Шахтная печь для плавки меди

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИН 19) ( 4 уц Р 27 В 1/О ГОСУД ОО ДЕ ВЕННЫЙ КОМИТЕТИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТН ИЙ САНИ ОБРЕТЕ К ПАТЕН(72) Милтн Эдвард Берри (США)(54)(57) ШАХТНАЯ ПЕЧЬ ДЛЯ ПЛАВКИМЕДИ, содержащая вертикальную цилиндрическую камеру предварительного нагрева завалки меди, камеру плавленияс диаметром и площадью сечения большей, чем диаметр и площадь сечениякамеры предварительного нагрева, горелки и средства для сбора и дренажарасплавленной меди из камеры плавления, о т л и ч а ю щ а я с я тем,что, с целью повышения эффективнос 11 ти работы печи, она снабжена дополнительно горелками, размещенными в нижней части вертикальной цилиндрической камеры, камера плавления дополнительно снабжена двумя горелками, размещенными параллельно одна, другойи симметрично относительно выпускного отверстия, две другие горелки,размещенные в .камере плавления, установлены по касательной к стенке камеры плавления .с интервалом 270.одна относительно другой и симметричноотносительно выпускного отверстия,соотношение диаметра камеры плавле"ния и диаметра цилиндрической камеры(1,2-1,9): 1, камера плавления выполнена с изменяющимся сверху вниз диаметром, при этом отношение наибольшего диаметра камера плавления к диаметру цилиндрической камеры обратно пропорционально диаметру цилиндрической камеры.Изобретение относится к цветнойметаллургии, в частности к шахтнымпечам для переработки скрала илиРудые 1145937 ния к диаметру цилиндрической камеры обратно пропорционально диаметруцилиндрической камеры,40 45 50 55 Известна шахтная печь для плавления скрапа, содержащая вертикальную цилиндрическую камеру, горелки и средства сбора и дренажа меди 11,Наиболее близкой по технической сути и достигаемому результату является шахтная печь для плавки меди, содержащая вертикальную цилиндрическую камеру для предварительного нагрева завалки меди, камеру плавления с диаметром и площадью сечения большей, чем диаметр и площадь сече-. ния камеры предварительного нагрева горелки и средства сбора и дренажа расплавленной меди Г 21. Однако обе известные печи характеризуются недостаточно высокой эффективностью работы и невозможностью переработки большой завалки скрапа или руды. Цель изобретения - повышение эффективности работы печи. Цель достигается тем, что шахтная печь для плавки меди, содержащая вертикальную цилиндрическую камеру предварительного нагрева завалки меди, камеру плавления с диаметрам и площадью сечения большей, чем диаметр и площадь сечения камеры предварительного нагрева, горелки и средства для сбора и дренажа расплавленной меди из камеры плавления, снабжена дополнительно горелками, размещенными в нижней части вертикальной цилиндрической камеры, камера плавления дополнительно снабжена двумя горелками, размещенными параллельно одна другой и симметрично относительно выпускного отверстия, две горелки, размещенные в камере плавления, установлены по касатель-.ной к стенке камеры плавления с интервалом 270 одна;.отнасительно друо. гой и симметрично относительно выпускного отверстия, соотношение диаметра камеры плавления и диаметра цилиндрической камеры(1,24-1,9):1,камера плавления выполнена с изменяющимся сверху вниз диаметром,при этом отношение наибольшего диаметра камеры нлавлеНа фиг. 1 - разрез предпочтительного варианта печи; на фиг, 2 - увеличенной камеры плавления, вид сверху(разрез А-Ана фиг, 1),Гранулираванный металл под давлением собственного веса загружается в верхнюю часть печи с помощью загрузочного устройства (не показано). Печь 1 разделена на цилиндрическую часть 2 и камеру 3 плавления. Верхняя часть цилиндрической части 2 представляет собой камеру 4 предварительного нагревания, в которой холодная завалка 5 нагревается за счет конвекции от горелок 6 и 7, рас. положенных в камере 8 спекания и камере 9 плавления. Центральная часть печи представляет собой камеру 8 спекания, в которой температура предварительно нагретой эавалки 5 поднимается регулируемым образом до температуры, несколько меньшей температуры плавления металла завалки за счет конвекции от горелок 7 камеры плавления и путем непосредствен" ной подачи тепла от горелок 6 камеры спекания для получения .спеченной колонной массы завалки 10, Благодаря плотности гранулированной металлической завалки 5, высокого отношения площади поверхности к объему и возможности регулирования работы 15 20 30 35 горелок 6 камеры спекания эавалкане плавится, а вместо этого спекается по мере ее нагревания до температуры несколько ниже точки плавленияметалла завалки, в силу чего из эавалки 5 образуется когерентная колон.ная масса 10, которая плавится в камере 9 плавления. Колонная масса Облокирует прохождение гранул завалки 5 через шахту и в нижнюю частьпечи, предотвращая таким образом нерегулируемое образование полусплошной массы нерасплавленного металлана поде 11. Одной из самых серьезныхпроблем плавки гранулированного скра.па в известных шахтных печах былонЕрегулируемое образование холоднойполусплошной массы металла на поде,которая забивала выпускное отверстиеи блокировала горелки. Но в печи 1предусмотрена камера 9 плавления, которая приспособлена для размещения4 1145937 3массы 10 завалки в регулируемом режиме и расплавления этой массы, при этом. выпускное отверстие 12 остается чистым, а горелки неблокированными. .При работе печи 1 завалка не прилипает к внутренним стенкам 13 печи 1, так как внутренние стенки 13 футерованы огнеупорами и поскольку завалка уплотняется в когерентную колонну мао. ,су 10 и несколько усаживается от 10 внутренних стенок 13 по мере спекания ,массы исключая образование пустот.ЭПод камерой 8 спекания расположена камера 9 плавления большего диаметра и меньшей высоты по сравнению с,камерой 8, расположенной непосредственно над ней, В общем цилиндричес-. кая часть 2 должна иметь диаметр при"мерно 2,5-6,0 футов, при этом предпочтительный диаметр составляет 4,5 фута. Диаметр камеры 9 плавления должен быть примерно в 1,2-1,9 раза больше диаметра цилиндрической части 2, при этом предпочтительное отно.шение диаметра камеры 8 плавления к диаметру цилиндрической части 2 составляет 1,5-1. Таким образом, чем больше диаметр цилиндрической части 2, тем меньше 30 отношение диаметра камеры плавления к диаметру цилиндрической части: минимальное увеличение диаметра от цилиндрической части 2 к камере 9 плавления должно составлять305 мм, а з 5 максимальное - б 10 мм. При пуске завалка 5 достигает пода 11 в регулируемом режиме и предварительно нагревается для получения регулируемого образования сплошной или спеченной 40 колонной массы, котораяобразуется в колонне 10, Ширина плавильной каме ры 9 образует пространство 14 для горения вокруг образующейся колонны 10 для начала плавления, при этом 45 ;выпускное отверстие 12 остается чистым, а горелки 7 не блокируются колонной массой 10,После этого по мере опускания колонной массы 1 О вниз по цилиндрической части 2 масса попадает в камеру 15 спекания в виде сплошной колонны 10, диаметр которой примерно оавен внутреннему диаметоч камеры 8 спекания, затем масса поступает в камеру 9 плавления и далее опирается на под 11. Под 11 предпочтительно выполнен многоярусным для улучшения плавления нижней поверхности колонны 10, а также периферийных поверхностей, при этом обеспечивается непрерывная вертикаль" ная поддержка спеченной колонны 10, Боковая поддержка обеспечивается стенками 13 камеры 8 спекания и трубчатое нагревательное пространство образуется между стенками 15 ,камеры 9 плавления и периферией колонны 10, В этом пространстве 14 тепло направляется из множества горелок 7 радиально внутрь и на расстоянии Йо внутренней поверхности камеры 9 плавления. Таким образом, горелки 7 расположены так, что сжигаемое в них топливо образует пламя, ,которое контактирует с металлической колонной 10 по касательной и за. вихряется вокруг колонны 10 симметрично в трубчатом пространстве 14 от точки, расположенной непосредственно напротив выпускного отверстия 12 в направлении выпускного отверстия 12. Такая симметричная тангенциальная подача пламени расплавляет колонную массу 10 металла от наружной поверхности в направлении ее внутренней части, Расплавленная часть колонной массы 10 замещается частями колонны 10, которые непре. - рывно спекаются в камере 8 спекания и под действием тяжести подаются из камеры 8 спекания в камеру 9 плавления при работе печи 1, Расплавлен. ный металл 15 стекает на под 1 1 ;который направляет ноток металла через выпускное отверстие 12.