Шахта для термической обработки и плавки материала

 

ОП ИСАЙКЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

< >967279

К ПАТЕНТУ (61) Дополнительный к патенту (22) Заявлено 02.04.80(21) 2900894I22-Q2

Ъ (5I) М. Кл.

С21. Ц 13/00 (23) Приоритет (32) 19.04.79

Государстееннь!й комитет (31) Р 2915771.9 (33) ФРГ ло делам изобретений н открытий

Опубликована15.10.82. Бюллетень J% 38 (53) УД1(669. ,181;423 (088,8) Дата опубликования описания 15.10.82 (72) Авторы И нос тра тщы изобретения Фридрих Мегерле (Австрия) и Йорг Крюгер (ФРГ) Иностранная фирма

"Клекнер-гумбольдт.,йойтц АГ".(ФРГ) (71) Заявитель (54) ПИХТА ЧЛЯ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ

И IIJIABKV. МАТЕРИАЛА ки в плавильной печи проходил автогенно без дополнительного топлива (1).

Соприкасающиеся .с агрессивными средами, а также с горячей ванной расплава и шлака стенки печи должны быть обязательно огнеупорно футерованы и охлаждаться.

Пля этого необходимо снабжать сложенную из огнеупорных кирпичей стенку

10 печи охлаждающими каналами и пропускать по ним холодную воду. При этом решении заделка охлаждающих каналов в огнеупорный материал вызывает трудности; кроме того, огнеупорный материал

IS остается несущим стеновым элементом, - поэтому стенка печи ослабляется охлаждающими каналами.

Известна пирометаллургическая печная установка; в которой мелкозернистый руд,ный концентрат вдувается с богатым кислородом газом в шахту для плавки во взвешенном состоянии и непрерывно обжигается и плавится гам во взвешенном состоянии. Образованный газ, а также . пыль отводятся через соседнюю с плавильной шахтой газоогводную шахту, в то время как скопившийся на дне плавильной шахты расплав и шлак под погружаемой сверху в ванну расплава перегородкой поступает в отстойник для дальнейшей обработки расплава и удаления шлака. Если обрабатываемый пирометаллургический рудный концентрат является сульфидным, го при достаточно высоком содержании сульфидной серы посредством сжигания сульфидной серы можно производить столько тепле, чтобы процесс обжига и плав.Изобретение относится к шахтам для термической обработки и плавки матери- ала, например плавки рудного концентрата.

Наиболее близкой к предлагаемой по сущности и достигаемому результату является шахта для термической обработки и плавки материала, содержащая устройство для охлаждении стен, выполненное из вертикалыых параллельно соединенных труб, ус.»новленных по периметру

9 4 браны образуется ниша, которая футерована огнеупорным материалом. Стенки шахты печи являются, таким. образом, экраном первого котла, который вследствие хорошего контакта с огнеупорной кладкой идеально ее охлаждает, одновременно производит пар или горячую воду и является несущим элементом для огнеупорно футерованной стенки шахты. Поэтому стенка шахты имеет такую высокую прочность, может подвешиваться на верхнем коллекторе в виде трубной мембраны или устаI навливаться на нижнем коллекторе. Вследтвие установленных в нишах стенок пеед трубной мембраной,на внутренней к шахте стороне огнеупорной футеровки потери тепла из внутренней части, например, плавильной шахты наружу являются небольшими вследствие того, что наружная сторона стенки плавильной шахты представляет собой трубную мембрану и не облицована огнеупорно, теплоотдача снаружи в стенки плавильной шахты, напротив, высока . и поэтому наружная сторона предложенной плавильной шахты одновременно может использоваться как стенки газоотводной шахты, в которой горячие газообразные отходы в целях очистки должны охлаждаться как можно быстрее.

На фиг. 1 схематически показана предложенная плавильная шахта с газоотводной шахтой, горизонтальный разрез; на фиг. 2 — вертикальный разрез А-А на фиг. 1; на фиг. Э вЂ” увеличенное изображение узла I на фнг. 1;, на фиг, 4— вид печной установки (вид В на фиг. 1); на фиг. 5 — увеличенный разрез В-В на фиг, 1.

Пирометаллургическая печная установка которая, например, должна служить для плавления мелкозернистого сульфидного концентрата свинцовой руды, имеет общий корпус 1, в котором установлены шахта 2 для плавки во взвешенном состоянии, газоотводная шахта Э и нагреваемый с помощью электросопротивления отстойник 4. В вертикальную плавильную шахту 2 сверху вдувается сульфидный концентрат с потоком технически чистого кислорода.

Рудный концентрат обжигается и плавится в плавильной шахте при мгновенном разогреве до высокой температуры

4 за доли секунд, когда он еше находится во взешенном состоянии. Сжигание сульфидной серы, а иногда других окисляемых компонентов в. кислородной атмосфере, в большинстве случаев уже дает достаточно тепла, чтобы осуществлять процесс об3 96727 шахты горизонтальных коллекторов для подвода и отвода охладителя к трубам, и металлоприемник t. 2).

При этом решении стенка печи не имеет требуемой прочности; подвеска выполненной таким образом стенки печи по причинам низкой прочности практически невозможна.

Целью предложенного устройства является повышение эффективности эксплу- 10 атации и режима шахты.

Поставленная цель достигается тем, ! что шахта для термической обработки и плавки материала, содержащая устройство для охлаждения ее стенок, выполненное из 15 р вертикальных параллельно соединенных труб, установленных по периметру, шахты, горизонтальных верхнего и нижнего коллекторов для подвода и отвода охладителя к трубам и, металлоприемник, снабжена вы- щ ступающими от стенки внутрь шахты дополнительными несущими элементами в виде трубных мембран равно отстоящих друг от друга и соединенных с трубами, размещенными по периметру. Шахта снаб- 5 жена по меньшей меньшей мере одной, примыкающей к ее стенке газоотводной камерой, все стенки которой выполнены только в виде трубных мембран. Шахта снабжена вертикальной, расположенной под ее стенкой смежной с газоотродной камерой перегородкой, которая образует в металлоприемнике отстойник и выполнена из меди или стали с каналами для охлаждения. Перегородка установлена с воэможностью перемещения с помощью

35 несущего троса по направляющим роликам в пазу нижнего коллектора.

Шахту образуют стенки в виде экрана парового котла, Которые одновременно выполнены как несущий гтеновой элемент

40 для установленной на внутренней стороне экрана огнеупорной футеровки.

В предложенной шахте несущим элементом является стенка в виде трубной мембраны с параллельными друг другу верти45 кальными соединенными между собой промежуточными перемычками трубами, по которым течет охлаждающая среда, причем трубы своими нижними концами соединены с горизонтальным нижним коллектором для распределения охлаждающей среды, а своим верхним концом — с горизонтальным верхним коллектором, причем коллекторы выполнены, как полые гела, ° стенки — в виде трубной мембраны и мо- 55 гут выступать вовнутрь шахты, поэтому между нижним коллектором, верхним коллектором и стенкой в виде трубной мем5 967 жига и плавки автогенно. Расплав собирается в коллекторе 5 расплава, в го время как газообразные отходы вместе с образовавшейся пылью отводятся вверх через газоотводную шахту 3. 8 коллекто- 5 ре 5 на скопившемся расплаве образуется первичный шлак. Расплав течет поднижней кромкой вертикальной, погружаемой с верху в ванну расплава или шлаковую ванну, перегородки в отстойник 4. В or- 10 стойнике 4,расплав с помощью поданной коксовой мелочи востанавливается и получает возможность. разделяться на сви— нец и образующиеся вторичные шлаки, которые раздельно. выпускаются из отстойни-l5 ка.

Поверхность ванны расплава или поверхность шлаковой ванны имеет в коллек торе расплава 5 и в о тс той ник е 4 одинаковый уровень. Максимальный уро- 20 вень шлаковой ванны указан линией 6, а минимальный уровень шлаковой ваннылинией 7. Перегородка 8 препятствует смешению газов зоны окисления и зоны восстановления, дает возможность под- 25 держивания в обеих зонах независимой друг or друга атмосферы.

У плавильной шахты 2 несущий элемент стенок шахты является экраном парового кот. па, при этом стенки 9 выполнены в виде трубной мембраны и соединены между ссбой трубами 10, по которым течет охлаждающая среда, например вода, причем своими нижними концами они соединены с горизонтальным щгжним коллектором 11, 35 а своими верхними концами — с горизонтальным верхним коллектором 12. Питательная вода 13 котла через бак 14 подаегся в выполненные как полые тела нижние коллекторы 11 всех четырех стенок

40 шахты, вода распределяется по всем трубам 10 всех стенок 9, течет снизу вверх по трубам, попадает в выполненные как полые .гела верхние коллекторы 12 и огтуда в виде пара — в паровой барабан или паросборник 1. . Нижние l l и верхние 12

Г

45 коллекторы выступают от стенки 9 в виде трубной мембраны шахты и образованная таким образом ниша между нижним коллектором 11, верхним коллектором 12 и стенкой 9 в виде трубной мембраны облицована огнеупорными кирпичами 16.

Во внутреннюю часть шахты выступают вертикальные, установленные на растоянии друг or друга, состоящие из элементов стенки в виде трубной мем55 браны, несущие стенки 17 и 18 и r. д., причем вертикальные шахгообразные ни-, ши между боковыми несущими стенками

279 6

l7, 18, нижним коллектором 11,. верхlIIfM коллектором 12 и генкой 9 в виде трубной диафрагмы заполнены уложенными друг на друге огнеупорными кирпичами 16.

Промежуточное пространство между стенкой 9 и боковыми несущими стенками 17, 18, с одной стороны, и огнеупорными кирпичами 16, с другой стороны, заполнено каким либо огнеупорным материалом.

Каждый огнеупорный кирпич 16 фиксируется таким образом, с трех сторон и одновременно хорошо охлаждается с этих трех сторон. В совокупности стенки такой шахты имеют высокую устойчивость, также как и отдельные огнеупорные кирпичи, кладка имеет большую продолжительность службы. Наружная поверхность стенки 9 может еще защищаться посредством огнеупорной набивки 19.

Стенка 20 cocrorrr из расположенной снаружи трубной мембраны и расположенной внутри огнеупорной кладки плавильной шахты 2, находящейся в непосредственной близости к газоотводной шахте 3, остальные стенки которой состоят голько из стенок 9 в виде трубных мембран, r.е. у газоотводной шахты 3 несущие стенки. 9 в отличие от плавильной шахты

2 внутренняя сторона не фугерована ог-. неупорными кирпичами.

У плавильной шахты 2 потери тепла от внутренней части шахты на стенки шахты небольшие, чтобы отнимать у процесса плавки как можно меньше тепла, у газоотводной шахты 3 геплоотдача из внутренней части шахты к охлажцаемым стенкам шахты очень высока; поскольку содержащие пыль газообразные отходы должны охлаждаться для очистки, го подсоединяемых к газоогводной шахте газоохлацигель должен выполняться голько небольшим или его может не быть совсем, поэтому стенка 20 на своих обеих сторонах выполняет две различные, но необходимые задачи.

Поскольку у предложенной шахты несущий элемент стенки выполнен в виде трубной мембраны, то плавильная 2, а . также газоотводная 3 шахты подвешенны на верхних коллекторах 1 2 стенок 9.

Согласно фиг. 4 верхние коллекторы 12 опираются на опорах 21 и 22. Из фиг. 2 также следует, что стенка 20 между плавильной шахтой 2 и газоогводной шахтой 3, также как и каждая пз отдельных стенок шахты, на своем нижнем конце заканчивается водосборником 23, который подвешен с расстоянием над максимальным уровнем ванны расплава или уровнем 6 шлаковой ванны, чтобы через проЭО

7 967 27 . межуточное пространство между уровнем

6 и коллектором 23 можно было отводить газообразные отходы из плавильной шахты 2 в газоотводную шахту 3.

На нижнем коллекторе 11 стенки 9 в виде трубной мембраны на правой стороне плавильной шахты 2, а также газоотводной шахты 3 закреплена погружаемая сверху в ванну раплава перегородка 8, которая отделяет плавильную шахту, а также газоотводную шахту от расположенного в непосредственной близости обрабатывающего расплав отстойника 4. При этом перегородки 8 находятся в пазу 24 нижнего коллектора 11 стенки 9. Для облегчения ее монтажа и демонтажа перегородка Ы с помощью соединенных с нею направляющих родиков 25.и 26 может перемещаться на несущем тросе 27, который пропущен через продольное от- щ верстие 28 диафрагмы-перегородки 8

Фиг. 5. Погружаемая в ванну расплава или шлака диафрагма-пер городка 8 предпочтительно состоит из меди или стали и имеет каналы 29 для средства охлаждения, Формула изобретения

М.Шахта для термической обрабд гки и плавки материала, содержащая устройство для охлаждения ее стенок, выполненное из вертикальных параллельно соединенных труб, установленных по периметру шахты, 35 горизонтальных верхнего и нижнего кол лекторов для подвода и отвода охладителя к трубам, и металлоприемник, î r л и ч аю ш а я с я тем, что, с целью повышения эффективности эксплуатации и ремонта, 9 8 верхний и нижний коллекторы выполнены в виде полых тел, выступающих от стенки внутрь шахты, пространство между которыми заполнейо огнеупорными кирпичами,. а каждая стенка шахты установленна на нижнем коллекторе или подвешена на верхнем.

2.Шахтапоп. 1,отличающая с я тем, что онаснабженавыступаюшими от стенки внутрь шахты дополнительными несущими элементами в виде трубных мембран, равно отстоящих друг от друга и соедиеннных с трубами, размещенными по периМетру.

3. Шахта по пп. 1 и 2, о т л и ч а— ю щ а я. с я тем, что она снабжена по меньшей мере. одной примыкающей к ее стенке газоотводной .камерой, стенки которой выполнены только в виде трубных мембран, 4. Шахта по пп. 1-3, 0 r л и ч a— ю ш а я с я тем, что она снабжена вертикальной, расположенной под ее стенкой смежной с газоотводной камерой перегородкой, которая образует в металло-. приемнике отстойник и выполнена из меди или стали с каналами для охладителя.

4. Шахта по и. 4, о т л и ч а ю щ ая с я тем, что перегородка установлена с возможностью перемещения с помощью несущего троса по направляющим роликам и пазу нижнего коллектора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США No 3555164, кл, 13-9, 1968.

2. Патент Японии No 49-2242, кл. С215 7/10, 1974.

9Е 7279

39

Составитель Л .. Панниксва

Редактор С. Тимохина Техред A,À÷ Корректор Ю. Макаренко

Заказ 7925 /84 Тираж 587 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал Г1ПП " Патент", г; Ужгород, ул. Проектная, 4