CS218001B1 - Plasmatic melting furnace - Google Patents

Description

Plazmová tavící · pec, zejména pro tavení upraveného šrotu z lehkých kovů. Pec je opatřena vanovou pecní pánví, která má jednak na dnu pece nebo bočně na stěně pece v oblasti nístěje uspořádané elektromagnetické míchací zařízení a jednak bud' pro kontinuální · odběr taveniny vzhledem k vnitrnímu prostoru pece utěsněný přepad, nebo pro diskontinuální odběr taveniny elektromagnetický dopravní žlab. Vanová pecní pánev je opatřena svislou nebo až v úhlu do 30° odkloněnou šachtou, opatřenou na horním konci kontinuálním nebo kvasikontinuálním plynotěsným zavážecím zařízením, kde podélné osy plazmových hořáků se protínají v oblasti přechodu šikmé části šachty do nístěje a poměr vzdálenosti mezi přední hranou šachty a průsečíkem prodloužených os plazmových hořáků s nístějí ke vzdálenosti mezi spodní hranou šachty a nístějí má hodnotu 0,58 až 0,90, s výhodou 0,73.

Vynález se týká plazmové tavící pece pro kontinuální tavení kovů plazmovými hořáky, zejména pro tavení upraveného šrotu z lehkých kovů, přičemž tato pec má přiřazen chladič spalin a cyklón pro čištění spalin.

Jsou již známá plazmová taviči zařízení pro kontinuální tavení kovů.

Tak například z hospodářského patentu NDR č. 90 402 je známé plazmové tavící zařízení, u kterého se ohřev nebo tavení a následující fáze procesu provádějí ve dvou nebo více navzájem spojených pracovních nádobách. Nádoba pro primární proces a přiřazená nádoba nebo nádoby pro sekundární proces jsou spojeny prostřednictvím jednoho nebo několika spojovacích kanálů. Jsou uspořádány tak, že nádoby nebo pánve lze sklápět kolem svislé osy. Pánve, případně i spojovací kanály mohou být opatřeny jednou nebo několika protilehlými elektrodami. Pánev pro primární proces je opatřena známým zavážecím zařízením, které může být uspořádáno buďto na víku, nebo bočně na pánvi primárního procesu.

Je rovněž známá vícekomorová plazmová indukční tavná pec s vícedílným hermeticky uzavírajícím víkem, u kterého je geometrie plazmové tavné komory přizpůsobena výdaji energie plazmového oblouku, přičemž plazmatron je uspořádán u úhlu к povrchu taveného materiálu nebo v zahloubení stěny plazmové taviči komory. Plazmové a indukční tavící komory jsou spojeny kanálem a lze je sklápět buď společně, nebo odděleně, jak je to patrno z hospodářského patentu NDR č. 109 787.

Jiná plazmová taviči pec, u které jsou plazmatrony uspořádány pod pevným povrchem taveného materiálu, je uspořádána tak, že pánev pece je tvořena alespoň dvěma vnitřními prostory pece, které vytvářejí jednu jednotku a které mají různou geometrii. Plazmatrony jsou uspořádány v příslušné oblasti v úhlu vzhledem к ose pece ve výklenku pece.

Části pánve pece jsou sklopné nebo vypustitelné samostatně nebo společně a víko pánve pece je opatřeno sázecím ústrojím. U základního^ tvaru provedení této pecní pánve jsou jedna nebo několik pracovních komor pro sbírání taveniny přídavně spojeny otvory s taviči pecí.

Všechny uvedené typy pecí mají odpovídající přídavná vytápění.

Tato známá plazmová taviči zařízení pro kontinuální tavení kovů mají různé nedostatky. Tak například vzhledem к tomu, že jsou tvořeny několika navzájem spojenými pánvemi, je omezena pružnost technologie tavícího procesu, i když práce tavícího provozu zpravidla vyžaduje, aby vystavený kov se buď okamžitě po vytavení odléval, nebo se přiváděl do zařízení pro další úpravu taveniny a/nebo do mísiče pro výrobu požadované slitiny.

Další nevýhoda známých plazmových ta vících zařízení spočívá v tom, že u nutných velkých sypných výšek šrotu, které bývají řádově tak velké jako délka plazmového oblouku, nelze dosáhnout stabilního hoření plazmového oblouku v nasypaném šrotu.

Plazmový oblouk hoří velmi nepravidelně a je velmi často vyfouknut účinkem vlastního magnetického pole.

Další nevýhoda známých plazmových tavících zařízení pro kontinuální tavení kovů spočívá v tom, že nemají žádné ústrojí nebo zařízení, které by zabraňovalo vnikání cizích látek do taveniny, jako vlhkosti, oleje, nečistot, které jsou na šrotu. Těmito cizími látkami se kvalita vytaveného kovu velmi snižuje.

Účelem vynálezu je vytvořit plazmovou taviči pec, u které by se dosáhlo vyšší výtěžnosti kovu při současném zdokonalení kvality vytaveného kovu.

Vynález si klade za úkol vytvořit plazmové tavící zařízení pro tavení kovů, zejména pro tavení upraveného šrotu z lehkých kovů, které by mělo pánev, jejíž struktura by brala zřetel na tavený materiál a na nízkotavný charakter plazmového oblouku a současně minimalizovala podíl cizích látek, které by se dostaly ze vsázkového materiálu do taveniny.

Uvedené nedostatky odstraňuje plazmová tavící pec podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že plazmová tavící pec je opatřena vanovou pecní pánví, která má jednak na dnu pece nebo bočně na stěně pece v oblasti nístěje uspořádané elektromagnetické míchácí zařízení a jednak bud pro kontinuální odběr taveniny vzhledem к vnitřnímu prostoru pece utěsněný přepad, nebo pro diskontinuální odběr taveniny elektromagnetický dopravní žlab, přičemž vanová pecní pánev je opatřena svislou nebo až v úhlu do 30° odkloněnou šachtou, opatřenou na horním konci kontinuálním nebo kvasikontinuálním plynotěsným zavážecím zařízením, kde podélné osy plazmových hóřáků se protínají v oblasti přechodu šikmé části šachty do nístěje a poměr vzdálenosti mezi přední hranou šachty a průsečíkem prodloužených os plazmových hořáků s nístějí ke vzdálenosti mezi spodní hranou šachty a nístějí má hodnotu 0,58 až 0,90, s výhodou 0,73.

Podle výhodného vytvoření vynálezu je plazmový hořák nebo plazmové hořáky uspořádán v podélné ose pod úhlem ai 0^p až 60° ke kolmici, v příčné ose pod úhlem аг 0° až 60° ke kolmici, nebo pod úhlem аз 0° až 90° к podélné ose plazmové pece.

Hlavní výhody řešení podle vynálezu spočívají v tom, že polohou paty nebo pat plazmového oblouku nebo plazmových oblouků v oblasti přechodu sypného kužele šrotu do nístěje se podstatně zmenšuje sypná výška šrotu v bezprostřední oblasti plazmového oblouku nebo plazmových oblouků, čímž se dosahuje klidného stabilního hoření plazmového oblouku nebo plazmových oblouků.

6

Mimoto se dosahuje uspořádáním plazmového horáku v úhlové poloze ke svislici dík kinetické energii plazmového oblouku nebo plazmových oblouků pohybu taveniny, což vede ke zvýšení rychlosti natavení а к odstranění větších rozdílů teploty v nístěji.

Konečně další výhoda spočívá v tom, že elektromagnetickým míchacím zařízením se dosahuje další zvětšení pohybu v nístěji, čímž se dále zvětšuje rychlost natavení, a to tím, že z oblasti paty plazmového oblouku nebo plazmových oblouků se přemisťuje tavenina do sypného kužele šrotu.

Vynález je v dalším podrobněji vysvětlen na jednom příkladu provedení ve spojení s výkresovou částí, kde na obr. 1 je znázorněn podélný řez plazmovou tavící pecí, na obr. 2 příčný řez plazmovou taviči pecí podle roviny В—В z obr. 1 a na obr. 3 řez plazmovou tavící pecí podle roviny С—C z obr. 1.

Jak je z obr. 1 patrno, je plazmová tavící pec tvořena vanovou pecní pánví 1 s nasazenou svislou nebo nepatrně vzhledem ke svislici skloněnou šachtou 2. Poměr výšky H šachty 2 к průměru D šachty 2 je větší nebo roven jedné. Plazmová tavící pec je zavážena prostřednictvím plynotěsného zavážecího zařízení 3 na horním konci šachty 2 kontinuálně nebo kvasikontinuálně к tavení určeným materiálem 4.

Sypný kužel 5 šrotu, který se vytváří v prostoru pece, přechází do nístěje 6. Plazmový hořák 7 nebo plazmové hořáky jsou uspořádány tak, že pata nebo paty plazmového oblouku 8 nebo plazmových oblouků leží v oblasti přechodu sypného kužele 5 šrotu do nístěje 6. Tak se vytvoří v bezpro střední oblasti plazmového oblouku 8 ležící nízké sypné výšky šrotu, což umožňuje dosáhnout klidného a stabilního hoření plazmových oblouků 8.

Plazmové hořáky 7 jsou uspořádány v podélné ose pod úhlem ai, který má hodnotu 0° až 60° vzhledem ke kolmici a jak je patrno z obr. 2, mohou být při použití více plazmových hořáků 7 tyto hořáky v příčné ose uspořádány v úhlu az o hodnotě 0° až 60° a podle obr. 3 v úhlu o hodnotě 0° až 90° к podélné ose plazmové pece.

Skloněným uspořádáním plazmových hořáků 7 se působením kinetické energie plazmových oblouků 8 dosáhne pohybu tavné lázně, což vede ke zvýšení rychlosti tavení a ke snížení větších rozdílů teplot v nístěji 6.

Pro dosažení rovnoměrnější teploty kovu v nístěji 6 a pro zvýšení rychlosti tavení je na dnu pece nebo bočně na stěně pece v oblasti nístěje 6 uspořádáno elektromagnetické míchací zařízení 9. Horké plazmové plyny, které proudí nasypaným šrotem, se odebírají na horním konci šachty 2 pod plynotěsným zavážecím zařízením 3 a přivádějí se do známého chladiče 11 spalin, čímž se odlučují přiváděné cizí látky, jako olej a voda. Vysokou rychlostí proudění strhávaný prach se odlučuje v cyklónu 12. Vyčištěné spaliny 13 se tak mohou odvádět do okolního ovzduší bez jeho znečišťování.

Roztavený kov se odebírá kontinuálně přes přepad 14, utěsněný proti vnitřnímu prostoru pece, nebo diskontinuálně elektromagnetickým dopravním žlabem 15 pro další zpracování.

Claims (2)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   1. Plazmová taviči pec pro kontinuální tavení kovů plazmovými hořáky, zejména pro tavení upraveného šrotu z lehkých kovů, přičemž tato pec má přiřazen chladič spalin a cyklón pro čištění spalin, vyznačená tím, že je opatřena vanovou pecní pánví (1), která má jednak na dnu pece nebo bočně na stěně pece v oblasti nístěje (6) uspořádané elektromagnetické míchací zařízení (9) a jednak buď pro kontinuální odběr taveniny vzhledem к vnitřnímu prostoru pece utěsněný přepad (14), nebo pro diskontinuální odběr taveniny elektromagnetický dopravní žlab (15), přičemž vanová pecní pánev (1) je opatřena svislou nebo až v úhlu do 30° odkloněnou šachtou (2), opatřenou na horním konci kontinuálním nebo kvasikontinuálním plynotěsným zavá žecím zařízením (3), kde podélné osy plazmových hořáků (7) se protínají v oblasti přechodu šikmé části šachty (2) do nístěje (6) a poměr vzdálenosti (E) mezi přední hranou šachty (2) a průsečíkem prodloužených os plazmových hořáků (7) s nístěji (6) ke vzdálenosti (F) mezi spodní hranou šachty (2) a nístěji (6) má hodnotu 0,58 až 0,90 s výhodou 0,73.
2. 2. Plazmová tavící pec podle bodu 1, vyznačená tím, že plazmový hořák (7) nebo plazmové hořáky (7) jsou v podélné ose uspořádány pod úhlem (cd.) 0° až 60° ke kolmici, v příčné ose pod úhlem (az) 0° až 60° ke kolmici nebo pod úhlem (аз) 0° až 90° к podélné ose plazmové pece.