RU2070696C1

RU2070696C1 - Electric furnace

Info

Publication number: RU2070696C1
Application number: RU93007661A
Authority: RU
Inventors: М.Г. Васильев; Л.З. Рохкинд; В.М. Васильев; О.Б. Ранский; А.Я. Гармс
Original assignee: Сибирский государственный проектный и научно-исследовательский институт цветной металлургии
Priority date: 1993-02-08
Filing date: 1993-02-08
Publication date: 1996-12-20

Abstract

FIELD: pyrometallurgy. SUBSTANCE: electric furnace has chamber for electrothermal treatment of melt, electrodes, gas lift reactor made in form of gas lift chamber with blast device, inlet passage, overflow and drain passages. Ratio of square area of horizontal section of melt gas lift treatment chamber to square area of cross section of electrode ranges from 0.5 to 0.3 percent and height of gas lift chamber is equal to 0.3-1.5 of height of wall of melt electrothermal treatment chamber; horizontal distance between inlet and drain passages of reactor is at least two diameters of electrode. Electric furnace has uptake located between reactor and electrodes and provided with cyclone chamber. EFFECT: enhanced reliability. 3 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к области пирометаллургии тяжелых цветных металлов. The invention relates to the field of pyrometallurgy of heavy non-ferrous metals.

Известна электропечь, содержащая камеру электротермической обработки расплава, электроды, окна в своде для загрузки материалов и отвода отходящих газов, шпуровые отверстия в стенке печи для выпуска штейна и шлака [1]
Недостатком печи является то, что процесс обеднения шлаков в ней характеризуется невысокой скоростью и глубиной обеднения и высоким расходом электроэнергии.Known electric furnace containing a chamber for electrothermal processing of the melt, electrodes, windows in the arch for loading materials and exhaust gases, hole holes in the wall of the furnace for the release of matte and slag [1]
The disadvantage of the furnace is that the process of depletion of slag in it is characterized by a low speed and depth of depletion and high energy consumption.

Известна электропечь, содержащая камеру электротермической обработки расплава, электроды, окна для загрузки материалов и отвода отходящих газов, приспособления для выпуска жидких продуктов плавки, приспособления для продувки расплава газами, представляющие собой фурмы и полые электроды (прототип) [2]
Недостатком этой электропечи является то, что интенсивность продувки недостаточно высока и ограничена барботажным режимом, что снижает производительность процесса обеднения. Образующиеся брызги расплава попадают на электроды, снижая показатели работы печи.Known electric furnace containing a chamber for electrothermal processing of the melt, electrodes, windows for loading materials and exhaust gases, devices for releasing liquid melting products, devices for blowing the melt with gases, representing lances and hollow electrodes (prototype) [2]
The disadvantage of this electric furnace is that the purge intensity is not high enough and is limited by the bubble mode, which reduces the performance of the lean process. The resulting melt spatter falls on the electrodes, reducing furnace performance.

Целью изобретения является повышение производительности процесса обеднения шлаков. The aim of the invention is to increase the productivity of the process of depletion of slag.

Поставленная цель достигается тем, что электропечь, содержащая камеру электротермической обработки расплава, электроды, приспособления для продувки расплава газами, согласно изобретению снабжена прикладным газлифтным реактором с отношением площади горизонтального сечения камеры газлифтной обработки расплава к площади поперечного сечения электрода 0,5 3,0, а высота камеры газлифтной обработки расплава составляет 0,3 1,5 высоты стенки камеры электротермической обработки расплава. Расстояние по горизонтали между входным и сливным каналами прикладного газлифтного реактора составляет не менее двух диаметров электрода. Электропечь снабжена аптейком, размещенным между прикладным газлифтным реактором и электродами и содержащим циклонную камеру. The goal is achieved in that the electric furnace containing the chamber for electrothermal processing of the melt, the electrodes, devices for purging the melt with gases, according to the invention is equipped with an applied gas-lift reactor with a ratio of the horizontal section of the chamber for gas-lift processing of the melt to the cross-sectional area of the electrode 0.5 3.0, and the height of the chamber for gas-lift melt processing is 0.3 1.5 the height of the wall of the chamber for electrothermal treatment of the melt. The horizontal distance between the inlet and outlet channels of the applied gas lift reactor is at least two electrode diameters. The electric furnace is equipped with a pharmacy located between the applied gas-lift reactor and the electrodes and containing a cyclone chamber.

Печь представлена на чертежах. Фиг.1 вид в плане, фиг.2 разрез по А-А на фиг.1, фиг.3 разрез по Б-Б на фиг.1. The furnace is shown in the drawings. Figure 1 is a plan view, figure 2 is a section along aa in figure 1, figure 3 is a section along bb in figure 1.

Электропечь содержит камеру электротермической обработки расплава 1, электроды 2, окна 3 для загрузки материалов, приспособление 4 для вывода шлака и извлекающей фазы, прикладной газлифтный реактор 5, содержащий входной канал 6, переточный канал 7, камеру газлифтной обработки 8 с дутьевыми приспособлениями 9, сливной канал 10, загрузочное приспособление 11. Вывод отходящих газов производится через аптейк, содержащий циклонную камеру 12 с тангенциально расположенным входным окном 13 и осевым выходным окном 14. The electric furnace contains a chamber for electrothermal processing of melt 1, electrodes 2, windows 3 for loading materials, a device 4 for outputting slag and an extracting phase, an applied gas-lift reactor 5 containing an inlet channel 6, a transfer channel 7, a gas-lift processing chamber 8 with blowing devices 9, a drain channel 10, loading device 11. The exhaust gas is discharged through a pharmacy containing a cyclone chamber 12 with a tangentially located inlet window 13 and an axial outlet window 14.

Электропечь работает следующим образом. Electric furnace works as follows.

После загрузки исходного шлака и других материалов в печь через окна 3 производится его разогрев и поддержание рабочей температуры в камере 1 с использованием электродов 2. Расплав заполняет нижнюю часть прикладного газлифтного реактора 5. При подаче дутья в реактор через дутьевые приспособления 9 в камере 8 образуется газлифтный циркуляционный поток расплава. Расплав (шлак) через входной канал 6 поступает из камеры 1 в прикладной газлифтный реактор 5, проходит через переточный канал 7, камеру 8 газлифтной обработки расплава и возвращается через сливной канал 10 в камеру 1. Через дутьевые приспособления 9 подается восстановительный или окислительный газ с одновременной подачей в газлифтный поток твердого углерода с использованием загрузочного приспособления 11. After the initial slag and other materials are loaded into the furnace through the windows 3, it is heated and the working temperature is maintained in the chamber 1 using electrodes 2. The melt fills the lower part of the applied gas-lift reactor 5. When blast is fed into the reactor through the blasting devices 9, a gas-lift is formed in the chamber 8 melt circulation flow. The melt (slag) through the inlet channel 6 enters from the chamber 1 into the applied gas-lift reactor 5, passes through the transfer channel 7, the chamber 8 of the gas-lift melt processing, and returns through the drain channel 10 to the chamber 1. Reduction or oxidizing gas is supplied through blasting devices 9 simultaneously feeding solid carbon into the gas-lift stream using the loading device 11.

Образующиеся отходящие газы из камеры 8 через канал 10 выходят в камеру 1, откуда через входное окно 13 попадают в циклонную камеру 12 и затем после отделения от взвешенных частиц расплава направляются через выходное окно 14 в газоходную систему. The resulting exhaust gases from the chamber 8 through the channel 10 exit into the chamber 1, from where they enter the cyclone chamber 12 through the inlet 13 and then, after separation from the suspended particles of the melt, are directed through the outlet 14 to the gas duct system.

Величину отношения площади горизонтального сечения камеры газлифтной обработки расплава к площади поперечного сечения электрода следует поддерживать в пределах 0,5 3,0. При величине отношения менее 0,5 производительность обеднения будет недостаточно высокая и не будет обеспечено достижение поставленной цели. При величине отношения более 3,0 будет иметь место чрезмерно высокая интенсивность циркуляции расплава в камере электротермической обработки расплава, что приведет к неоправданно быстрому износу ее стенок и сокращению продолжительности рабочей кампании печи. The value of the ratio of the horizontal cross-sectional area of the gas-lift melt processing chamber to the cross-sectional area of the electrode should be maintained within 0.5 3.0. If the ratio is less than 0.5, the depletion productivity will not be high enough and the goal will not be achieved. If the ratio is more than 3.0, an excessively high intensity of melt circulation in the melt electrothermal treatment chamber will occur, which will lead to unjustifiably rapid wear of its walls and a reduction in the duration of the furnace’s working campaign.

Высоту камеры газлифтной обработки расплава следует выдерживать равной 0,3 1,5 высоты стенки камеры электротермической обработки расплава. При величине менее 0,3 продолжительность взаимодействия газов с расплавом мала, что может не обеспечить достижения поставленной цели. При высоте камеры газлифтной обработки расплава более 1,5 высоты стенки камеры электротермической обработки расплава значительно возрастают эксплуатационные и капитальные затраты. The height of the chamber for gas-lift melt processing should be maintained equal to 0.3 1.5 the height of the wall of the chamber for electrothermal treatment of the melt. With a value of less than 0.3, the duration of the interaction of gases with the melt is short, which may not ensure the achievement of the goal. When the height of the chamber for gas-lift melt processing is more than 1.5 of the wall height of the chamber for electrothermal treatment of the melt, the operating and capital costs significantly increase.

Расстояние по горизонтали между входным и сливным каналами прикладного газлифтного реактора должно быть не менее двух диаметров электрода. При невыполнении этого условия подвергнутый газлифтной обработке шлак после слива в камеру 1 вновь будет поступать в газлифтный реактор. Такая циркуляция уже обедненного шлака через прикладной газлифтный реактор резко снизит эффективность обеднения шлака в печи. The horizontal distance between the inlet and drain channels of the applied gas-lift reactor should be at least two electrode diameters. If this condition is not met, the slag subjected to gas-lift treatment after discharge to the chamber 1 will again enter the gas-lift reactor. Such circulation of already depleted slag through an applied gas lift reactor will drastically reduce the efficiency of slag depletion in the furnace.

Размещение аптейка между прикладным газлифтным реактором и электродами предотвращает прохождение газового потока из канала 10, содержащего взвешенные частицы расплава, через электродное пространство. Взаимодействие взвешенных частиц шлака с электродами может привести к сокращению службы электродов, нарушению оптимального режима их работы, образованию наростов на поверхности и повышению трудоемкости их обслуживания. Placing a pharmacy between the applied gas lift reactor and the electrodes prevents the passage of the gas stream from the channel 10 containing the suspended melt particles through the electrode space. The interaction of suspended slag particles with electrodes can lead to a decrease in the service life of the electrodes, a violation of the optimal mode of their operation, the formation of growths on the surface and increase the complexity of their maintenance.

Снабжение электропечи аптейком, содержащим циклонную камеру, позволит улавливать основную часть взвешенных в газовом потоке капель шлакового расплава с возвратом расплава в печь. Это обеспечит снижение величины пылеуноса, предотвратит образование настылей в газоходе и связанное с этим повышение эксплуатационных затрат по обслуживанию газохода. The supply of an electric furnace with a pharmacy containing a cyclone chamber will make it possible to capture the bulk of the droplets of slag melt suspended in the gas stream with the melt being returned to the furnace. This will reduce the amount of dust, prevent the formation of accreta in the flue and the associated increase in operating costs for maintenance of the flue.

Снабжение электропечи прикладным газлифтным реактором и обработка шлакового расплава газами в газлифтном режиме (80 200 нм³/м²•мин.) позволяет существенно повысить интенсивность дутья по сравнению с прототипом, где продувка ведется в барботажном режиме (до 35 нм³/м²•мин.). Как известно, производительность обеднения шлаков в печах рассматриваемого типа определяется интенсивностью дутья. Следовательно, использование электропечи предлагаемой конструкции позволит существенно повысить производительность обеднения шлака по содержанию ценных металлов (цинк, никель, кобальт и др.) в ≈ 1,5 3,0 раза по сравнению с прототипом.Providing an electric furnace with an applied gas-lift reactor and treating slag melt with gases in a gas-lift mode (80 200 nm ³ / m ² • min.) Can significantly increase the intensity of the blast compared to the prototype, where the purge is carried out in a bubble mode (up to 35 nm ³ / m ² • min.). As is known, the productivity of slag depletion in furnaces of this type is determined by the intensity of the blast. Therefore, the use of an electric furnace of the proposed design will significantly increase the performance of depletion of slag in the content of valuable metals (zinc, nickel, cobalt, etc.) by ≈ 1.5 3.0 times in comparison with the prototype.

Повышение производительности электропечи обеспечит снижение удельного расхода электроэнергии, так как сокращается продолжительность пребывания шлака в печи. Increasing the productivity of the electric furnace will reduce the specific energy consumption, as it reduces the length of time the slag stays in the furnace.

Источники информации:
1. В.И. Смирнов, И.Ф. Худяков, В.И. Деев. Извлечение кобальта из медных и никелевых руд и концентратов. Изд-во "Металлургия", М. 1970, с. 163-165.Information sources:
1. V.I. Smirnov, I.F. Khudyakov, V.I. Deev. Extraction of cobalt from copper and nickel ores and concentrates. Publishing house "Metallurgy", M. 1970, p. 163-165.

2. М. Р. Русаков, Г.В. Востриков, К.И. Мосиондз. Электрическое сопротивление шлаковой ванны при продувке расплава газом. Цветные металлы, 1979, N 10, с. 26-27. 2. M.R. Rusakov, G.V. Vostrikov, K.I. Mosionds. Electrical resistance of the slag bath while blowing the melt with gas. Non-ferrous metals, 1979, N 10, p. 26-27.

Claims

1. An electric furnace containing a chamber for electrothermal processing of the melt, electrodes, devices for purging the melt with gases, characterized in that it is equipped with a gas-lift reactor made in the form of a separate gas-lift chamber with inlet and outlet channels, in which the ratio of the horizontal sectional area of the chamber for gas-lift melt processing to the cross-sectional area of the electrode is 0.5 to 3.0, and the height of the chamber for gas-lift melt processing is 0.3 to 1.5 times the wall height of the chamber for electrothermal treatment of the melt.

2. An electric furnace according to claim 1, characterized in that the horizontal distance between the inlet and discharge channels of the gas-lift reactor is at least two electrode diameters.

3. An electric furnace according to claims 1 and 2, characterized in that it is equipped with a pharmacy located between the reactor and the electrodes and made with a cyclone chamber.