RU2184088C2

RU2184088C2 - Oxide melting apparatus

Info

Publication number: RU2184088C2
Application number: RU2000117763A
Authority: RU
Inventors: Г.А. Денисов; В.В. Гурьев; Е.И. Непрошин; А.Б. Кувалдин; Б.Н. Борисов; Л.Г. Ткачев
Original assignee: Закрытое акционерное общество Научно-производственная фирма "Стройпрогресс - Новый век"
Priority date: 2000-07-07
Filing date: 2000-07-07
Publication date: 2002-06-27

Abstract

FIELD: electrothermics. SUBSTANCE: apparatus has burden melting chamber equipped with charging and discharge device formed as spout arranged above blowing chamber inlet end, melt overheating chamber whose inlet is joined to spout of burden melting chamber and outlet is connected to blowing chamber inlet end. Overheating chamber is made in the form of tube manufactured from current-conductive material and is equipped with guides manufactured from current-conductive material. Tube and guides are provided with terminals for connecting to power source. Apparatus is used for melting high-melting oxides such as basalt oxides in heat-insulating material production lines. EFFECT: increased temperature of melt, increased efficiency, reduced power consumption and improved operating conditions. 1 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к области электротермии и предназначено для плавки тугоплавких оксидов, например базальта, в технологических линиях при производстве теплоизоляционных материалов. The present invention relates to the field of electrothermics and is intended for the melting of refractory oxides, such as basalt, in technological lines in the production of heat-insulating materials.

Известна стекловаренная печь, включающая варочный бассейн, газопламенное пространство стекловаренной печи, порог, ограничивающий указанные объемы в определенном соотношении, варочный бассейн выполнен глубиной, превышающей высоту порога в несколько раз (патент РФ 2142920, опубл. 20.12.99). Known glass melting furnace, including a cooking pool, gas flame space of a glass furnace, a threshold that limits these volumes in a certain ratio, the cooking pool is made with a depth several times greater than the threshold height (RF patent 2142920, publ. 20.12.99).

Данной печи присущ следующий недостаток, связанный с ее конструкцией. Из-за наличия футеровки максимальная температура расплава в ней не может превышать 1500^oС, так как ограничена стойкостью огнеупорной кладки. При получении же изделий, в частности волокон из тугоплавких оксидов необходимо иметь определенную пониженную вязкость расплава, которая достигается нагреванием его до температур порядка 1600-1700^oС.This furnace has the following disadvantage associated with its design. Due to the presence of the lining, the maximum melt temperature in it cannot exceed 1500 ^o C, as it is limited by the resistance of the refractory masonry. Upon receipt of the same products, in particular fibers from refractory oxides, it is necessary to have a certain reduced melt viscosity, which is achieved by heating it to temperatures of the order of 1600-1700 ^o C.

Известна индукционная печь для плавки оксидов (Петров Ю.Б., Канаев И.А. Индукционная печь для плавки оксидов. - Л.: Политехника, 1991), содержащая шкаф с загрузочным бункером, установленным над водоохлаждаемой емкостью в форме параллелепипеда, охватываемой индуктором. Емкость имеет сливной носок, в ее полости выполнены две сообщающиеся зоны, разделенные водоохлаждаемой перегородкой. Из емкости расплав поступает в металлическую камеру раздува струи расплава с помощью сжатого воздуха. В данной печи можно нагреть расплав до необходимой высокой температуры, но она обладает следующим недостатком, ограничивающим ее применение в промышленных масштабах, а именно - низкой производительностью. Новая порция твердой шихты, загружаемой в данную печь, расплавляется за счет тепла, выделяемого в расплаве токами высокой частоты при появлении проводимости. Ввиду малой проводимости расплава для его нагрева требуется высокая частота питающего тока мегагерцевого диапазона, что сопряжено с использованием ламповых генераторов, имеющих низкий к.п.д. и требующих особых условий работы. Known induction furnace for melting oxides (Petrov, Yu.B., Kanaev I.A. Induction furnace for melting oxides. - L .: Polytechnic, 1991), containing a cabinet with a loading hopper mounted above a water-cooled tank in the form of a parallelepiped covered by an inductor. The tank has a drain sock, in its cavity two communicating zones are made, separated by a water-cooled partition. From the tank, the melt enters the metal chamber of the melt blasting jet using compressed air. In this furnace, the melt can be heated to the required high temperature, but it has the following drawback, limiting its use on an industrial scale, namely, low productivity. A new portion of the solid charge loaded into this furnace is melted due to the heat released in the melt by high-frequency currents when conductivity appears. Due to the low conductivity of the melt, its heating requires a high frequency of the supply current of the megahertz range, which is associated with the use of tube generators having a low efficiency and requiring special working conditions.

Устройство для плавки оксидов, описанное в международной заявке 90/02711, кл. С 03 В 5/26, опубл. 22.03.1990, можно отнести к ближайшим аналогам заявленного изобретения как по назначению, так и по совокупности существенных признаков. Это устройство содержит плавильную печь, имеющую устройства для загрузки и выгрузки, сливной желоб, в котором осуществляется дальнейший нагрев расплава, и устройство для формования волокон. Сливной желоб сопряжен одним концом со сливным носком плавильной печи, а другим - с устройством для формирования волокон. Нагрев в сливном желобе осуществляют с помощью электрической плазмы. A device for melting oxides described in international application 90/02711, cl. C 03 V 5/26, publ. 03/22/1990, can be attributed to the closest analogues of the claimed invention both for the intended purpose and for the combination of essential features. This device comprises a melting furnace having devices for loading and unloading, a drain chute in which the melt is further heated, and a device for forming fibers. A drain trough is connected at one end to the drain toe of the smelter and the other to a device for forming fibers. Heating in the drain trough is carried out using electric plasma.

Однако в случае плазменного нагрева мы имеем более низкий к.п.д., так как нагрев ведется на узком участке расплава. Уходящие при этом газы содержат токсичные вещества, представляющие вред для обслуживающего персонала. При использовании дополнительной плазменной установки резко возрастает стоимость оборудования. Перечисленные факторы не позволяют использовать известные средства для решения поставленной технической задачи. However, in the case of plasma heating, we have a lower efficiency, since the heating is carried out in a narrow section of the melt. The gases leaving at the same time contain toxic substances that are harmful to the operating personnel. When using an additional plasma installation, the cost of equipment increases sharply. These factors do not allow the use of known means to solve the technical problem.

Техническая задача, решаемая изобретением, состоит в повышении температуры расплава, в увеличении производительности, снижении расхода электроэнергии и улучшении условий эксплуатации. The technical problem solved by the invention is to increase the temperature of the melt, to increase productivity, reduce energy consumption and improve operating conditions.

Поставленная техническая задача решается тем, что известное устройство для плавки оксидов, содержащее плавильную камеру для расплава шихты, имеющую устройства загрузки и выгрузки в виде сливного носка, снабжено камерой перегрева расплава, вход которой сопряжен со сливным носком плавильной камеры, а выход - со входом камеры раздува. Камера перегрева расплава выполнена в виде трубы из электропроводящего материала с выводами для подключения к источнику электроэнергии и дополнительно снабжена направляющими из электропроводящего материала, установленными на входе и выходе камеры перегрева расплава, имеющими выводы для подключения к источнику электроэнергии. The stated technical problem is solved in that the known device for melting oxides, containing a melting chamber for melt the mixture, having a loading and unloading device in the form of a drain sock, is equipped with a melt overheating chamber, the input of which is connected to the drain nose of the melting chamber, and the output - with the input of the chamber inflating. The melt overheating chamber is made in the form of a pipe of electrically conductive material with leads for connection to an electric power source and is additionally equipped with guides of electrically conductive material installed at the inlet and outlet of the melt overheating chamber having conclusions for connecting to an electric power source.

Конструкция предлагаемого устройства для плавки оксидов представлена схематично на чертеже. The design of the proposed device for melting oxides is shown schematically in the drawing.

Устройство для плавки оксидов содержит плавильную камеру 1 для расплава шихты, например, представляющую собой газовую печь, имеющую устройства загрузки 2 и выгрузки 3 в виде сливного носка, расположенного над входом 4 камеры перегрева 5. Выход 6 камеры перегрева 5 расположен над входом 7 камеры раздува 8. Камера перегрева 5 в виде ограниченного участка трубы снабжена выводами 9 для подключения к источнику электроэнергии. Кроме того, она снабжена направляющими 10 из электропроводящего материала, которые имеют выводы 11 для подключения к источнику электроэнергии. A device for melting oxides contains a melting chamber 1 for melt the charge, for example, which is a gas furnace, with a loading device 2 and discharge 3 in the form of a drain sock located above the inlet 4 of the overheating chamber 5. The output 6 of the overheating chamber 5 is located above the inlet 7 of the blowing chamber 8. The overheating chamber 5 in the form of a limited section of the pipe is equipped with leads 9 for connecting to a source of electricity. In addition, it is provided with guides 10 of electrically conductive material, which have leads 11 for connecting to a source of electricity.

Предлагаемое устройство работает следующим образом. Шихта (оксид) в виде мелких кусков подается через устройство загрузки 2 в плавильную камеру 1 и нагревается до плавления. Расплав оксида при температуре около 1500^oС через устройство выгрузки 2 в виде сливного носка попадает через вход 4 в камеру перегрева 5, где нагревается до температуры выше 1600^oС, а затем через выход 6 поступает на вход 7 камеры раздува 8.The proposed device operates as follows. The mixture (oxide) in the form of small pieces is fed through the loading device 2 into the melting chamber 1 and is heated until melting. The oxide melt at a temperature of about 1500 ^o C through the discharge device 2 in the form of a drain sock enters through inlet 4 into the overheating chamber 5, where it is heated to a temperature above 1600 ^o C, and then through outlet 6 enters the inlet 7 of the blowing chamber 8.

В камере перегрева 5 нагрев расплавленного оксида осуществляется двумя методами: за счет теплопередачи от стенок камеры перегрева 5 (трубы), которая нагревается за счет электрического тока, подведенного от источника электроэнергии через выводы 9, а также за счет прямого пропускания тока через расплавленный оксид, при этом ток подводится от источника электроэнергии через направляющие 10 и выводы 11. In the overheating chamber 5, the heating of the molten oxide is carried out by two methods: due to heat transfer from the walls of the overheating chamber 5 (pipe), which is heated by the electric current supplied from the electric power source through terminals 9, as well as by direct transmission of current through the molten oxide, this current is supplied from a source of electricity through the guides 10 and conclusions 11.

Комбинация двух методов нагрева - прямого и косвенного позволяет повысить температуру расплава, интенсифицировать процесс, а также упрощает процесс пуска устройства из холодного состояния, когда в камере перегрева имеется холодный, не проводящий электрический ток, оксид. The combination of two heating methods - direct and indirect allows to increase the temperature of the melt, to intensify the process, and also simplifies the process of starting the device from a cold state, when the overheating chamber has a cold, non-conductive electric current, oxide.

Claims

A device for melting oxides containing a melting chamber for melt the charge, having a loading and unloading device in the form of a drain sock, a blowing chamber, characterized in that it is equipped with a melt overheating chamber, the input of which is connected to the drain nose of the melting chamber, and the output - with the input of the chamber blowing, while the overheating chamber of the melt is made in the form of a pipe of electrically conductive material, equipped with leads for connection to an electric source, and is additionally equipped with guides of electrically conductive material a, installed at the inlet and outlet of the melt overheating chamber, having conclusions for connecting to a source of electricity.