение относится к устройству для извлечения металлов или соединений металлов из материала, содержащего металл или соединение металла в печи с металлоприемником, с первым впуском для подвода материала, первым выпуском для отвода отработанного газа, одним или несколькими электродами плавления и/или восстановления загруженного материала, которые выступают в металлоприемник печи, с подовым электродом, действующим в качестве катода, и дополнительным электродом, выполняющим функцию анода, с пространством, служащим в качестве зоны осаждения, предусмотренным в области выпуска шлаков, с электро - или постоянным магнитом, который расположен в металлоприемнике печи таким образом, что созданный в металлоприемнике печи магнитный поток, обусловленный постоянным током, перекрещивается магнитным полем, а также с выпуском для отбора расплавленного металла и соединения металла и переливом или выпуском для шлака. Обеспечивается упрощение конструкции печи и повышение эффективности очистки шлаков в одной ступени и одном агрегате. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к устройству для извлечения металлов или соединений металлов из материала, содержащего металл или соединение металлов.

Областью применения изобретения является очистка шлаков при выплавке чугуна и не чугуна, а также благородных металлов и повышение выхода металла в процессе получения ферросплавов, сопровождающихся появлением шлаков.

Из ЕР 1807671 В1 известно устройство для извлечения металла из содержащих металл шлаков с первой печью, выполненной в виде электропечи переменного тока и со второй печью, выполненной в виде электропечи постоянного тока, причем между первой печью и второй печью предусмотрено соединительное средство для расплава, так что расплав после нагрева в первой печи может направляться во вторую печь.

Интенсивная очистка шлаков с помощью технологии постоянного тока с одним или несколькими электродами и подовым электродом (электродами) с направленным поперек магнитным полем уже предлагалась. Круглая или прямоугольная печь для электрохимического восстановления уже является надежным стандартным агрегатом для очистки, например, медных шлаков.

Недостатки

Установка для интенсивной очистки шлаков требует двух включенных друг за другом агрегатов. Это в свою очередь требует места, соответствующей логистики, соединяющих желобов, двойного оборудования, как-то управления или труб для отвода газов. Между обоими агрегатами происходит охлаждение шлаков, что связано с тепловыми потерями. Стандартная печь и установленная за ней печь могут относиться к различным поставщикам.

Задачей изобретения является интегрирование очистки шлаков с помощью поля, создаваемого постоянным током, и магнитного поля в предусмотренной до сих пор только в отдельной установленной последовательно печи, в известном промышленном объекте SAF (Submerget Arc Furnance), далее повышение эффективности классической технологии только в одной ступени и только в одном агрегате с направленностью только на один агрегат, а также на несложное использование. При этом появляется возможность отказа от двух агрегатов и возможность восстановления электрических тепловых потерь.

Согласно изобретению эта задача решается с помощью устройства для извлечения металлов или соединений металлов из материала, содержащего металл или соединение металлов, с металлоприемником в печи с первым впуском для загрузки материала, первым выпуском для отвода отработанного газа, одним или несколькими электродами для плавления и/или восстановления загруженного материала, которые выступают в металлоприемник печи, с подовым электродом, образованным в качестве катода, предусмотренным в области выпуска шлака, служащим в качестве осадочной зоны пространством, с электромагнитом - или постоянным магнитом, который таким образом расположен в металлоприемнике печи, что созданный в металлоприемнике магнитный поток, обусловленный постоянным током, пересекается магнитным полем, так что с помощью наложенных магнитных полей от тока и магнита и получающихся в результате этого сил находящаяся в печи среда таким образом приводится в движение, что в комбинации создается эффект перемешивания, а также с выпуском для отбора расплавленного металла или соединения металла и переливом или выпуском для шлаков.

Согласно исполнению предусмотрено, что 3 или 6 расположенных в ряд или на полукруге электродов выступают в металлоприемник в печи, и металлоприемник в печи образован круглым или многогранным.

Магнитный поток, обусловленный постоянным током, к подовому электроду согласно исполнению изобретения создается дополнительным электродом с функцией анода, который расположен в зоне, остающейся у выпуска шлака.

Преимущественно между зоной металлоприемника в печи, в которую выступают электроды, и зоной, в которую выступает дополнительный электрод, предусмотрена разделяющая зоны поперечная переборка.

Упрощение обычных печей может быть достигнуто, принимая во внимание основную идею изобретения, с помощью того, что при отказе от дополнительного электрода существующие электроды могут переключаться на режим работы постоянного тока с подовым электродом.

Идея предложенного согласно изобретению решения заключается в том, что основной принцип магнитного поля, направленного поперек магнитному потоку, обусловленному постоянным током, интегрируется в концепцию стандартного SAF. Благодаря этому достигается последовательная поэтапная обработка шлака в зависимости от металлургического процесса, процесс очистки шлака не прерывается, снижение температуры предотвращается, общая длина установки становится меньше, электрическое оборудование может быть собрано в пучки, переработка отработанного газа становится проще.

Отсюда следует ряд преимуществ:

процесс интенсивной очистки шлака в металлоприемнике в печи может направленно управляться;

наложение различных электрических величин может оптимально настраиваться друг на друга;

требуется меньше места и отпадает этап транспортировки благодаря отсутствию дополнительного металлоприемника в печи.

Осуществление изобретения схематически изображено на фигуре и должно быть описано ниже.

Осуществление включает комбинацию классической выполненной круглой или многогранной электрической восстановительной печи (SAF), обычно с переменным током и восстановительной печи постоянного тока с анодом и катодом с дополнением ориентированных поперек к ним постоянных магнитов или электромагнитов. Таким образом, согласно осуществлению в плане техники процесса печь объединяет в одном агрегате известную электрическую восстановительную печь и печь для интенсивной очистки шлака.

Эта сама по себе обычная печь 15 ("Enforced slag cleaning furnace"), имеет, как правило, 3 или 6 расположенных в ряду или на полукруге электродов 1 в исполненном круглым или многогранным металлоприемнике 2 в печи. С помощью этих электродов, обычно работающих в режиме переменного тока, к среде (шлакам) 14 для восстановления, плавления и осаждения подводится энергия. Печь в противоположность известным печам, однако, выполнена таким образом, что в зоне выпуска шлаков оставлено пространство 16, в котором может располагаться, по меньшей мере, один другой электрод с функцией анода. Кроме того, печь имеет подовый электрод в качестве катода 5. От этого/этих дополнительных (дополнительного) электродов (электрода) теперь напряжение подается на подовый электрод, так что в среде возникает дополнительный магнитный поток, обусловленный током. Сердечник электрического или постоянного магнитов 6 теперь так расположен в металлоприемнике в печи, что постоянный магнитный поток, создаваемый током, под прямым углом (или с подобным действием) пересекается магнитным полем. С помощью этих наложенных полей, а именно: магнитного поля, обусловленного током, и магнитного поля и образующихся в результате этого сил (правило 3-пальцев), среда (шлаки) в печи приходят в движение, так что создается эффект перемешивания, который поддерживает эффективность классического печного процесса, в частности, улучшается осаждение еще имеющихся в шлаках мелких частиц металла.

Через систему постоянного тока при этом, как правило, подается только мощность, которая требуется для форсированных процессов. Магнитное поле достигает своей эффективности даже при низкой магнитной напряженности <100 гаусс. В комбинации всех 3 видов внесения энергии (переменный ток, постоянный ток, магнитное поле) отдельные составляющие могут еще оптимизироваться.

Для специальных процессов возможны также варианты с дополнительным электродом постоянного тока (анодом) в зоне впуска шлаков.

В то время как в зоне анодов загрузка 13 желательна, например, на уровне, равном диаметру электрода и таким образом на сравнительно высоком уровне, чтобы на шлаке представлять собой печатную плату, такая высокая загрузка в зоне обычных электродов скорее нежелательна, поскольку она может вести к сквозным токам. Если между этими обоими противоположными аспектами в отдельном случае нельзя найти какого-либо компромисса, то установка поперечной переборки 7 для разделения технологических помещений возможна выше ванны для шлаков подобно Кивцет-печи.

Вариант изобретения представляет возможность переключения классических, например, 3-6 электродов в сочетании с видом процесса загрузки. В этом случае еще электроды 1, работающие в режиме переменного тока, переключались бы на режим постоянного тока, и в этом случае можно было бы отказаться от дополнительного электрода. Соединение электродов 1 таким образом временно менялось бы на режим постоянного тока с подовым электродом 5. Это означает, что либо был бы приведен в действие классический процесс восстановления, либо осуществлялся бы печной процесс постоянным током с 3-6 параллельно включенными электродами и подовым электродом и на него, как описано, налагалось бы магнитное поле. Таким образом, существующую печь можно было бы переоборудовать еще легче.

В части остальных позиций следует заметить, что на чертеже позицией 8 обозначен выпуск для металла или соединения металла, который/которое скопился ниже в металлоприемнике под шлаками 14 при 9.

Отработанные газы отводятся с помощью дымовой трубы 10.

Для удаления шлаков 14 из металлоприемника в печи служит выпуск 12 для шлака.

1. Устройство для извлечения металлов или соединений металлов из содержащего металл или соединение металла материала в печи с металлоприемником (2), с первым впуском для загрузки материала, первым выпуском (10) для отвода отработанного газа, с зоной электрической восстановительной печи, с одним или несколькими обычным образом работающими в режиме переменного тока и переключаемыми на режим работы постоянного тока электродами (1) для плавления и/или восстановления загруженного материала, которые выступают в металлоприемник печи, с предусмотренным в зоне выпуска (12) шлаков и служащим в качестве зоны осаждения пространством (16), с подовым электродом (5), выполняющим функцию катода, между которым и дополнительным электродом (4), выполняющим функцию анода, или переключаемыми на режим постоянного тока электродами (1) создается магнитный поток, обусловленный постоянным током, и с электро- или постоянным магнитом (6), который таким образом установлен в металлоприемнике печи, что созданный в металлоприемнике магнитный поток, обусловленный постоянным током, пересекается этим магнитным полем так, что с помощью наложенных магнитного потока, обусловленного током, и магнитного поля получающиеся в результате этого силы приводят в движение находящуюся в печи среду таким образом, что в комбинации получается эффект перемешивания, а также с выпуском (8) для отбора расплавленного металла или соединения металла и переливом или выпуском (12) для шлаков.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что дополнительный электрод (4) расположен в зоне пространства (16), служащего в качестве зоны осаждения.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в металлоприемник печи выступают 3 или 6 расположенных в ряд или на части круга электродов (1), причем металлоприемник печи (2) выполнен круглым или многогранным.

4. Устройство по одному из пп.1-3, отличающееся тем, что между зоной металлоприемника печи, в которую выступают электроды (1), и пространством (16), служащим в качестве зоны осаждения, в которое простирается дополнительный электрод (4), предусмотрена разделяющая области поперечная переборка (7).



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано для получения металла или соединения металла из материала, содержащего металл или соединение металла.

Изобретение относится к электрической печи графитации углеродных изделий. .

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к плавке стали в плазменно-дуговых печах постоянного тока. .

Изобретение относится к черной металлургии, к области электротермической техники. .

Изобретение относится к области электротермии, а именно к контролю технологических параметров при производстве плавленых фосфатов, карбида кальция в рудно-термических печах и может быть использовано в цветной металлургии.

Изобретение относится к металлическим нагревательным элементам в электрических отражательных печах для приготовления алюминия и алюминиевых сплавов. .

Изобретение относится к способу непрерывного или периодического получения металла или нескольких металлов из шлака, содержащего указанный металл или соединение указанного металла.

Изобретение относится к области электрометаллургии, а именно к электрическим печам - электрокальцинаторам для прокалки сыпучих углеродных материалов, например, антрацита, путем пропускания через них электрического тока.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к печной установке для расплавления металлического или металлсодержащего исходного сырья. .

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при эксплуатации дуговой электропечи, содержащей по крайней мере один электрод. .

Изобретение относится к области электротермии, а именно к контролю технологических параметров при производстве плавленых фосфатов, карбида кальция в рудно-термических печах, и может быть использовано в цветной металлургии

Изобретение относится к области черной металлургии и может быть использовано при производстве стали в дуговых сталеплавильных печах

Изобретение относится к области металлургии, в частности к электродуговой печи. Электродуговая печь (4) содержит камеру (8) для расплавленной стали, свод (12), который закрывает камеру (8) и ограничивает массу стального лома, электроды (16) для плавления массы металлолома и установленную на основании (24) опору (20). Камера (8) опирается на опору (20) с возможностью качания вокруг оси вращения (X-X). Свод (12) и камера (8) имеют взаимодополняющий профиль, который образует соединение поворотного типа относительно оси вращения (X-X). Во время качания камеры (8) свод (12) остается неподвижным относительно основания (24), при этом камера (8) остается в закрытом положении. Использование изобретения обеспечивает компактность камеры печи и исключает возможность утечки газов. 32 з.п. ф-лы, 12 ил.

Изобретение относится к устройству для производства расплавленного металла путем прямого восстановления и плавления исходного материала в виде металлосодержащего агломерата, например агломерата из оксида металла с углеродсодержащим материалом, в плавильной печи с электрическим нагревом, например дуговой печи, без выполнения предварительного восстановления. При загрузке из желобов (4, 4) с обоих краев (2, 2) ненаклоняемой вертикально стоящей дуговой печи создают слои (12) исходного материала, имеющие наклонную поверхность, уходящую вниз, к областям электродов (5), расположенных в центральной области печи, и слои (13) исходного материала в виде металлосодержащего агломерата на наклонах, соответственно. Расплавленный металл получают, постепенно выполняя плавление нижних краев слоев (13) за счет нагрева при помощи электрических дуг, возникающих на электродах (5). Устройство снабжено генератором удара, который обеспечивает механическое устранение зависания слоя исходного материала в виде металлосодержащего агломерата и установлен в печи выше слоя расплавленного шлака и ниже поверхности слоя исходного материала в виде металлосодержащего агломерата. Изобретение позволяет эффективным образом предотвращать зависание слоя исходного материала в виде металлосодержащего агломерата и надежным образом устранять зависание, если оно происходит.2 н. и 5 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к устройству для производства расплавленного металла путем прямого восстановления и плавления исходного материала в плавильной печи с электрическим нагревом без выполнения предварительного восстановления. Желобы (4, 4) загрузки исходного материала установлены на обоих краях (2, 2) печи, а электроды (5) - в центре печи, если смотреть в направлении по ее ширине. Горелки (6) дополнительного сжигания установлены в верхней части (1) печи, имеющей ступенчатые области, направленные вниз от обоих краев (2, 2) к электродам (5). Предварительно, путем загрузки углеродсодержащего материала (A) из желобов (4, 4), создают слои (12) исходного материала, наклоненные вниз, к нижним частям электродов (5). На наклонных поверхностях слоев (12) путем загрузки исходного материала (B) в виде металлосодержащего агломерата создают слои (13). Расплавленное железо получают путем постепенного плавления нижних краев слоев (13) за счет нагрева электрическими дугами, возникающими на электродах (5). В то же время из горелок (6) вдувают кислородсодержащий газ (C) для обеспечения сжигания газа, содержащего CO, который возникает в слоях (13). Слои (13) опускаются вдоль наклонных поверхностей слоев (12) и нагревают слои (13) за счет теплоты излучения от такого сжигания. Изобретение позволит повысить эффективность дополнительного сжигания и устранить зависание в печи слоя металлосодержащего агломерата. 4 н. и 16 з. п. ф-лы, 11 ил.

Изобретение относится к способу производства расплавленного металла путем прямого восстановления и плавления металлосодержащего агломерата в электрической печи. В печи желоба загрузки материала установлены на обоих краях печи, а электроды (5) - в центре печи. Горелки (6) дополнительного сжигания установлены в верхней части (1) печи, имеющей ступенчатые области, направленные вниз от обоих краев к электродам (5). Предварительно путем загрузки углеродсодержащего материала из желобов загрузки исходного материала создают слои (12), наклоненные вниз к нижним частям электродов (5), и на наклонные поверхности слоев (12) загружают исходный материал в виде металлосодержащего агломерата и создают слои (13). Расплавленное железо получают постепенным плавлением нижних краев слоев (13) электрическими дугами. Из горелок (6) вдувают кислородсодержащий газ для сжигания газа, содержащего СО, который возникает в слоях (13). Изобретение позволяет повысить эффективность дополнительного сжигания при производстве расплавленного металла. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 11 ил.

Изобретение относится к черной металлургии, к области электротермической техники, а именно к устройствам дуговых сталеплавильных печей. Дуговая сталеплавильная печь содержит футерованный металлический корпус с ванной металла и водоохлаждаемыми стенами, сливной желоб, свод, состоящий из футерованной и водоохлаждаемой частей, с расположенным в нем сводовым электродом, и подовыми электродами, установленными с возможностью поочередного включения. В поде печи установлены четыре подовых электрода, расположенных симметрично по окружности, диаметр которой составляет 0,46-0,52 диаметра ванны металла. Изобретение позволяет уменьшить время плавки, снизить расход электроэнергии и повысить производительность печи. 3 ил.

Изобретение относится к электрометаллургии и может быть использовано при электроплавке металлизованных окатышей в дуговых сталеплавильных печах с дожиганием горючих газов над ванной вблизи зоны отсоса отходящих газов из агрегата. Дуговая сталеплавильная печь содержит корпус с ванной металла и шлака, свод, боковые стены и фурму для подачи потока кислорода на дожигание отходящих из ванны горючих газов в рабочем пространстве печи. Печь снабжена установленным в своде корпуса печи патрубком для отсоса отходящих из печи газов, а упомянутая фурма установлена внутри упомянутого патрубка с возможностью ее перемещения вдоль оси патрубка и относительно этой оси в пределах 30-60°, при этом упомянутая фурма на торце имеет сопло, на внутренней поверхности которого выполнена резьбовая нарезка для закручивания потока кислорода на выходе из сопла и взаимодействия его со встречном потоком отходящих из ванны горючих газов. Изобретение позволяет осуществлять дожигание горючих газов в ДСП с использованием тепла от дожигания на интенсификацию процессов плавки стали с достижением более высоких технико-экономических показателей производства. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области электрометаллургии и может быть использовано для плавки и переплава черных и цветных металлов, например меди, бронзы, алюминия, стали, чугуна, а также для плавки шлаков и флюсов. Способ включает загрузку печи шихтой, включение источника электропитания печи, перемещение вниз графитированного электрода до возникновения электрического контакта между его рабочим торцом и шихтой, поджиг дуги, пропускание тока через замкнутую электрическую цепь, включающую графитированный электрод, междуговой промежуток, шихту, по крайней мере, один подовый электрод с токоподводами, источник электропитания, при этом управляют током, контролируют и стабилизируют максимально возможное напряжение на выводах источника электропитания и на дуге путем изменения ее длины после достижения на ней максимального напряжения и завершают начальный период плавки после окончания проплавления колодца в шихте. На протяжении всего начального периода плавки устанавливают величину плотности тока в графитированном электроде не более 20 А/см2, а рабочий торец электрода перемещают вглубь колодца вплоть до окончания проплавления колодца в шихте. Изобретение позволяет удешевить процесс плавки за счет обеспечения оптимизации ведения ее начального периода. 2 ил., 1 пр.
Изобретение относится к области электрометаллургии и может быть использовано для плавки и переплава черных и цветных металлов, например, меди, бронзы, алюминия, стали, чугуна, для плавки шлаков и флюсов, а также для перемешивания их расплавов в плавильных печах, миксерах, печах-ковшах, агрегатах комплексной обработки сплавов. Способ включает загрузку в печь исходного материала, включение источника электропитания для пропускания тока через графитированный электрод и образующийся под действием электрической дуги расплав металла, по меньшей мере, по одной замкнутой электрической цепи, с возбуждением в расплаве металла поля электромагнитных сил, перемешивающих расплав. В начале электроплавки после включения источника электропитания вблизи рабочего торца графитированного электрода устанавливают плотность тока не менее 24 А/см2, затем при установленном значении плотности тока увеличивают давление электрической дуги на расплав металла изменением ее длины и прекращают увеличивать давление электрической дуги при формировании углубления с расходящимся от него волновым движением металла на поверхности расплава, далее в установленном режиме осуществляют электроплавку, в процессе которой контролируют и поддерживают установленное значение плотности тока и длину электрической дуги для поддержания требуемого давления на поверхность расплава металла. Изобретения позволяет повысить эффективность и качество плавки за счет снижения энергетических затрат на ее осуществление. 1 пр.
Наверх