Печь для непрерывной переработки материалов в жидкой ванне
Полезная модель относится к области создания агрегатов для пирометаллургической переработки материалов различного вещественного состава в жидкошлаковой ванне, в частности к устройствам для непрерывной плавки рудных материалов, бытовых и промышленных отходов, и может быть использована в цветной и черной металлургии, при утилизации бытовых и промышленных отходов, а также в качестве теплогенератора при использовании низкокалорийного сырья.
Сущность полезной модели заключается в том, что печь содержит газлифт с фурмами, загрузочную зону, восходящий и нисходящий каналы для циркуляции шлакового расплава, отстойную камеру, сообщающуюся с газлифтом, устройство для вывода шлака и штейна. Отстойная камера выполнена в виде отстойнообеднительной камеры с установкой в ней поляризованных электродов. Отстойнообеднительная камера отделена отбойной перегородкой от газовой фазы газлифта и перегородками газлифта от циркулирующего шлакового расплава. 1 п. ф-лы, 1 ил.
Полезная модель относится к области создания агрегатов для пирометаллургической переработки материалов различного вещественного состава в жидкошлаковой ванне, в частности к устройствам для непрерывной плавки рудных материалов, бытовых и промышленных отходов, и может быть использована в цветной и черной металлургии, при утилизации бытовых и промышленных отходов, а также в качестве теплогенератора при использовании низкокалорийного сырья.
Известна печь для непрерывной плавки сульфидных материалов в жидкой ванне (авт. св. 
813102 по кл. F27B 3/00 от 21.01.1977 г). Печь включает шахту, кессонированный пояс с фурмами, подину, сифоны для выпуска продуктов плавки и загрузочные приспособления. Шахта снабжена перегородкой, разделяющей ее на плавильную и восстановительную камеры, и узлами испарительного охлаждения, расположенными в каждой камере. Подина выполнена ступенчатой и наклонной.
Известная печь малопроизводительна и является печью барботажного типа с возможностью уноса шихты или отдельных ее компонентов с отработанными технологическими газами.
По патенту RU 2090811 кл. F27B 17/00 от 10.04.1995 г. известна печь для непрерывной плавки сульфидных материалов в жидкой ванне, содержащая прямоугольную шахту, кессонированный пояс с фурмами, подину, приспособления для выпуска жидких продуктов плавки и электроды, подключенные к источнику тока. Электроды, подключенные к одному полюсу источника тока, установлены в приспособлении для выпуска шлака, а электроды, подключенные к противоположному полюсу источника тока, установлены в приспособлении для выпуска штейна.
Недостатком такой конструкции также является низкая производительность из-за нестабильной службы перетоков между шахтой и приспособлениями для выпуска жидких продуктов плавки, особенно для выпуска штейна из печи, часто перекрываемых подовыми настылями, а также из-за повышенных потерь ценных компонентов с отвальным шлаком, что обусловлено невозможностью использования обедняющих эффектов электролиза шлаковой ванны и электрокапиллярного движения.
Наиболее близким к предлагаемой печи является пирометаллургический агрегат по патенту RU 2123651 кл. F27B 17/00 от 16.12.1997 г. Агрегат содержит газлифтную камеру с дутьевыми устройствами и загрузочную камеру, разделенные межкамерной перегородкой, не доходящей до свода и подины, загрузочное устройство и приспособления для выпуска продуктов плавки и газоход. Между газлифтной и загрузочной камерами и боковой стенкой агрегата в его верхней части расположена сепарационная камера. Входное окно сепарационной камеры расположено в стенке, разделяющей газлифтную и сепарационную камеры выше верхней кромки межкамерной перегородки. Окно для вывода газов из агрегата расположено в стенке сепарационной камеры ниже входного окна сепарационной камеры. Агрегат снабжен камерой плавления и дозированной подачи извлекающей фазы, и сифоном для ее удаления.
Недостатками агрегата являются отсутствие внешнего энергетического источника, что сужает перечень рудных материалов для переработки, а также - отсутствие систем для корректировки температурного режима работы при варьировании состава перерабатываемых материалов, и отсутствие элементов по снижению содержания ценных компонентов в отработанном шлаке.
Задачей полезной модели является расширение номенклатуры перерабатываемых материалов, создание условий для корректирования температурных режимов работы печи, повышение производительности и уменьшение потерь ценных компонентов.
Технический результат при использовании полезной модели заключается в создании печи для перерабатывания сырья различного состава, способствующей уменьшению потерь ценных компонентов.
Указанный технический результат достигается тем, что печь содержит газлифт с фурмами, загрузочную зону, восходящий и нисходящий каналы для циркуляции шлакового расплава, отстойную камеру, сообщающуюся с газлифтом, устройство для вывода шлака и штейна. Отстойная камера выполнена в виде отстойнообеднительной камеры с установкой в ней поляризованных электродов. Отстойнообеднительная камера отделена отбойной перегородкой от газовой фазы газлифта и перегородками газлифта от циркулирующего шлакового расплава.
На фиг.1 представлен разрез печи. В корпусе печи 1 расположены нисходящий канал с окном 2 для загрузки шихты и обработки ее циркулирующим шлаковым расплавом, газлифт с фурмами 3 для обработки шихты реакционными газами и организации процесса циркуляции шлакового расплава, отбойная перегородка 4 для исключения направленного потока отходящих газов в отстойнообеднительную камеру и защиты погружных электродов от агрессивных отходящих газов, газоход для удаления отработанных газов 6. Канал слива 7 избыточного шлака 10, отстойнообеднительная камера с установленными в ней поляризованными электродами 5 для отстоя эмульсии с разделением расплава шлака и расплава металлофазы, сифон 8 для выдачи металлофазы 9.
Печь работает следующим образом.
В предварительно разогретую печь, в загрузочное окно нисходящего канала 2 загружают сначала расчетное количество расплава тяжелой фазы, а затем расплава шлака. Загружаемые расплавы тяжелой фазы и шлака должны соответствовать составам, образующимся в процессе плавки шихты. После заполнения печи включают ее обогрев за счет тепла, генерируемого электродами 5, и подачу дутья через фурмы газлифта 3.
При этом начинается циркуляция шлака 10 через газлифт 3 и нисходящий канал с загрузочным окном 2. Отходящие от газлифта 3 отработанные газы удаляют через газоход 6. Исключение направленного потока отходящих газов в отстойнообеднительную камеру с установленными в ней электродами 5 достигают за счет установки отбойной перегородки.
При выходе печи на рабочие температурные параметры начинают подачу шихты через загрузочное окно нисходящего канала 2 и регулирование температурного режима работы печи за счет тепла, генерируемого электродами 5. В нисходящем канале 2 происходит плавление шихты за счет тепла перегретого расплава шлака и направление образованного вновь шлака совместно с циркулирующим шлаком в газлифт для обработки реакционными газами. В отстойнообеднительной камере с установленными в ней электродами 5 проводят разделение эмульсии, образующейся в газлифте и нисходящем канале на шлак и металлофазу. Избыточный шлак максимально очищенный от металлофазы удаляют через канал слива избычтоного шлака 7. Избыточная металлофаза, максимально очищенная от шлака, удаляется через сифон 8.
Печь для непрерывной переработки материалов в жидкой шлаковой ванне, содержащая газлифт с фурмами, восходящий и нисходящий каналы для циркуляции шлакового расплава, отстойную камеру, сообщающуюся с газлифтом, загрузочную зону, устройства для вывода шлака и штейна, отличающаяся тем, что в отстойной камере установлены поляризованные электроды для разделения эмульсии на расплав шлака и расплав металлофазы, отбойная перегородка, отделяющая отстойную камеру от газовой фазы газлифта, и перегородки газлифта, отделяющие ее от циркулирующего шлакового расплава.
