Устройство для расплавления или разложения твердых материалов

) Ю 1)5 С 03 ф 1; 0, Ж 1 ФГт ч ТЕНИ нко СС 986 ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР ИСАНИЕ ИЗОБ ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАСПЛАВЛЕНИЯИЛИ РАЗЛОЖЕНИЯ ТВЕРДЫХ МАТЕРИАЛОВ(57) Сущность изобретения: устройство содержит металлическую ванну, футерованную снаружи слоем теплоизоляционногоматериала. В ванне установлен электродв Изобретение относится к цветной металлургии и химической технологии, может быть использовано, например, для разложения силикатных продуктов в расплавленной щелочи и является усовершенствованием устройства по авт.св. 1 ч. 1366483,Известно устройство для расплавления и разложения твердых материалов, которое включает электропроводную ванну, служащую одним из электродов, и установленные в ней электроды, в нижней части геометрически подобные нижней части ванны и имеющие переменное сечение по высоте, причем соотношение межэлектродных расстояний в верхней и нижней частях рабочей зоны ванны составляет 1,2-1,4;1,0. виде стержня переменного сечения по высоте с утолщением в нижней части. Нижняя часть электрода геометрически подобна нижней части ванны, Межэлектродное пространство служит рабочей зоной для расплавления или разложения твердых материалов. Соотношение расстояния между электродами в верхней зоне ванны и расстояния между ними частями электродов составляет 1,2-1,4-1,0. В ванне выше зеркала расйлава установлены дополнительные электроды, которые обеспечены электрической связью с основным электродом с помощью металлических держателей. Соотношение расстояния между электродами и расстояния между нижними частями электродов составляет 0,5-0,8:1. 1 з.п, ф-лы, 4 ил 1 табл. Недостатком известного устройства является то, что при интенсивном ведении процесса расплавления или разложения материала, имеющего небольшую крупность (-2+0,5 мм), его развития удельная поверхность приводит к высокой скорости процесса, что сопровождается газовыделением и обильным пенообразованием. В результате этого часть материала выбрасывается с пеной из устройства, что является небезопасным для обслуживающего персонала и влечет за собой потерю материала, Избежать этого можно, лишь уменьшая таковую нагрузку и прекращая загрузку концентрата до проплавления уже загруженного материала, что дестабилизирует работу устройстЦель изобретения - стабилизация работы устройства при расплавлении или разложении материала, имеющего крупность-2,0+0,5 мм,Поставлення цель достигается тем, чтоустройство для расплавления или разложения твердых материалов, включающее электропроводную ванну, служащую одним изэлектродов, и установленные в ней электроды, в нижней части геометрически подобные нижней части ванны и имеющиепеременное сечение по высоте, причем соотношение межэлектродных расстояний вверхней и нижйей частях рабочей эоны ван- .ны составляет 1,2 - 1,4:1,0, снабжено дополнительными электродами, имеющимиэлектрическую связь с установленными вванне. электродами, при этом соотношениерасстояния между дополнительными электродами и ванной и межэлектродного расстояния в нижней части рабочей зоны ваннысоставляет 0,5-0,8:1.Дополнительные электроды установлены с возможностью регулирования положения по вертикали,Снабжение устройства для расплавления или разложения твердых материаловдополнительйыми электродами, имеющимиэлектрическую связь с установленными ввакне электродами, позволяет при появлении обильной пены перераспределить основную часть электроэнергии в зонуустановки дополнйтельных электродов и засчет разрушения сил поверхностного натяжения в пене погасить ее. По мере "съедания" пены происходит обратноеперераспределение тока в нижнюю частьрабочей зоны ванны и продолжается процесс активного расплавления или разложения твердого материала, Таким образом,наличие дополнительных электродов позволяет осуществлять одновременно процессырасплавления или разложения и пеногашекия, что стабилизирует работу устройства,На фиг.1 представлено устройство, продольный разрез; на фиг,2 - разрез А-А нафиг.1; на фиг,З - устройство, вариант установки дополнительных электродов; на фиг,4- разрез Б - Б на фиг.З.Устройство для расплавления или разложения твердых материалов содержит металлическую ванну 1, футерованнуюснаружи слоем теплоизоляциокного материала 2. В ванне 1 установлен электрод 3 ввиде стержня переменного сечения по высоте с утолщением в нижней части 4, причемнижняя часть 4 злек"рода 3 геометрическиподобна нижней части 5 ванны 1. Межзлектродное пространство 6 служит рабочей зоной для расплавления или разложения102025 твердых материалов, Соотношение расстояния между электродами 1 и 3 в верхней зоне ванны и расстояния между нижними частями 4 и 5 электродов 1 и 3 составляет1,2 - 1,4:1,0. В ванне 1 выше зеркала (уровня) расплава 7 установлены дополнительные электроды 8, которые обеспечены электрической связью 6 электродом 3 с помощьюметаллических держателей 9. Соотношениерасстояния между электродами 8 и 1 и расстояния между нижними частями 4 и 5 злектродов 1 и 3 составляет 0,5 - 0,8;1, Для обеспечения регулировки положения электродов 8 по вертикали служит винт 1.0Дополнительные электроды 8 могутбыть соединены диэлектриками 11 с корпусом ванны 1, в этом случае дополнительныеэлектроды 8 связаны гибкой электрическойсвязью 12 с электродом 3 (фиг,З),Дополнительный электрод может иметьформу кольца или отдельных металлическихэлементов различной формы (шары, полоски и т.д.),.Устройство работает следующим образом.В межэлектродное пространство 6 ванны 1 загружают щелочь. При подаче напряжения на электроды 1 и 3 происходит расплавление щелочи проходящим через30 нее электрическим током, Затем в расплавщелочи, каходящийся в межэлектродном пространстве 6, загружают силикатный продукт, например кварцевую РудуУтолщение нижней части 4 электрода 3позволяет уменьшить сопротивление расплава в нижней зоне, в результате чего большая часть электроэнергии поступает в нижние слои расплава, за счет чего происходит выравнивание токовых кэгрузок по40 высоте расплава. При этом зэ счет конвективного движения нагретых нижних слоев расплава вверх происходит интенсивное перемешивэние материала в ванне без оседания силикатного продукта в нижней части 45 ванны,При плавке материала крупностью.+0,5 мм начинается интенсивное образование пены, Пена заполняет внутреннее пространство ванны 1 и, поднимаясь, дохо дит до электродов 8, Малое расстояние между электродами 8 и 1 позволяет уменьшить сопротивление в этой зоне и, соответственно, перераспределить в нее основную частьэлектроэнергии, В результате через пену 55 между электродами 8 и 1 проходит электрический ток, при этом пена стекает вниз к расплаву 7, Происходит обратное перераспределение тока в нижнюю часть ванны 1 и продолжается интенсивное расплавление материала.1749183В таблице приведена зависимость режима эксплуатации устройства от соотношения расстояния между электродами иванной и межэлектродного расстояния внижней части рабочей зоны ванны.Изданных, приведенных в.таблице, следует, что наиболее оптимальным соотношекием расстояния между дополнительнымиэлектродами и ванной и межзлектродногорасстояния в нижней части рабочей зоныванны является 0,5 - 0,8:1. При меньшем значении этого соотношения (0,4:1) устанавливается нестабильный, жесткий режим. пеногашения, при ) котором происходитгэлектропробой с возможным разбрызгиванием расплава. Процесс пеногашения приэтом происходит слишком бурно; что ухудшает эксплуатацию устройства по условиямтехники безопасности,При большем значении этого соотношения (0,9:1) режим эксплуатации устройстватакже будет нестабильным, так как скоростьпеногашения в этом случае будет ниже скорости пенообразования, и дополнительныеэлектроды будут работать в погруженном впену состоянии, что потребует снижениясуммарной токовой нагрузки, вследствиечего удельная производительность устройства уменьшится,Положительный эффект предлагаемогоустройства по сравнению с известным заключается в том, что оно осуществляет одновременно процессы расплавления или разложения и пеногашения, что позволяетстабилизировать работу устройства при ин тенсивном расплавлении или разложениитвердого материала, имеющего небольшую крупность. Благодаря этому исключаются потери материалас пеной, создаются безопасные условия труд 4 для обслуживающе го персонала, а также уменьшаютсятрудозатраты на эксплуатацию устройства,Формула изобретения 1, Устройство для расплавления или 15 разложения твердых. матерйалов по авт.св.М 1366483, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью стабилизаций работы устройства при расплавлании"илйразложенми матери. ала; имеющего крупность -2.+0,5 мм, оно 20 снабжено дополнительными электродами,имеющими электрическую связь с электродами, установленными в ванне, при этом соотношение расстояния между дополнительными электродами и ваннойи межэлек тродного расстояния в нижней частирабочей эоны ваннысоставляет 0,5 - 0,8:1. 2,Устройствопоп.1,отл ичающееся тем, что дополнительные электроды ус тановлены с возможностью регулированияположения по вертикали. Соотношение расстояния между дополнительными электродами и ванной и межэлектродного расстояния в нижней части рабочей эоны Нестабильный Стабильный СтабильныйНестабильный- 1,0+0,5 -1,0+0,5 -1,0+0,5 -1,0+0,5 0,4:1 0,5:1 С,8:1 0,91 Крупность кварцевой руды,мм1749183 Составитель Н. Егор Техред М.Моргентал актор Н,Ту ректор С, Черн каз 25 роизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Уж Гагарина, 10 1 Тираж ПодписноеПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раущская наб., 4/5