Печь с солевым обогревом для плавки магниевых ломов

1. ПЕЧЬ С СОЛЕВЫМ ОБОГРЕВОМ ДЛЯ ПЛАВКИ МАГНИЕВЫХ ЛОМОВ, включающая футерованный кожух, контейнер для лома, вентиляционное укрытие, установленные через футеровку в шахте печи электроды с токоподводами, отличающаяся тем, что, с целью снижения расхода электроэнергии, электроды установлены в печи на расстоянии от подины, равном 0,18 0,25 глубины шахты печи, и выполнены выступающими над футеровкой печи в шахту на 0,06 0,15 толщины футеровки.
2. Печь по п.1, отличающаяся тем, что, с целью увеличения срока работы печи, она дополнительно снабжена резервными электродами, число которых равно количеству рабочих электродов.
3. Печь по пп.1 и 2, отличающаяся тем, что электроды равномерно размещены по периметру печи.
4. Печь по пп.1 3, отличающаяся тем, что токоподводы установлены свободно в выемках наружной футеровки.
5. Печь по пп.1 4, отличающаяся тем, что выемки под токоподводы выполнены высотой 0,1 0,2 высоты печи, глубиной 0,4 0,6 толщины футеровки печи в верхней зоне и шириной 1,8 2,2 ширины токоподвода.

Изобретение относится к металлургии цветных металлов, конкретно к конструкциям печей для плавки ломов магния и его сплавов.
Целью изобретения является снижение расхода электроэнергии, увеличение срока работы печи.
Изобретение заключается в том, что электроды выведены в печь на расстоянии от подины, равном 0,18-0,25 высоты внутренней футеровки, и выступают в объем печи на 0,06-0,15 толщины футеровки, причем с целью увеличения срока службы печи число установленных электродов вдвое больше числа рабочих электродов, а токоподводы расположены свободно в выемках наружной футеровки, выполненных сверху. Выемки выполнены высотой 0,1-0,2 высоты наружной футеровки, глубиной 0,4-0,6 толщины футеровки в верхней зоне, а шириной 1,8-2,2 ширины токоподвода. Электроды размещаются равномерно по периметру печи.
Установка электродов в печи ниже чем 0,18 глубины шахты печи (что составляет 0,5 м от подины), приводит к ряду нежелательных моментов. При плавке магниевых ломов на подине накапливаются тяжелые относительно солевого расплава компоненты, в основном алюминий жидкий, и стальные детали, образующие вместе со шламом хорошо проводящую электрический ток взвешенную массу. При их накоплении ток смещается из греющей соли в эту массу и значительно увеличивается, что вынуждает снижать напряжение трансформатора. В результате греющая мощность понижается, увеличивается время плавки. Приходится чаще выбирать этот придонный проводящий слой, что увеличивает трудозатраты, увеличивает непроизводительное время печи, увеличивает непроизводительный расход тепла. С другой стороны, перегретые примеси в большей степени растворяются и загрязняют вторичный металл, переходя в него.
Установка электродов выше, чем 0,25 глубины шахты печи (что составляет 0,7 м от подины), приводит к существенному охлаждению подины и появлению на ней настылей, что затрудняет затем извлечение шлама.
Выступ электрода в объем печи необходим для того, чтобы отвести от футеровки рабочую, активную поверхность электрода. Выступ менее 0,06 толщины футеровки (что составляет 50 мм) приводит к тому, что окружающая рабочую часть электрода футеровка начинает разрушаться уже через 1-2 месяца работы, причем масштабы разрушения со временем увеличиваются так, что через 12-15 месяцев работы печь приходится останавливать на капитальный ремонт. Увеличение длины выступа электрода более 0,15 толщины футеровки (что составляет 125 мм) уже не оказывает существенного влияния на срок службы печи, но оказывает помеху для ввода шламоизвлекающих механизмов.
Двойное число электродов необходимо для повышения надежности работы. При постоянной работе зачастую электроды отгорают, и если нет запасных, печь приходится останавливать на ремонт. Наличие второго комплекта электродов дает возможность во время работы печи периодически переключать работающие комплекты электродов и проводить профилактические работы, кроме того, отгорание электрода или токоподвода к нему уже не грозит остановкой печи. Для трехфазной печи устанавливается шесть электродов равномерно по периметру печи с одинаковыми параметрами. Равномерное размещение позволяет наиболее эффективно комплектовать электрическую схему печи.
Свободное размещение токоподводов к электродам в выемках наружной футеровки необходимо для обеспечения их охлаждения, что улучшает условия работы контактов, уменьшает падение напряжения в них, снижает расход электроэнергии. Кроме того, электрод имеет возможность для термического расширения, что увеличивает срок его службы. Размеры выемки в футеровке для размещения токоподвода определены конструктивно и обеспечивают удобство обслуживания контактов, достаточный теплоотвод и достаточную прочность футеровки. Высота выемки < 0,1 высоты печи (что составляет 320 мм) ухудшает охлаждение, а увеличение высоты > 0,2 высоты печи уменьшает прочность футеровки, глубина выемки < 0,4 толщины футеровки не позволяет разместить в ней токоподвод, а глубина выемки > 0,6 толщины футеровки уменьшает ее прочность, ширина выемки < 1,98 ширины токоподвода ухудшает условия его охлаждения и обслуживания, шириной выемки > 2,2 ширины токоподвода уменьшает прочность футеровки. Все выемки перекрыты сверху металлическими крышками.
На фиг.1 показана печь, поперечное сечение; на фиг.2 то же, горизонтальное сечение. Печь включает футеровку 1, стальные электроды 2 с токоподводами 3, крышки 4. Всего установлено шесть электродов равномерно по периметру. Расстояние от подины до электрода -h равно 0,215 глубины шахты печи, выступ электрода в объем печи а составляет 0,095 толщины футеровки -А. Сверху в наружной футеровке выполнены выемки, в которых расположены токоподводы. Высота выемки -l составляет 0,166 высоты печи -L, глубина выемки -b составляет 0,595 толщины футеровки в верхней зоне -В, ширина выемки С равна 2,2 ширины токоподвода -К.
Печь работает следующим образом.
В печь заливают расплав смеси хлоридов магния, бария, калия, натрия до высоты около 0,75 Н и подают напряжение на три электрода из шести, например на 1-й, 3-й и 5-й. Электрический ток проходит через расплав, нагревая его. При температуре расплава 700-720^оС в печь загружают лом в виде деталей в контейнере или брикетированной стружкой. Лом расплавляется, магний и его сплавы всплывают на поверхность расплава, алюминий скапливается над подиной, стальные приделки остаются и извлекаются вместе с корзиной. После извлечения корзины всплывший металл выбирают ковшом и загружают следующую партию лома. Периодически по мере накопления с подины удаляют металлическую смесь, а убыль расплава восполняют свежими порциями расплавленных солей.
При плавке лома в печи по прототипу расход электроэнергии составлял свыше 2000 кВтч на 1 т металла, а срок службы печи 12-12 месяцев. При использовании предлагаемого технического решения (уточнение места вывода электродов в печь и размеров выступа, удвоение числа установленных электродов, свободное размещение токоподводов в выемках наружной футеровки) расход электроэнергии снизился в среднем на 150 кВтч на 1 т магния, а срок службы печи составил 16-18 месяцев.
1. ПЕЧЬ С СОЛЕВЫМ ОБОГРЕВОМ ДЛЯ ПЛАВКИ МАГНИЕВЫХ ЛОМОВ, включающая футерованный кожух, контейнер для лома, вентиляционное укрытие, установленные через футеровку в шахте печи электроды с токоподводами, отличающаяся тем, что, с целью снижения расхода электроэнергии, электроды установлены в печи на расстоянии от подины, равном 0,18 - 0,25 глубины шахты печи, и выполнены выступающими над футеровкой печи в шахту на 0,06 - 0,15 толщины футеровки.
2. Печь по п.1, отличающаяся тем, что, с целью увеличения срока работы печи, она дополнительно снабжена резервными электродами, число которых равно количеству рабочих электродов.
3. Печь по пп.1 и 2, отличающаяся тем, что электроды равномерно размещены по периметру печи.
4. Печь по пп.1 - 3, отличающаяся тем, что токоподводы установлены свободно в выемках наружной футеровки.
5. Печь по пп.1 - 4, отличающаяся тем, что выемки под токоподводы выполнены высотой 0,1 - 0,2 высоты печи, глубиной 0,4 - 0,6 толщины футеровки печи в верхней зоне и шириной 1,8 - 2,2 ширины токоподвода.