RU2235258C1 - Technogenious material processing electric furnace - Google Patents

Technogenious material processing electric furnace Download PDF

Info

Publication number
RU2235258C1
RU2235258C1 RU2003105725A RU2003105725A RU2235258C1 RU 2235258 C1 RU2235258 C1 RU 2235258C1 RU 2003105725 A RU2003105725 A RU 2003105725A RU 2003105725 A RU2003105725 A RU 2003105725A RU 2235258 C1 RU2235258 C1 RU 2235258C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
furnace
electrodes
melt
raw materials
technogenious
Prior art date
Application number
RU2003105725A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2003105725A (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 RU2003105725A priority Critical patent/RU2235258C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2235258C1 publication Critical patent/RU2235258C1/en
Publication of RU2003105725A publication Critical patent/RU2003105725A/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

Abstract

FIELD: nonferrous metallurgy.
SUBSTANCE: invention relates to designing and operation of ore-smelting electric furnaces operating with dipping of electrodes into melt of material and it can be used in ferrous metallurgy and in chemical industry. Proposed electric furnace has body with side walls, charging devices, electrodes assembled into groups, one of which is installed in furnace hearth and connected to one pole of current source, and other is dipped into melt of processable raw material and is connected to other pole of current source. Electrodes of different polarity are installed at alternation, one after the other. Moreover, vertical partitions made of non-conducting material and dipped into melt of processed technogenious raw material are installed between different-polarity electrodes on side walls of furnace. Invention is aimed at improving reliability of dc electric furnace in operation when furnace is used for processing technogenious raw materials containing heavy and light nonferrous metals-out-of-balance and rebellious polymetallic ores, current and accumulated intermediate products such as slags, slimes, clinkers with high content of valuable components and secondary raw materials and practically any waste materials with distilling volatile changing over non-volatile valuable components into bottom phase.
EFFECT: improved processing of raw materials 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 одному полюсу источника тока, а другая группа погружена в расплав перерабатываемого сырья и подключена к противоположному полюсу источника тока, при этом электроды разной полярности установлены через один (патент РФ №1704536, МПК F 27 В 3/08, опубл. 26.08.93).The closest analogue to the claimed invention is an electric furnace for processing anthropogenic raw materials, including a housing with side walls, loading devices, electrodes combined in groups, one of which is installed on the bottom of the furnace and connected to one pole of the current source, and the other group is immersed in the melt of the processed raw materials and connected to the opposite pole of the current source, while the electrodes of different polarity are installed through one (RF patent No. 1704536, IPC F 27 V 3/08, publ. 26.08.93).

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 одному полюсу источника тока, а другая группа погружена в расплав перерабатываемого сырья и подключена к противоположному полюсу источника тока, при этом электроды разной полярности установлены через один, в соответствии с заявляемым изобретением между электродами разной полярности установлены закрепленные на боковых стенках печи вертикальные перегородки, выполненные из неэлектропроводящего материала, нижняя часть которых погружена в расплав перерабатываемого техногенного 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 installed on the bottom of the furnace and connected to one pole of the current source, and the other group is immersed in the melt of the processed raw materials and connected to the opposite pole of the current source, while the electrodes of different polarity are installed through one, in accordance with the claimed invention between the electrodes of different polar In these cases, vertical partitions mounted on the side walls of the furnace are made of non-conductive material, the lower part of which is immersed in the melt of the processed technogenic 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 сырья, 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, расширяя тем самым область применения электропечи постоянного тока.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, eliminates short-circuit currents flowing through the light metal layer 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, thereby expanding the scope of application of ele DC furnace.

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 technological 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 conditions the maximum total economic effect from 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 переработка 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 одному полюсу источника тока, например к положительному, а другая группа электродов 7 подключена к другому полюсу, например к отрицательному. 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 in 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 one pole of the current source, for example, to the positive, and the other group of electrodes 7 is connected to the other pole, for example to the negative. The potential for the electrodes is supplied through the contact cheeks 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 installed, made of non-conductive material, for example, XM refractory, crossing the 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 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 the melt in a chemically dissolved state and in the form of a mechanical suspension.

При протекании постоянного тока через расплав 10 перерабатываемого техногенного сырья происходит его обеднение, с одной стороны, вследствие электролитического выделения металла из химического раствора, а с другой - в результате направленного действия электрического поля на заряженные капли металла (или штейна) и их переноса к одному из электродов.When direct current flows through melt 10 of the processed technogenic raw materials, it becomes depleted, on the one hand, due to the electrolytic release of metal from a chemical solution, and on the other, as a result of the directed action of an electric field on charged drops of metal (or matte) and their transfer to one of electrodes.

Закрепленные на боковых стенках 13 печи вертикальные перегородки 11, выполненные из диэлектрика, нижняя часть которых погружена в расплав 10, 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, intersect the layer of light metal 12 that accumulates on the surface of the melt 10, and thereby avoid short circuiting of the system, which may occur due to leakage through the layer 12 short-circuit currents 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 техногенного сырья. 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 melt of the processed technogenic raw materials. Converter slag of the composition was subjected to processing, 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 - 52,2; свинца - 5,0; цинка - 1,3; железа - 20,1;matte composition, wt.%: copper - 52.2; lead - 5.0; zinc - 1.3; iron - 20.1;

сплав состава, мас.%: меди - 1,67; кремния - 10,2; железа - 0,63; цинка - 0, 38; магния - 0,59; марганца - 0,26; остальное - алюминий;alloy composition, wt.%: copper - 1,67; silicon - 10.2; iron - 0.63; zinc - 0, 38; magnesium - 0.59; Manganese - 0.26; the rest is aluminum;

отвальный шлак состава, мас.%: меди - 0,43; свинца - 0,55; цинка - 1,6; железа - 27,0; диоксида кремния - 35,2; оксида кальция - 10,2, остальное - кислород и прочие.dump slag composition, wt.%: copper - 0.43; lead - 0.55; zinc - 1.6; iron - 27.0; silicon dioxide - 35.2; calcium oxide - 10.2, 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 одному полюсу источника тока, а другая группа погружена в расплав перерабатываемого сырья и подключена к противоположному полюсу источника тока, при этом электроды разной полярности установлены через один, 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 housing with side walls, loading devices, electrodes combined into groups, one of which is mounted on the bottom of the furnace and connected to one pole of the current source, and the other group is immersed in the melt of the processed raw materials and connected to the opposite pole of the source current, while electrodes of different polarity are installed through one, characterized in that between the electrodes of different polarity there are installed vertical barriers fixed to the side walls of the furnace ki made of non-conductive material and immersed in the melt of processed raw materials.
RU2003105725A 2003-02-28 2003-02-28 Technogenious material processing electric furnace RU2235258C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003105725A RU2235258C1 (en) 2003-02-28 2003-02-28 Technogenious material processing electric furnace

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003105725A RU2235258C1 (en) 2003-02-28 2003-02-28 Technogenious material processing electric furnace

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2235258C1 true RU2235258C1 (en) 2004-08-27
RU2003105725A RU2003105725A (en) 2004-09-27

Family

ID=33414049

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2003105725A RU2235258C1 (en) 2003-02-28 2003-02-28 Technogenious material processing electric furnace

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2235258C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2455600C2 (en) * 2007-12-18 2012-07-10 Смс Симаг Аг Device for extraction of metals or metal compounds from material, containing metal or metal compounds
RU2482199C2 (en) * 2008-09-16 2013-05-20 Алкоа Инк. Installation of side and bottom electrodes for electric melting reactors and method for supply of such electrodes
CN103604292A (en) * 2013-11-20 2014-02-26 勾武 Three-phase alternating-current ore smelting furnace and method for controlling furnace condition thereof

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2455600C2 (en) * 2007-12-18 2012-07-10 Смс Симаг Аг Device for extraction of metals or metal compounds from material, containing metal or metal compounds
RU2482199C2 (en) * 2008-09-16 2013-05-20 Алкоа Инк. Installation of side and bottom electrodes for electric melting reactors and method for supply of such electrodes
US8728385B2 (en) 2008-09-16 2014-05-20 Alcoa Inc. Sidewall and bottom electrode arrangement for electrical smelting reactors and method for feeding such electrodes
CN103604292A (en) * 2013-11-20 2014-02-26 勾武 Three-phase alternating-current ore smelting furnace and method for controlling furnace condition thereof
CN103604292B (en) * 2013-11-20 2015-11-18 勾武 Three-phase alternating current mineral hot furnace furnace control method and three-phase alternating current mineral hot furnace

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
AU2006256916A1 (en) Method and device for extracting a metal from a slag containing the metal
CN104302792A (en) Method for processing slags of non-ferrous metallurgy
CA3090332C (en) Methods and apparatuses for aluminum and zinc recovery from dross and metal-rich residues using induction melting
GB2497546A (en) Base Metal Recovery
CA3185251A1 (en) Method for recovering valuable metal
RU2455600C2 (en) Device for extraction of metals or metal compounds from material, containing metal or metal compounds
RU2235258C1 (en) Technogenious material processing electric furnace
VV et al. Recycling of superalloy scrap through electro slag remelting
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
JP2009263737A (en) Method for operating slag cleaning furnace
US3909243A (en) Recovery of both brass and zinc from metallurgical residues by carbon flotation method
RU1704536C (en) Slag processing electric furnace
RU2235255C1 (en) Electroslag remelting furnace
RU2088869C1 (en) Electric furnace for slag processing
SE431792B (en) PUT TO OPERATE A DC LIGHT REAR OVEN
JP5614056B2 (en) Method of operating copper smelting furnace and copper smelting furnace
Schmitz et al. Latest development in recycling production residues employing coreless induction furnaces
RU2236659C1 (en) Unit for processing copper-zinc and lead-zinc materials
JPS60208489A (en) Method for recovering valuable metal from copper slag
RU2368670C2 (en) Method of steel melting in arc steel-making furnace of three-phase current
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: 20111210

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

Effective date: 20140301