RU2235256C1 - Technogenious raw material processing electric furnace - Google Patents

Technogenious raw material processing electric furnace Download PDF

Info

Publication number
RU2235256C1
RU2235256C1 RU2003105723A RU2003105723A RU2235256C1 RU 2235256 C1 RU2235256 C1 RU 2235256C1 RU 2003105723 A RU2003105723 A RU 2003105723A RU 2003105723 A RU2003105723 A RU 2003105723A RU 2235256 C1 RU2235256 C1 RU 2235256C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
electrodes
furnace
melt
side walls
electric furnace
Prior art date
Application number
RU2003105723A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2003105723A (en
Inventor
Г.С. Нус (RU)
Г.С. Нус
В.М. Парецкий (RU)
В.М. Парецкий
А.В. Тарасов (RU)
А.В. Тарасов
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие "Институт Гинцветмет"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное унитарное предприятие "Институт Гинцветмет" filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие "Институт Гинцветмет"
Priority to RU2003105723A priority Critical patent/RU2235256C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2235256C1 publication Critical patent/RU2235256C1/en
Publication of RU2003105723A publication Critical patent/RU2003105723A/en

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20Recycling

Landscapes

  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Abstract

FIELD: non-ferrous metallurgy.
SUBSTANCE: invention relates to designing and operation of ore-smelting electric furnaces operating with dipping of electrodes into melt of material under processing and it can be used in ferrous metallurgy and chemical industry. Proposed electric furnace has body with side walls, charging devices, electrodes assembled into groups, one of which is installed in furnace heart being connected to negative pole of current source, and other group, electrodes of which are arranged in row, is dipped into melt of material under processing and is connected to positive pole of current source. Vertical partitions made of non-conducting material and dipped into melt of raw material under processing are installed between electrodes of different polarity and secured on side walls of furnace. Proposed invention is aimed at increasing reliability of dc electric furnace used for processing technogenious raw material containing heavy and light nonferrous metals-out-of-balance and rebellious polymetallic ores, current and accumulated intermediate products such as slags, slimes, clinkers, etc. with high content of valuable components and secondary raw materials and practically any waste materials with distilling volatile and changing over non-volatile valuable components into bottom phase.
EFFECT: improved reliability of operation at increased yield.
1 dwg

Description

Изобретение относится к области цветной металлургии, в частности к проектированию и эксплуатации рудно-термических электропечей, работающих с погружением электродов в расплав перерабатываемого материала, и может быть также использовано в черной металлургии и химической промышленности.The invention relates to the field of non-ferrous metallurgy, in particular to the design and operation of ore-thermal electric furnaces working with immersion of electrodes in the melt of the processed material, and can also be used in ferrous metallurgy and chemical industry.

Известна обеднительная электропечь для переработки шлаков, футерованная огнеупором, с электродами, подключенными к источнику переменного тока, рабочие концы которых находятся на некотором расстоянии от подины (Серебряный Я.Л. Электроплавка медно-никелевых руд и концентратов. - М.: Металлургия, 1974, с.233-237).Known depletion furnace for processing slag, lined with refractory, with electrodes connected to an alternating current source, the working ends of which are located at some distance from the bottom (Silver Y.L. Electrofusion of copper-nickel ores and concentrates. - M .: Metallurgy, 1974, p. 233-237).

Недостатком известной конструкции является низкая производительность вследствие повышенных потерь ценных компонентов со шлаком и избыточного настылеобразования на подине печи.A disadvantage of the known design is the low productivity due to the increased loss of valuable components with slag and excessive dust build-up on the bottom of the furnace.

Наиболее близким аналогом к заявляемому изобретению является электропечь для переработки техногенного сырья, включающая корпус с боковыми стенками, загрузочные устройства, электроды, объединенные в группы, одна из которых установлена на подину печи и подключена к отрицательному полюсу источника тока, а другая группа, электроды в которой расположены подряд, погружена в расплав перерабатываемого сырья и подключена к положительному полюсу источника тока (патент РФ №2088869, МПК F 27 В 3/08, С 22 В 7/04, опубл. 27.08.97, БИ №24).The closest analogue to the claimed invention is an electric furnace for processing technogenic raw materials, including a housing with side walls, loading devices, electrodes combined in groups, one of which is mounted on the bottom of the furnace and connected to the negative pole of the current source, and the other group, the electrodes in which arranged in a row, immersed in the melt of processed raw materials and connected to the positive pole of the current source (RF patent No. 2088869, IPC F 27 V 3/08, C 22 V 7/04, publ. 08/27/97, BI No. 24).

Существенным недостатком известной конструкции печи является ее низкая надежность в случае переработки в ней материалов, содержащих легкие металлы.A significant drawback of the known furnace design is its low reliability in the case of processing materials containing light metals in it.

Экспериментально было установлено, что в случае переработки в данной электропечи материалов, содержащих легкие металлы (например, алюминий), последние накапливаются в слое на поверхности расплава перерабатываемого материала, что может привести к короткому замыканию между электродами разной полярности и выходу из строя установки в результате срабатывания максимально-токовой защиты.It was experimentally established that in the case of processing materials containing light metals (for example, aluminum) in a given electric furnace, the latter accumulate in a layer on the melt surface of the processed material, which can lead to a short circuit between electrodes of different polarity and failure of the installation as a result of operation overcurrent protection.

Заявляемое изобретение направлено на повышение надежности работы электропечи постоянного тока, используемой для переработки техногенного сырья, содержащего тяжелые и легкие цветные металлы - забалансовых и труднообогатимых полиметаллических руд, текущих и накопленных нецелевых промежуточных продуктов (шлаков, шламов, клинкеров и др.) с высоким содержанием ценных компонентов, а также вторичного сырья и практически любых отходов с отгонкой летучих и переводом нелетучих ценных компонентов в донную фазу.The claimed invention is aimed at improving the reliability of the DC electric furnace used for processing technogenic raw materials containing heavy and light non-ferrous metals - off-balance and difficult-to-recycle polymetallic ores, current and accumulated non-target intermediate products (slag, sludge, clinker, etc.) with a high content of valuable components, as well as secondary raw materials and almost any waste with distillation of volatile and transfer of non-volatile valuable components to the bottom phase.

Для достижения отмеченного выше технического результата в электропечи для переработки техногенного сырья, включающей корпус с боковыми стенками, загрузочные устройства, электроды, объединенные в группы, одна из которых установлена на подину печи и подключена к отрицательному полюсу источника тока, а другая группа, электроды в которой расположены подряд, погружена в расплав перерабатываемого сырья и подключена к положительному полюсу источника тока, согласно заявляемому изобретению между электродами разной полярности установлены закрепленные на боковых стенках печи вертикальные перегородки, выполненные из неэлектропроводящего материала и погруженные в расплав перерабатываемого сырья.To achieve the technical result noted above in an electric furnace for processing technogenic raw materials, including a case with side walls, loading devices, electrodes combined into groups, one of which is mounted on the bottom of the furnace and connected to the negative pole of the current source, and the other group, the electrodes in which arranged in a row, immersed in the melt of the processed raw materials and connected to the positive pole of the current source, according to the claimed invention between electrodes of different polarity are installed vertical partitions replicated on the side walls of the furnace, made of non-conductive material and immersed in the melt of the processed raw materials.

Сущность изобретения заключается в следующем.The invention consists in the following.

Проведенные экспериментальные исследования показали, что установка закрепленных на боковых стенках электропечи вертикальных перегородок, выполненных из неэлектропроводящего материала, нижняя часть которых погружена в расплав перерабатываемого материала, исключает протекание токов короткого замыкания по слою легкого металла, находящегося на поверхности расплава, что существенно повышает надежность работы печи в случае переработки материалов, содержащих как тяжелые, так и легкие ценные металлы.The conducted experimental studies showed that the installation of vertical partitions fixed on the side walls of the electric furnace made of non-conductive material, the lower part of which is immersed in the molten material being processed, excludes the occurrence of short-circuit currents along the layer of light metal located on the melt surface, which significantly increases the reliability of the furnace in the case of processing materials containing both heavy and light valuable metals.

Для каждого технологического процесса взаимное расположение групп электродов разной полярности, количество электродов в группе, размеры и конструктивные особенности корпуса печи, электродов и неэлектропроводящих перегородок, включая способы крепления последних к корпусу печи и их охлаждения, и другие параметры определяются экспериментально и расчетом исходя из условий максимального суммарного экономического эффекта от извлечения ценных компонентов техногенного сырья, что составляет предмет ноу-хау для заявляемого изобретения.For each process, the relative position of the groups of electrodes of different polarity, the number of electrodes in the group, the dimensions and design features of the furnace body, electrodes and non-conductive partitions, including how to attach the latter to the furnace body and their cooling, and other parameters are determined experimentally and calculated based on the conditions of maximum the total economic effect of the extraction of valuable components of technogenic raw materials, which is the subject of know-how for the claimed invention.

Сущность заявляемого изобретения поясняется чертежом, где показана заявляемая электропечь для переработки техногенного сырья. Печь содержит футерованный корпус 1, загрузочные устройства 2, электроды 3, из которых одна группа 4 установлена на уплотненной в результате предварительного ошлакования новой печи защитной настылью 5 подине 6 и подключена к отрицательному полюсу источника тока, а другая группа электродов 7 подключена к положительному полюсу. Потенциал на электроды подается через контактные щеки 8 источника питания. Концы электродов группы 4 погружены в слой металла или штейна 9 на подине печи, а электроды группы 7 погружены в расплав 10 перерабатываемого техногенного сырья. Между электродами разной полярности установлены вертикальные перегородки 11, выполненные из неэлектропроводящего материала, например, из огнеупора марки ХМ, пересекающие слой легкого металла 12. Перегородки 11, нижняя часть которых погружена в расплав 10, закреплены на боковых стенках 13 печи.The essence of the invention is illustrated by the drawing, which shows the inventive electric furnace for processing of technogenic raw materials. The furnace contains a lined casing 1, loading devices 2, electrodes 3, of which one group 4 is mounted on the bottom 6 of the protective plate 5, which is sealed as a result of preliminary slagging of the new furnace, and is connected to the negative pole of the current source, and the other group of electrodes 7 is connected to the positive pole. The potential for the electrodes is supplied through the contact jaws 8 of the power source. The ends of the electrodes of group 4 are immersed in a layer of metal or matte 9 on the bottom of the furnace, and the electrodes of group 7 are immersed in the melt 10 of the processed technogenic raw materials. Between the electrodes of different polarity, vertical partitions 11 are made, made of non-conductive material, for example, XM refractory, intersecting a layer of light metal 12. Partitions 11, the lower part of which is immersed in the melt 10, are mounted on the side walls 13 of the furnace.

Печь работает следующим образом.The furnace operates as follows.

После набора расплава 10 перерабатываемого техногенного сырья на электроды через контактные щеки 8 подают напряжение постоянного тока, величину которого регулируют и подбирают таким образом, чтобы при заданной мощности обеспечить поддержание на подине 6 уплотняющей настыли 5 и исключить избыточное настылеобразование, препятствующее нормальной работе печи. При данном составе шлака этим определяется положение электродов группы 7 в рабочем пространстве печи по вертикали. В ванну загружают восстановитель, например кокс, способствующий восстановлению металлов из окислов химическим путем. В установившемся режиме электрический ток между электродами 4 и электродами 7 протекает через расплав 10 преимущественно по следующему пути: электроды 4 - слой металла или штейна 9 - электроды 7.After the melt 10 of the processed technogenic raw material has been set, a direct current voltage is applied to the electrodes through the contact jaws 8, the value of which is regulated and selected in such a way as to ensure that the sealing cover 5 is maintained at the bottom 6 of the hearth and to prevent excessive lay formation that impedes normal operation of the furnace. With this slag composition, this determines the position of the group 7 electrodes in the furnace working space vertically. A reducing agent, for example coke, is charged into the bath, which helps to restore metals from oxides chemically. In the steady state, an electric current between the electrodes 4 and the electrodes 7 flows through the melt 10 mainly along the following path: electrodes 4 - a layer of metal or matte 9 - electrodes 7.

Химически восстанавливаемый металл (или штейн) накапливается в расплавленном состоянии в слое 9. При этом легкие металлы накапливаются на поверхности расплава 10, образуя слой 12. Часть восстановленного метала остается в расплаве 10 в химически растворенном состоянии и в виде механической взвеси.Chemically reduced metal (or matte) accumulates in the molten state in layer 9. In this case, light metals accumulate on the surface of melt 10, forming layer 12. Part of the reduced metal remains in melt 10 in a chemically dissolved state and in the form of a mechanical suspension.

При катодной (отрицательной) поляризации электродов 4 и соответственно донной фазы 9 и анодной (положительной) поляризации электродов 7 на анодах будет выделяться кислород с последующим его взаимодействием с углеродом электродов и восстановителя и образованием оксида углерода, дополнительно восстанавливающего из шлака цветные металлы.With the cathodic (negative) polarization of the electrodes 4 and, respectively, of the bottom phase 9 and the anodic (positive) polarization of the electrodes 7, oxygen will be released at the anodes, followed by its interaction with the carbon of the electrodes and the reducing agent and the formation of carbon monoxide, which additionally reduces non-ferrous metals from the slag.

Закрепленные на боковых стенках 13 печи вертикальные перегородки 11, выполненные из диэлектрика, нижняя часть которых погружена в расплав 10 перерабатываемого техногенного сырья, пересекают слой легкого металла 12, накапливаемого на поверхности расплава 10, и тем самым позволяют избежать короткого замыкания системы, которое может возникнуть вследствие протекающих по слою 12 токов короткого замыкания и привести к выходу из строя всей системы.Fixed on the side walls 13 of the furnace, vertical partitions 11 made of a dielectric, the lower part of which is immersed in the melt 10 of the processed technogenic raw materials, intersect the layer of light metal 12 that accumulates on the surface of the melt 10, and thereby avoid the short circuit of the system, which may occur due to 12 short-circuit currents flowing through the layer and lead to failure of the entire system.

Проверку устройства проводили на шестиэлектродной закрытой прямоугольной обеднительной печи номинальной мощностью 250 кВА с электродами диаметром 100 мм, расположенными по длинной оси ванны. На боковых стенках печи закреплены вертикальные перегородки, выполненные из водоохлаждаемых кессонов с огнеупорной обмазкой из хромомагнезита, имеющие размеры 700×200×70 мм; нижняя часть перегородок погружена в расплав перерабатываемого материала. Переработке подвергали конвертерный шлак состава, мас.%: меди - 5,8; свинца - 3,8; цинка - 4,1; железа - 29,0; диоксида кремния - 29,9; оксида кальция - 8,5; остальное - кислород и прочие, а также дробленый поршневой алюминиевый лом, содержащий 98% металлов.The device was tested on a six-electrode closed rectangular depletion furnace with a rated power of 250 kVA with electrodes with a diameter of 100 mm located along the long axis of the bath. On the side walls of the furnace there are fixed vertical partitions made of water-cooled caissons with a refractory coating of chromomagnesite, having dimensions of 700 × 200 × 70 mm; the lower part of the partitions is immersed in the molten material being processed. The processing was subjected to converter slag composition, wt.%: Copper - 5.8; lead - 3.8; zinc - 4.1; iron - 29.0; silicon dioxide - 29.9; calcium oxide - 8.5; the rest is oxygen and others, as well as crushed piston aluminum scrap containing 98% metals.

Продолжительность работы печи составила 48 час.The duration of the furnace was 48 hours.

В результате плавки был получен:As a result of melting was obtained:

штейн состава, мас.%: меди - 52,6; свинца - 5,1; цинка - 1,0; железа - 20,3;matte composition, wt.%: copper - 52.6; lead - 5.1; zinc - 1.0; iron - 20.3;

сплав состава, мас.%: меди - 1,66; кремния - 10,3; железа - 0,62; цинка - 0, 41; магния - 0,57; марганца - 0,25; остальное - алюминий;alloy composition, wt.%: copper - 1,66; silicon - 10.3; iron - 0.62; zinc - 0, 41; magnesium - 0.57; Manganese - 0.25; the rest is aluminum;

отвальный шлак состава, мас.%: меди - 0,36; свинца - 0,28; цинка - 0,48; железа - 26,4; диоксида кремния - 36,3; оксида кальция - 10,5, остальное - кислород и прочие.dump slag composition, wt.%: copper - 0.36; lead - 0.28; zinc - 0.48; iron - 26.4; silicon dioxide - 36.3; calcium oxide - 10.5, the rest is oxygen and others.

Проведенные испытания подтвердили оптимальность и высокую надежность работы заявляемой конструкции печи, позволяющей перерабатывать материалы, содержащие как тяжелые, так и легкие металлы.The tests carried out confirmed the optimality and high reliability of the claimed design of the furnace, which allows to process materials containing both heavy and light metals.

Claims (1)

Электропечь для переработки техногенного сырья, включающая корпус с боковыми стенками, загрузочные устройства, электроды, объединенные в группы, одна из которых установлена на подину печи и подключена к отрицательному полюсу источника тока, а другая группа, электроды в которой расположены подряд, погружена в расплав перерабатываемого сырья и подключена к положительному полюсу источника тока, отличающаяся тем, что между электродами разной полярности установлены закрепленные на боковых стенках печи вертикальные перегородки, выполненные из неэлектропроводящего материала и погруженные в расплав перерабатываемого сырья.An electric furnace for processing technogenic raw materials, including a case with side walls, loading devices, electrodes combined in groups, one of which is mounted on the bottom of the furnace and connected to the negative pole of the current source, and the other group, the electrodes in which are arranged in a row, is immersed in the melt of the processed raw material and connected to the positive pole of the current source, characterized in that between the electrodes of different polarity installed vertical partitions mounted on the side walls of the furnace, made f of non-conductive material and immersed in the melt of processed raw materials.
RU2003105723A 2003-02-28 2003-02-28 Technogenious raw material processing electric furnace RU2235256C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003105723A RU2235256C1 (en) 2003-02-28 2003-02-28 Technogenious raw material processing electric furnace

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003105723A RU2235256C1 (en) 2003-02-28 2003-02-28 Technogenious raw material processing electric furnace

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2235256C1 true RU2235256C1 (en) 2004-08-27
RU2003105723A RU2003105723A (en) 2004-09-27

Family

ID=33414047

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2003105723A RU2235256C1 (en) 2003-02-28 2003-02-28 Technogenious raw material processing electric furnace

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2235256C1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2371490C1 (en) Method of continuous or periodical receiving of metal or several metals from slag, containing specified metal or compound of specified metal
CN104302792B (en) For the method processing the dregs that non-ferric is smelted
WO2013088137A1 (en) Base metal recovery
US20220389529A1 (en) Direct current electric arc furnace
VV et al. Recycling of superalloy scrap through electro slag remelting
RU2235258C1 (en) Technogenious material processing electric furnace
SE449132B (en) DC LIGHT REAR OR PUMP FOR HEATING
US5700308A (en) Method for enhancing reaction rates in metals refining extraction, and recycling operations involving melts containing ionic species such as slags, mattes, fluxes
RU2235256C1 (en) Technogenious raw material processing electric furnace
RU2235257C1 (en) Technogenious material processing electric furnace
US3571475A (en) Electroslag refining apparatus
JP5169445B2 (en) Operation method of slag cleaning furnace
Blacha et al. Research on the reduction of cooper slag using an alternative coal range
US4468782A (en) Method and device for operating a DC arc furnace
RU2235255C1 (en) Electroslag remelting furnace
US3909243A (en) Recovery of both brass and zinc from metallurgical residues by carbon flotation method
RU2088869C1 (en) Electric furnace for slag processing
RU1704536C (en) Slag processing electric furnace
RU2757772C2 (en) Method for direct extraction of metals from oxide forms of metal-containing raw materials, various types of ores, man-made waste and a device for direct extraction of metals from various forms into metal or other oxide phases
US3804969A (en) Elimination of side wall erosion in electric furnaces
RU2236659C1 (en) Unit for processing copper-zinc and lead-zinc materials
JPS60208489A (en) Method for recovering valuable metal from copper slag
US3652773A (en) Process of electrically remelting high-melting metals
JPS60208488A (en) Method for recovering valuable metal from slag
SU935693A1 (en) Electric salt furnace for melting non-ferrous metals and its alloys

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20100301

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20111120

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20140301