RU2172304C2 - Method of preparing high-melting materials - Google Patents
Method of preparing high-melting materials Download PDFInfo
- Publication number
- RU2172304C2 RU2172304C2 RU99118572/02A RU99118572A RU2172304C2 RU 2172304 C2 RU2172304 C2 RU 2172304C2 RU 99118572/02 A RU99118572/02 A RU 99118572/02A RU 99118572 A RU99118572 A RU 99118572A RU 2172304 C2 RU2172304 C2 RU 2172304C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- melt
- furnace
- electrode
- anode
- cathode
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к получению тугоплавких металлических и неметаллических материалов, преимущественно цементного клинкера, имеющего высокую степень вязкости расплава. The invention relates to the production of refractory metallic and nonmetallic materials, mainly cement clinker, having a high degree of melt viscosity.
Известен способ получения портландцементного клинкера путем его плавления в дуговых электропечах на основе феррохромовых шлаков. Расплав продувают кислородом или воздухом непосредственно в ванне электродуговой печи (А.Л. Моссэ и др. Обработка дисперсных материалов в плавильных реакторах, Минск, 1980 г.). A known method of producing Portland cement clinker by melting it in electric arc furnaces based on ferrochrome slag. The melt is purged with oxygen or air directly in the bath of an electric arc furnace (A.L. Mosset et al. Processing of dispersed materials in melting reactors, Minsk, 1980).
Недостатками известного способа являются невысокая производительность из-за частого застывания вязкого расплава в выходной летке, низкое качество из-за недостаточного перемешивания расплава, большое энергопотребление. The disadvantages of this method are the low productivity due to the frequent solidification of the viscous melt in the outlet notch, low quality due to insufficient mixing of the melt, high energy consumption.
Известен также способ получения цементного клинкера, включающий плавление сырьевой смеси с использованием электрической дуги, при котором плавлению подвергают сырьевую смесь фракции 0,05-20 мм с влажностью до 2% при температуре 1600-1800oC в течение 0,1-30 мин в нейтральной газовой среде или в газовой среде с содержанием до 8% кислорода (патент РФ N 2040497, C 04 B 7/44 от 27.07.95 г., бюл. N 21).There is also known a method of producing cement clinker, comprising melting the raw mixture using an electric arc, in which the raw mixture is mixed with a fraction of 0.05-20 mm with a moisture content of up to 2% at a temperature of 1600-1800 o C for 0.1-30 min a neutral gas environment or in a gas environment with up to 8% oxygen (RF patent N 2040497, C 04
Недостатки указанного способа следующие. The disadvantages of this method are as follows.
При осуществлении способа между электродом-анодом, установленным в футеровке пода электродуговой печи и электродом-катодом, установленным в своде печи, зажигается электродуга, которая расплавляет сырьевой материал, поданный в ванну, образуя токопроводящий участок в толще расплава. Зеркало поверхности жидкотекучего расплава ограничено величиной, равной двум диаметрам электрода, т.е. разогрев материала локализован и расположен в толще слоя расплава вокруг общей вертикальной оси между разноименными электродами. When the method is implemented, between the electrode-anode installed in the lining of the hearth of the electric arc furnace and the electrode-cathode installed in the arch of the furnace, an electric arc is ignited, which melts the raw material fed into the bath, forming a conductive section in the thickness of the melt. The surface mirror of a fluid melt is limited to a value equal to two electrode diameters, i.e. heating of the material is localized and located in the thickness of the melt layer around a common vertical axis between unlike electrodes.
Производительность при таком способе обработки, зависящая в частности от величины ванны расплава, ограничена, так как в периферийной зоне ванны вязкий расплав застывает и не выливается из печи. Форсирование мощности дуги при ее увеличении (растягивании) по вертикали путем перемещения (поднятия) катода приводит к перегреву стен и свода камеры печи, что в свою очередь приводит к оплавлению последних, увеличению потерь тепла в окружающую среду, перегреву и ускоренному выгоранию графитового электрода-катода. Productivity with this processing method, which depends in particular on the size of the melt pool, is limited, since in the peripheral zone of the bath, the viscous melt solidifies and does not pour out of the furnace. Forcing the arc power when it increases (stretching) vertically by moving (raising) the cathode leads to overheating of the walls and the arch of the furnace chamber, which in turn leads to fusion of the latter, an increase in heat loss to the environment, overheating and accelerated burnout of the graphite electrode-cathode .
Кроме того, перемешивание расплава также локализовано, что приводит к ухудшению качества готового продукта расплава, например цементного клинкера. Температура, ограниченная величиной в 1800oC, недостаточна для придания жидкотекучего состояния многим видам тугоплавких материалов с высокой вязкостью расплава, в частности портландцементного клинкера с высокими коэффициентами насыщения, являющимися определяющими при получении высококачественного продукта.In addition, melt mixing is also localized, which leads to a deterioration in the quality of the finished melt product, such as cement clinker. A temperature limited to 1800 ° C is insufficient to give a fluid state to many types of refractory materials with high melt viscosity, in particular Portland cement clinker with high saturation coefficients, which are decisive in obtaining a high-quality product.
В основу настоящего изобретения поставлена задача повышения качества материала за счет интенсификации перемешивания расплава и повышение производительности за счет снижения остановок на ликвидацию застывших участков расплава в районе его слива из печи. The basis of the present invention is the task of improving the quality of the material by intensifying the mixing of the melt and increasing productivity by reducing stops on the elimination of frozen sections of the melt in the area of its discharge from the furnace.
Согласно изобретению задача решается тем, что получение тугоплавких материалов с высокой вязкостью расплава осуществляют с использованием электрической дуги, образующей токопроводящий участок в толще расплава на поде плавильной печи между разноименными электродами. При этом токопроводящий участок в толще расплава доводят до температуры 1810-2200oC и увеличивают его зеркало от неподвижного электрода-анода до места слива расплава из печи путем возвратно-поступательного движения электрода-катода относительно электрода-анода в горизонтальной плоскости по поду печи. В качестве тугоплавкого материала с высокой вязкостью расплава используют цементный клинкер.According to the invention, the problem is solved in that the production of refractory materials with high melt viscosity is carried out using an electric arc forming a conductive section in the thickness of the melt on the hearth of the melting furnace between unlike electrodes. In this case, the conductive section in the thickness of the melt is brought to a temperature of 1810-2200 o C and its mirror is increased from a fixed electrode-anode to the place of discharge of the melt from the furnace by reciprocating movement of the electrode-cathode relative to the electrode-anode in a horizontal plane along the bottom of the furnace. Cement clinker is used as a refractory material with high melt viscosity.
Существо предлагаемого способа получения тугоплавких материалов поясняется нижеследующими примерами. The essence of the proposed method for producing refractory materials is illustrated by the following examples.
Примеры осуществления способа. Examples of the method.
Из предварительно дробленых сырьевых материалов, путем их просеивания и смешения, были приготовлены сырьевые смеси для получения цементных клинкеров. Составы сырьевых смесей и их дисперсность приведены в табл. 1. Влажность смесей не превышала 2-2,5%. From pre-crushed raw materials, by sieving and mixing them, raw mixes were prepared to produce cement clinkers. The compositions of the raw mixes and their dispersion are given in table. 1. The moisture content of the mixtures did not exceed 2-2.5%.
Для сравнения предлагаемого способа с прототипом подбирали идентичный вещественный и дисперсный состав сырьевых смесей. To compare the proposed method with the prototype, the identical material and dispersed composition of the raw mixes was selected.
Приготовленные смеси подавались дозатором в электроплазменную печь как через внутреннее пространство электрода-катода, так и в район дуги по наружной поверхности электрода-катода через свод печи. The prepared mixtures were supplied by the dispenser to the electroplasma furnace both through the inner space of the cathode electrode and into the arc region along the outer surface of the cathode electrode through the furnace arch.
На фиг. 1, 2, 3 схематически показана работа печи по предлагаемому способу, где на ее фрагментах изображены три положения электродов относительно друг друга. In FIG. 1, 2, 3 schematically shows the operation of the furnace according to the proposed method, where three fragments of the electrodes relative to each other are shown on its fragments.
Позицией 1 обозначен корпус печи, снабженный водоохлаждаемой рубашкой 2. Корпус внутри печи покрыт гарнисажной футеровкой 3. 1 indicates the furnace body equipped with a water-cooled
В под печи 4 вмонтированы электрод-анод 5 и летка 6 для выхода расплава из печи для дальнейшей переработки. An
В свод (на чертежах свод условно не показан) входит с возможностью перемещения по вертикали и вдоль пода 4 от анода 5 до летки 6 электрод-катод 7. Расплав имеет разную температуру в зависимости от удаленности от электродуги 8 и как следствие различное состояние от жидкотекучего, расположенного между электродами 9, до более вязкого, но токопроводящего расплава 10 вне зоны жидкотекучего расплава. The arch (conditionally not shown in the drawings) is included with the possibility of moving vertically and along the
Процесс плавки осуществляется известными способами (см. фиг. 1 схемы) путем установки катода 7 над анодом 5. При этом электроды 5 и 7 сводятся до контакта и при образовании электродуги разводятся по вертикали на некоторую высоту, обеспечивающую устойчивую дугу, необходимый ток и напряжение. Сырьевой материал, подаваемый в зону дуги, плавится, постепенно закрывая пленкой расплава поверхность пода от анода до выходной летки. The melting process is carried out by known methods (see Fig. 1 of the circuit) by installing the
В зоне действия дуги температура расплава может достигать 1800-2200oC. Расплав кипит и находится в жидкотекучем состоянии (поз. 9). В зависимости от состава сырьевого материала расплав при температурах, превышающих 1400-1600oC, становится токопроводным.In the area of the arc, the melt temperature can reach 1800-2200 o C. The melt boils and is in a liquid state (item 9). Depending on the composition of the raw material, the melt becomes conductive at temperatures exceeding 1400-1600 o C.
При достижении такого уровня температур по всей ванне от анода до летки электрод 7 перемещают в сторону летки по горизонтали, параллельно поду или зеркалу расплава. При этом, как показано на фиг. 2 и 3 схемы, зона жидкотекучего состояния (9) увеличивается (как бы растягивается) по мере удаления катода от анода, так как электрический ток протекает через дугу и расплав, заключенный между электродами в данный момент движения. При этом происходит процесс кипения и интенсивного перемешивания и перетекания его из зоны анода 4 в зону выходной летки 6. Upon reaching such a temperature level throughout the bath from the anode to the notch, the
При наборе слоя расплава выше верхней кромки летки 6 и при приближении катода вплотную к последней жидкотекучий расплав выливается из печи на дальнейшую переработку, например охлаждение или грануляцию перед охлаждением. When the melt layer is set above the upper edge of the
При обратном движении катода электродуга расплавляет застывшую на поверхности расплава корку, превращая всю массу снова в жидкотекучее состояние (увеличивается площадь зеркала расплава). When the cathode moves backward, the electric arc melts the crust frozen on the surface of the melt, turning the whole mass again into a fluid state (the area of the melt mirror increases).
Скоростью перемещения катода можно регулировать выход расплава из печи, обеспечивая либо периодический, либо постоянный выход. The cathode’s speed can control the output of the melt from the furnace, providing either periodic or constant output.
Для надежного выхода портландцементного клинкера из печи необходимо иметь локальную температуру в зоне прохождения тока не менее 2000-2100oC. В общей массе расплава поддерживают температуру от 1800 до 2000oC в зависимости от состава сырьевой смеси.For reliable exit of Portland cement clinker from the furnace, it is necessary to have a local temperature in the current passage zone of at least 2000-2100 o C. In the total mass of the melt, a temperature of 1800 to 2000 o C is maintained depending on the composition of the raw material mixture.
Для некоторых тугоплавких материалов с большой вязкостью расплава температура жидкотекучего состояния может достигать 2200oC.For some refractory materials with a high melt viscosity, the temperature of the liquid state can reach 2200 o C.
При предложенном способе плавления выходные летки не охлаждаются и поэтому их изготавливают из жаропрочных коррозионностойких по отношению к расплаву и кислороду материалов, например из карбида кремния, выдерживающего рабочие температуры до точки плавления. Адгезия к этому материалу расплава клинкера практически незначительна. With the proposed method of melting, the output slots are not cooled and therefore they are made of heat-resistant materials that are corrosion-resistant with respect to the melt and oxygen, for example, silicon carbide that can withstand operating temperatures to the melting point. The adhesion of clinker melt to this material is practically negligible.
Режимы обжига сырьевых смесей представлены в табл.2. The modes of firing raw mixes are presented in table 2.
Полученные клинкеры характеризовались полным завершением процессов клинкерообразования. The resulting clinkers were characterized by the complete completion of clinker formation processes.
Совместное содержание алита и белита превышало 80% и не менее 65% алита. Клинкеры совместно с 5% гипса размалывали в мельнице до тонкости помола, характеризуемого остатком на сите N 008 в пределах 10% и удельной поверхностью в пределах 300 м2/кг.The combined content of alite and belite exceeded 80% and not less than 65% alite. Clinkers together with 5% gypsum were ground in a mill to a fineness of grinding, characterized by a residue on sieve N 008 within 10% and a specific surface within 300 m 2 / kg.
Приготовленные цементы испытывали по ГОСТ 310.1-310.4. The prepared cements were tested according to GOST 310.1-310.4.
Прочностные показатели цементов представлены в табл. 3. Strength indicators of cements are presented in table. 3.
Таким образом, предлагаемый способ позволяет значительно интенсифицировать процесс клинкерообразования, повысить выход кондиционного материала, улучшить качество клинкера. Thus, the proposed method can significantly intensify the process of clinker formation, increase the yield of conditioned material, improve the quality of the clinker.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99118572/02A RU2172304C2 (en) | 1999-08-24 | 1999-08-24 | Method of preparing high-melting materials |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99118572/02A RU2172304C2 (en) | 1999-08-24 | 1999-08-24 | Method of preparing high-melting materials |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU99118572A RU99118572A (en) | 2001-06-27 |
RU2172304C2 true RU2172304C2 (en) | 2001-08-20 |
Family
ID=36657267
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU99118572/02A RU2172304C2 (en) | 1999-08-24 | 1999-08-24 | Method of preparing high-melting materials |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2172304C2 (en) |
-
1999
- 1999-08-24 RU RU99118572/02A patent/RU2172304C2/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
МОССЭ А.Л. и др. Обработка дисперсных материалов в плавильных реакторах. - Минск, 1980, с.59. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA2002728C (en) | Method of melting materials and apparatus therefor | |
CN101456664B (en) | Special fiber glass melting method and its special electric melting furnace | |
CN101863672B (en) | Preparation method of alumina corundum hollow sphere | |
JPS5837255B2 (en) | Method and apparatus for homogenizing and fining glass | |
US6264721B1 (en) | Method of operating rotary hearth furnace for reducing oxides | |
EP0460959B1 (en) | Fused zirconia refractory materials having high-temperature heat resistance and corrosion resistance and a method for producing the same | |
RU2172304C2 (en) | Method of preparing high-melting materials | |
CN102241510A (en) | Electric melting method for manufacturing yttria stabilized zirconia | |
US4116598A (en) | Apparatus for producing high-melting-metal-oxide-based crystalline materials | |
CN108149039A (en) | A kind of aircraft-grade vanadium-aluminum alloy process units and the method using its production aircraft-grade vanadium-aluminum alloy | |
RU2151987C1 (en) | Direct-current plasma-arc furnace for melting oxide materials | |
KR101342137B1 (en) | Alumina cement using molten blast furnace slag and high temperature ladle slag and method for manufacturing the same | |
JPS5953217B2 (en) | Manufacturing method of molten iron oxide | |
RU2131853C1 (en) | Method of producing vitrocrystalline material | |
US3785764A (en) | Continuous melting of very high melting point materials | |
SU675034A1 (en) | Refractory compound | |
RU2040497C1 (en) | Method of production of cement clinker | |
SU1463730A1 (en) | Method of producing moulded refractories | |
SU981223A1 (en) | Process for producing periclase powder | |
RU1365633C (en) | Method of manufacturing fused high-alumina cement clinker | |
SU551490A1 (en) | Induction oxide melting furnace | |
RU2168463C2 (en) | Method of preparing calcium carbide | |
KR890002082B1 (en) | Methods for producing tile used slag | |
JPH0420970B2 (en) | ||
JPS5930451A (en) | Production of base material for additive for casting of steel |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
QB4A | Licence on use of patent |
Effective date: 20060322 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140825 |