Шахта для термической обработки и плавки материала

ОП ИСАЙИ Е ИЗОБРЕТЕН ИЯ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик 967279 Фта,/Ф. - ФФгъ К ПАТЕНТУ(31) Р 2915771,9 (33) фРГ ло делам нэобретеннй н открытий(53) УДК 669, , 181.423 (088,8) Дата опубликования описания 15,10,82(72) Авторы И нос тратщыизобретения фридрих Мегерле (Австрия) и .Йорг Крюгер(54) ШАХТА ЧЛЯ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ И ПЛАВК 1.МАТЕРИАЛАки в плавильной печи проходил автогенно без дополнительнога топлива 1 1 1.Соприкасающиеся .с агрессивными средами, а также с горячей ванной распла ва и шлака стенки печи должны бытьобязательно огнеупорно футерованы и охлаждаться.Для этого необходимо снабжать сложенную из огнеупорных кирпичей стенку 1 О печи охлаждающими каналами и пропускать по ним холодную воду. При этомрешении заделка охлаждающих каналов вогнеупорный материал вызывает трудности; кроме того, огнеупорный материал 5 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 там 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, то при достаточно высоком содержании сульфидной серы посредством сжигания сульфидной серы можно производить столько тепла, 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 вертикальных параллельно соединенных труб, ус.яновленных по периметру9 4браны образуется ниша, которая футерована огнеупорным материалом, Стенкишахты печи являются, таким. образом,экраном первого котла, который вследствиехорошего контакта с огнеупорной кладкойидеально ее охлаждает, одновременно производит пар или горячую воду и являетсянесущим элементом для огнеупорно футерованной стенки шахты. Поэтому стенкашахты имеет такую высокую прочность,может подвешиваться на верхнем коллекторе в виде трубной мембраны или уста 1навливаться на нижнем коллекторе. Вследтвие установленных в нишах стенок пеед трубной мембраной,на внутренней кшахте 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 встенки плавильной шахты, напротив, высокаи поэтому наружная сторона предложеннойплавильной шахты одновременно может использоваться как стенки газоотводнойшахты, в которой горячие газообразныеотходы в целях очистки должны охлаждаться как можнобыстрее.На фиг, 1 схематически показана предложенная плавильная шахта с газоотводной шахтой, горизонтальный разрез; нафиг. 2 - вертикальный разрез А-А нафиг, 1; на фиг, 3 - увеличенное изображение узла 1 на фнг. 1;, на фиг, 4 -вид печной установки ( вид В на фиг. 1);на фиг, 5 - увеличенный разрез В-В нафиг, 1,Пирометаллургическая печная установка которая, например, должна служитьдля плавления мелкозернистого сульфидногоконцентрата свинцовой руды, имеет общий корпус 1, в котором установленышахта 2 для плавки во взвешенном состоянии, газоотводная шахта 3 и нагреваемый с помощью электросопротивленияотстойник 4. В вертикальную плавильнуюшахту 2 сверху вдувается сульфидныйконцентрат с потоком технически чистогокислорода.Рудный концентрат обжигается и плавится в плавильной шахте при мгновенном разогреве до высокой температуры4за доли секунд, когда он еше находитсяво взешенном состоянии, Сжигание сульфидной серы, а иногда других окисляемыхкомпонентов в кислородной атмосфере, вбольшинстве случаев уже дает достаточнотепла, чтобы осуществлять процесс об 3 96727 шахты горизонтальных коллекторов для подвода и отвода охладителя к трубам, и металлоприемник2.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 Оатации и режима шахты.Поставленная цель достигается тем,что шахта для термической обработки и плавки материала, содержащая устройство с 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 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-. 25 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 помощью35 несущего троса по направляющим роликам в пазу нижнего коллектора.Шахту образуют стенки в виде экрана парового котла, Которые одновременно выполнены как несущий гтеновой элемент40 для установленной на внутренней стороне .экрана огнеупорной футеровки.В предложенной шахте несущим элементом является стенка в виде трубной мембраны с параллельными друг другу верти 45 кальными соединенными между собой промежуточными перемычками трубами, по которым течет охлаждающая среда, причем трубы своими нижними концами соединеныс горизонтальным нижним коллектором 50для распределения охлаждающей среды,а своим верхним концом - с горизонтальным верхним коллектором, причемколлекторы выполнены, как полые гела,стенки - в виде трубной мембраны и мо гут выступать вовнутрь шахты, поэтому между нижним коллектором, верхним коллектором и стенкой в виде трубной мем5 967 жига и плавки автогенно. Расплав соби- рается в коллекторе 5 расплава, в го время как газообразные отходы вместе с образовавшейся пылью отводятся вверх через газоотводную шахту 3. В коллекто ре 5 на скопившемся расплаве образуется первичный шлак. Расплав течетподнижней кромкой вертикальной, погружаемой с верху в ванну расплава или шлаковую ванну, перегородки в отстойник 4. В от О стойнике 4,расплав с помощью поданной коксовой мелочи востанавливается и получает возможность разделяться на сви - нец и образующиеся вторичные шлаки, которые раздельно. выпускаются из отстойника.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 вень шлаковой ванны указан линией 6, а минимальный уровень шлаковой ванны- линией 7. Перегородка 8 препятствует смешению газов зоны окисления и зоны восстановления, дает возможность под держивания в обеих зонах независимой друг ог друга атмосферы.У плавильной шахты 2 несуций элемент стенок шахты является экраном парового кот па, при этом стенки 9 выполнены в виде трубкой мембраны и соединены между ссбой трубами 10, по которым течет охлаждающая среда, например вода, причем своими нижними концами они соединены с горизонтальным нижним коллектором 11,35 а своими верхними концами - с горизонтальным верхшм коллектором 12. Питательная вода 13 котла через бак 14 подаегся в выполненные как полые тела нижние коллекторы 11 всех четырех стенок40 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 оттуда в виде пара - в паровой барабан или паросборник 1 д, Нижние 11 и верхние 12Г45 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 от друга, состоящие из элементов стенки в виде трубной мем браны, несушие стенки 17 и 18 и т. д., причем вертикальныо шахгообразные ни-, ши между боковыми несушими стенками 279 617, 18, нижним коллектором 11,. верхним коллектором 12 и .генкой 9 в видетрубной диафрагмы заполнены уложеннымидруг 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, заполненокакимпибо огнеупорным материалом,Каждый огнеупорный кирпич 16 фиксируется таким образом, с трех сторон и одновременно хорошо охлаждается с этихтрех сторон, В совокупности стенки такойшахты имеют высокую устойчивость, также как и отдельные огнеупорные кирпичи,кладка имеет большую продолжительностьслужбы. Наружная поверхность стенки 9может еше зашишаться посредством огнеупорной набивки 1 9,Стенка 20 состоит из расположеннойснаружи 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,г.е. у газоотводной шахты 3 несущиестенки 9 в отличие от плавильной шахты2 внутренняя сторона не фугерована ог-.неупорными кирпичами,У плавильной шахты 2 потери теплаот внутренней части шахты на стенкишахты небольшие, чтобы отнимать у процесса плавки как можно меньше тепла,у газоотводной шахты 3 геплоотдача извнутренней части шахты к охлаждаемымстенкам шахты очень высока; поскольку содержашие пыль газообразные отходы должны охлаждаться для очистки, топодсоединяемых к газоогводной шахтегазоохладитель должен выполняться голько небольшим или его может не бытьсовсем, поэтому стенка 20 на своих обеих сторонах выполняет две различные,но необходимые задачи.Поскольку у предложенной шахты несуший элемент стенки выполнен в видетрубной мембраны, то плавильная 2, атакже газоотводная 3 шахты подвешеннына верхних коллекторах 1 2 стенок 9.Согласно фиг. 4 верхние коллекторы 12опираются на опорах 21 и 22, Из фиг. 2также следует, что стенка 20 междуплавильной шахтой 2 и газоогводной шахтой 3, также как и каждая пз отдельныхстенок шахты, на своем нижнем концезаканчивается водосборником 23, которыйподвешен с расстоянием над максимальным уровнем ванны расплава или уровнем 6 шлаковой ванны, чтобы через про. межуточное пространство между уровнем6 и коллектором 23 можно было отводитьгазообразные отходы из плавильной шахты 2 в газоотводную шахту 3.На нижнем коллекторе 11 стенки 9 5в виде трубной мембраны на правой стороне плавильной шахты 2, а также газоотводной шахты 3 закреплена погружаемаясверху в ванну раплава перегородка 8,которая отделяет плавильную шахту, а 1 Отакже газоотводную шахту от расположенного в непосредственной близости обрабатывающего расплав отстойника 4. Приэтом перегородки 8 находятся в пазу 24нижнего коллектора 11 стенки 9, Для 15облегчения ее монтажа и демонтажа перегородка 8 с помощью соединенных снею направляющих родиков 25.и 26 может перемещаться на несущем тросе 27,который пропущен через продольное от- щверстие 28 диафрагмы-перегородки 8фиг, 5, Погружаемая в ванну расплаваили шлака диафрагма-пергородка 8предпочтительно состоит из меди илистали и имеет каналы 29 для средства дохлаждения,формула изобретения М.Шахта для термической обрабдгки и плавки материала, содержащая устройство для охлаждения ее стенок, выполненное из вертикальных параллельно соединенных труб, установленных по периметру шахты,35 горизонтальных верхнего и нижнего коллекторов для подвода и отвода охладителя к трубам, и металлоприемник, о т л и ч аю ш а я с я тем, что, с целью повышения эффективности эксплуатации и ремонта,9 8верхний и нижний коллекторы выполненыв виде полых тел, выступающих от стенкивнутрь шахты, пространство между которыми заполнейо огнеупорными кирпичами,.а каждая стенка шахты установленна нанижнем коллекторе или подвешена на верхнем.2,Шахтапоп. 1,отличающая с я тем, что онаснабженавыступающимиот стенки внутрь шахты дополнительныминесущими. элементами в виде трубныхмембран, равно отстоящих друг от другаи соедиеннных с трубами, размещеннымипо периМетру,3, Шахта по пп. 1 и 2, о т л и ч а -ю щ а я. с я тем, что она снабжена поменьшей мере. одной примыкающей к еестенке газоотводной .камерой, стенки которой выполнены только в виде трубныхмембран,4. Шахта по пп. 1-3, о т л и ч а -ю ш а я с я тем, что она снабженавертикальной, расположенной под ее стенкой смежной с газоотводной камеройперегородкой, которая образует в металлоприемнике отстойник и выполнена из медиили стали с каналами для охладителя.4, Шахта по и. 4, о т л и ч а ю щ ая с я тем, что перегородка установленас возможностью перемещения с помощьюнесущего троса по направляющим роликами пазу нижнего коллектора. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Патент США Ио 3555164, кл, 13 9,1968,2, Патент Японии Ио 49-2242,кл. С 215 7/10, 1974,ЮгСоставитель Л,. ПанникТимохина Техред А,Ач ваК дакт е каз 7 лиал Г 1 ПП " Патент", г; Ужгород, ул. Проектная, 4 84 Тираж 587НИИПИ Государственного кпо делам изобретений и035, Москва Ж 35, Рау Подписномитета СССРоткрытийская наб., д. 4/5