CS223952B2

CS223952B2 - Stabil cricible furnace

Info

Publication number: CS223952B2
Application number: CS888279A
Authority: CS
Inventors: Bernard Wegrzynek; Adam Broszkiewicz; Teofil Szeja
Original assignee: Biuro P Przemyslu Metal
Priority date: 1978-12-23
Filing date: 1979-12-17
Publication date: 1983-11-25
Also published as: PL212092A1

Description

Vynález se týká stabilní kelímková pece pro zpracování roztavených materiálů zvláětě pro účely metalurgická.The invention relates to a stable crucible furnace for processing molten materials, in particular for metallurgical purposes.

Známá kelímková pec, jíž se dosud užívá, sestává ze skříní ve tvaru hranolu, uvnitř vyzděných keramickou žáruvzdornou hmotou tak, že vnitřek pece tvoří komoru s vhodně umístěnými hořáky pro tekutá nebo plynné palivo. V klenbě kelímková pece je vytvořen otvor, jímž se kelímek, který je většinou litinový, spouětí do pece. Dno kelímku spočívá na podložce z žáruvzdorná hmoty. Dosud jsou známy jen jednokelímková pece.The known crucible furnace used to date consists of prism-shaped cabinets inside lined with a ceramic refractory such that the interior of the furnace forms a chamber with suitably positioned burners for liquid or gaseous fuel. An opening is formed in the crucible of the crucible furnace, through which the crucible, which is mostly cast iron, is lowered into the furnace. The bottom of the crucible rests on a heat-resistant mat. So far only single-cup furnaces are known.

Kapacitou jediného kelímku jsou omezeny technická možnosti slévárny, takže ve slévárně s vysokou výrobní kapacitou je třeba několika jednokelímkových pecí.The capacity of a single crucible limits the technical possibilities of the foundry, so several single-crucible furnaces are required in a high-capacity foundry.

Provoz shora zmíněných kelímkových pecí je spojen s Šatnými obtížemi, které způsobují i značně sníženi efektivnosti.The operation of the aforementioned crucible furnaces is associated with Dressing difficulties, which also cause a considerable reduction in efficiency.

Konstrukce spalovací komory známé kelímkové pece a umístění hořáků v této peci mají ·> za následek, že plameny ze spalovaného paliva působí přímo na stěny kelímku. Tím dochází k místnímu přehřátí, což vede k předčasné a nežádoucí deformaci kelímků. Tento nedostatek se zvyěuje způsobem uložení kelímku. Uložení kelímku spočívajícího dnem na podložce má za následek, že tlak tekutého kovu způsobuje na místech zeslabených přehřátím vyboulení stěn. Takto místně zvětšený průměr kelímku znemožňuje jeho výměnu bez demolice značné části žáruvzdorná vyzdívky. Tím se prodlužuje doba potřebná k opravě vyzdívky kelímkové pece a vznikají ztráty značně nákladného žáruvzdorného materiálu.The design of the combustion chamber of a known crucible furnace and the location of the burners in the furnace result in flames from the combusted fuel acting directly on the crucible walls. This results in local overheating, leading to premature and undesirable deformation of the crucibles. This drawback is increased by the manner of receiving the crucible. Placing the crucible resting on the backing results in the pressure of the liquid metal causing the walls to bulge in places weakened by overheating. The locally increased diameter of the crucible makes it impossible to replace the crucible without demolishing a significant portion of the refractory lining. This extends the time required to repair the lining of the crucible furnace and results in the loss of a costly refractory material.

Často dochází k perforaci kelímku a výtoku kovu. To je velmi závažná porucha spojená s nebezpečí· prasknutí kelímku a úniku značného množství kovu 1 při malých- nesnadno zjistitelných průsacích. Kov odkapávající z kelímku se shromažďuje na dně kelímková pece a prosakuje keramickou vyzdívkou. Těmito poruchami vznikají značná ztráty táž vzhledem k tomu, že je obtížná získat zpět kov z vyzdívky. Oprava kelímková pece, v níž došlo k těmto poruchám. o velmi obtížná.Crucible perforation and metal discharge often occur. This is a very serious fault associated with the risk of crucible rupture and leakage of large amounts of metal 1 at small, difficult to detect leaks. Metal dripping from the crucible collects at the bottom of the crucible furnace and leaks through the ceramic lining. These failures result in considerable losses, since it is difficult to recover metal from the lining. Repair of crucible furnace in which these failures occurred. very difficult.

Jiná nesnáz, k níž dochází při dosavadním používání kelímkových pecí při taveni velkéno množství kovu, spočívá v tom, že je třeba dvou nebo více současně pracujících kelímkových pecí. Konstrukce několika pecí s jedním kelímkem vyžaduje mimořádhě velké množství konstrukčního materiálu, zvláště oceli. Zvětšují se i tepelné ztráty způsobená úniky tepla do okolí.Another difficulty encountered in the prior art use of crucible furnaces for melting large amounts of metal is that two or more crucible furnaces are required to operate simultaneously. The construction of several single-crucible furnaces requires an extremely large amount of construction material, especially steel. Heat losses due to heat leaks to the environment are also increasing.

Podstata vynálezu spočívá v tom, že vnitřek kelímková pece je rozdělen na tři základní vzájemně oddělená komory, z nichž každá má zvláštní funkci. Jedna z komor je spalovací, druhá žárová a třetí kouřová.The essence of the invention is that the interior of the crucible furnace is divided into three basic mutually separate chambers, each having a separate function. One of the chambers is combustion, the other is fire and the third is smoke.

Žárová komora, v níž je umístěn kelímek, je oddělena od spalovací komory a kouřová komory mřížovou přepážkou z žáruvzdorné keramiky, přičemž otvory v mřížová přepážce oddělující žárovou komoru od kouřové komory jsou přibližně třikrát větší než otvory v mřížové přepážce oddělující žárovou komoru od komory spalovací. Účelem mřížových přepážek je rozrušit souvislý plamen, tak aby se znemožnilo tvoření ohnisek místního přehřívání kelímkové stěny. Klenba žárová komory je opatřena otvorem pro spuštění kelímku, který je jakoby zavěšen okrajem příruby dosedající na konzoly. Do otvorů, jimiž je příruba opatřena, zabírají háky, pomocí nichž je kelímek zavěšen na ústrojí jeřábu nebo zdvihadla pro spuštění kelímku do žárové komory nebo pro vytažení tohoto kelímku z táto komory. Při normálním provozu kelímková pece jsou otvory v klenbě této pece uzavřeny speciálními zátkami. Ve dnu žárové komory je podle vynálezu vytvořen prstencový žlab, k jehož obvodu je připojeno několik svislých kanálů uzavřených ve směru ode dna speciálně tvarovanými keramickými bloky opatřenými drážkou.The heat chamber in which the crucible is located is separated from the combustion chamber and the smoke chamber by a grid of refractory ceramics, the openings in the grid separating the hot chamber from the smoke chamber being approximately three times larger than the openings in the grid separating the hot chamber from the combustion chamber. The purpose of the lattice partitions is to disrupt a continuous flame so as to prevent the formation of foci of local overheating of the crucible wall. The vault of the heat chamber is provided with an opening for lowering the crucible, which is hinged by the edge of the flange abutting on the brackets. Hooks engage the apertures provided with the flange by means of which the crucible is suspended from a crane or hoist device to lower the crucible into or out of the hot chamber. During normal operation of the crucible furnace, the openings in the crown of the furnace are closed with special plugs. According to the invention, an annular chute is formed in the bottom of the hot chamber, to the periphery of which a plurality of vertical channels are enclosed closed in the bottom direction by specially shaped grooved ceramic blocks.

Účelem uvedeného žlabu a svislých kanálů je okamžitý odvod možných úniků roztaveného kovu mimo kelímkovou pec. Ve stěně kelímková pece je ponechán malý otvor spojující svislý kanál s vnějším okolím a sloužící jako prvek signalizující nebezpečí poruchy kelímku. Signálem taková poruchy jsou kapičky kovu v drážce tvarovaného bloku uzavírajícího svislý kanál.The purpose of said trough and the vertical channels is to immediately remove possible leakages of molten metal outside the crucible furnace. A small opening is left in the crucible furnace wall connecting the vertical channel with the outside and serving as a signal indicating the risk of crucible failure. The signal of such failure is metal droplets in the groove of the shaped block closing the vertical channel.

K podstatě vynálezu dále patří to, že v případě potřeby je jím možno zajistit vysokou výrobnost tím, že se staví kelímková pec pro dva nebo více kelímků, přičemž v důsledku oddělení jednotlivých komor protipožárovými keramickými stěnami tvoří každý kelímek relativně nezávislou výrobní jednotku.It is a further object of the invention that, if desired, a high production rate can be achieved by building a crucible furnace for two or more crucibles, whereby each crucible constitutes a relatively independent production unit due to the separation of individual chambers by fire-resistant ceramic walls.

Kelímková pec podle vynálezu mé řadu výhod. Oddělení žárová komory kelímku od spalovací komory mřížovou přepážkou má za následek rozptyl kompaktního plamene, což se projevuje stejnosměrným ohřevem kelímku, e tím i snížením na minimum nebezpečí, způsobujícího provozní poruchy místním přehřátím, a zabraňuje se předčasnému opotřebení kelímku.The crucible furnace of the invention has a number of advantages. Separation of the crucible chamber from the combustion chamber by means of a lattice results in the compact flame scattering, which is manifested by direct heating of the crucible, thereby minimizing the risk of operating disturbances by local overheating, and preventing premature wear of the crucible.

Uložení kelímku v kelímková peci zavěšením pomocí příruby, tvořící jeho okraj, má za následek nevyhnutelnou deformaci tohoto kelímku projevující se jeho pozvolným prodloužením, s nímž však není spojeno zvětšení průměru kelímku. Taková konstrukce kelímku zajišluje snadnou výměnu opotřebovaného kelímku za nový bez poškození žáruvzdorné vyzdívky kelímkové pece. Vytvořením dna žárová komory ve tveru prstencového žlabu a vytvořením svislých kanálů na obvodu tohoto žlabu, uzavřených tvarovaným keramickým blokem s drážkou, umožňuje včasné zjištění úniku kovu z kelímku a provedení potřebného opatření, totiž vyčerpání kovu, čímž se zabraňuje vylévání vyzdívky s tekutým kovem. V případě, že dojde k náhlému výtoku kovu z kelímku, je možno tento kov okamžitě vyčerpat z kelímková pece vytlučením tvarovaných keramických bloků uzavírajících svislé kanály.Placing the crucible in a crucible furnace by hanging it by means of a flange forming its rim results in the inevitable deformation of the crucible manifested by its gradual elongation, but which is not associated with an increase in crucible diameter. Such a crucible design ensures an easy replacement of the worn crucible with a new one without damaging the refractory lining of the crucible furnace. By forming the bottom of the heat chamber in the doorway of the annular channel and by forming vertical channels at the periphery of the channel closed by the shaped ceramic block with a groove, it enables timely detection of metal leakage from the crucible and taking necessary action, namely metal depletion thereby preventing pouring of the liquid metal lining. In the event of a sudden outflow of metal from the crucible, the metal can be immediately pumped from the crucible furnace by extruding shaped ceramic blocks enclosing vertical channels.

Spojení dvou nebo více kelímků do jednoho bloku umožňuje vyřazení ochranné stěny u každého kelímku, a tím 1 úsporu určitého množství keramického žáruvzdorného materiálu. Mimoto se oblast výměny tepla s okolím snižuje nejméně o jednu šestinu, čímž se dosahuje značné úspory na základech na tepelnou energii.Combining two or more crucibles into a single block makes it possible to dispense with a protective wall for each crucible, thereby saving a certain amount of ceramic refractory material. In addition, the area of heat exchange with the environment is reduced by at least one sixth, which results in considerable savings on thermal energy bases.

Vynález bude dále podrobněji vysvětlen na příkladu provedení kelímkové pece znázorněné na výkresech, kde na obr. 1 je řez jednokelímkovou pecí podle vynálezu a na obr. 2 je řez dvoukelímkovou pecí podle vynálezu.The invention will be explained in more detail below with reference to the embodiment of a crucible furnace shown in the drawings, in which Fig. 1 is a cross-section of a single-crucible furnace according to the invention and Fig.

Kelímková pec sestává z vnějšího tělesa i vyrobeného z ocelových desek vyztužených ocelovými profily. Vnitřní stěny kelímkové pece jsou opatřeny keramickou vyzdívkou Vnitřní prostor kelímkové pece je rozdělen do tři funkčně oddělených pásem, tvořících tři komory, a to spalovací komoru J, žárovou komoru i a kouřovou komoru í, přecházející do kouřového kanálu 6. žárová komora í je oddělena od spalovací komory J mřížovou přepážkou 2 a od kouřové komory mřížovou přepážkou 8. Otvory i v mřížové přepážce 2 jsou značně menší než otvory 10 v mřížové přepážce 8. V žárové komoře je uložen litinový kelímek 11 tak, že je zavěšen na přírubě 12 tvořící okraj kelímku 11. Přírubou 12 dosedá kelímek 11 na rám, vnějšího tělesa 2 kelímkové pece uzavřené klenbou 13. Obvod dna žárové komory 4 je opatřen žlabem 14 ze žáruvzdorné hmoty. Ve dnu žlabu 14 jsou vytvořeny svislé kanály 15 procházející nosnou konstrukcí 16 kelímkové pece a uzavřená zdola tvarovat^· keramickým blokem 12· Pod výstupy svislých kanálů 15 je umístěna sběrné keramická nádrž tg, v níž- se shromažďuje kov uniklý z různých příčin z kelímku 11.The crucible furnace consists of an outer body i made of steel plates reinforced with steel profiles. The interior of the crucible furnace is divided into three functionally separated zones forming three chambers, namely the combustion chamber J, the heat chamber i and the smoke chamber 1, which pass into the smoke channel 6. the heat chamber 1 is separated from the combustion chamber The openings 1 in the lattice 2 are considerably smaller than the openings 10 in the lattice 8. The cast iron crucible 11 is mounted in the hot chamber so that it is hung on the flange 12 forming the edge of the crucible 11. The flange 12 abuts the crucible 11 on the frame of the outer body 2 of the crucible furnace closed by the vault 13. The bottom of the heat chamber 4 is provided with a trough 14 of refractory material. In the bottom of the trough 14 are formed vertical channels 15 passing through the support structure 16 of the crucible furnace and formed from below by a ceramic block 12. Under the outlets of vertical channels 15 there is a collecting ceramic tank tg collecting metal escaped from various causes from the crucible 11 .

Na obr. 2 je znázorněna kelímková pec se dvěma kelímky. Pracovní prostory kelímků jsou vzájemně odděleny stěnou 19 z žáruvzdorné keramické hmoty, sestávající ze dvou částí oddělených dilatační spárou 20. Podle téhož principu je možno stavět kelímkové pece s několika kelímky 11.FIG. 2 shows a crucible furnace with two crucibles. The working spaces of the crucibles are separated from one another by a wall 19 of refractory ceramic, consisting of two parts separated by an expansion joint 20. According to the same principle, crucible furnaces with several crucibles 11 can be built.

Claims

SUBJECT MATTER

1. A stable crucible furnace, consisting of an outer body, made of steel plates reinforced with steel profiles and having internal surfaces lined with a refractory mass heated by liquid or gaseous fuel, characterized in that at least one crucible is contained within it (11), abutting a flange (12) on the vault structure of the outer body (1) of the crucible furnace, the furnace space for each crucible (11) being divided into a combustion chamber (3), a fire chamber (4) and a smoke chamber (5); the chambers (3, 4, 5) being separated from each other by lattice partitions (7, 8) and the bottom of the chambers (4) are circumferentially provided with troughs (14) with openings in the form of vertical channels (15) closed by bottom-shaped blocks (17) ).

2. A stable crucible furnace according to claim 1, comprising at least two crucibles, characterized in that the combustion chamber (3), the heat chamber (4) and the smoke chamber (5) form together with the crucible (11) a separate production unit, 11) are separated from each other by walls (19) of refractory material provided with an expansion joint (20).