SU206607A1

SU206607A1 - MINE MELTING FURNACE

Info

Publication number: SU206607A1
Application number: SU1027571A
Authority: SU
Inventors: П. А. Альбов Г. Л. Фрумин Е. С. Найденов В. Н. Полканов И. Н. Карч Л. Г. Цивлин Н. Д. Понизовский Г. Липовецкий; В. Б. Чаевский
Original assignee: Государственный институт проектированию тракторных заводов; , заводов сельскохоз йственного машиностроени

Description

Известны шахтные печи дл плавки металлов , состо щие из шахты с подогреваюшими устройствами и электропечи, установленной под шахтой и соединенной с ней.Mine furnaces for smelting metals are known, consisting of a shaft with preheating devices and an electric furnace installed under and connected to the shaft.

Описываема печь отличаетс от известной тем, что под шахтой установлен тигель, соединенный в нижней своей части каналами с одной стороны с плавильным каналом индукционного устройства, с другой стороны, с обогреваемым копильником. Канал индукционного устройства имеет вспомогательную летку.The described furnace differs from that known for having a crucible under the shaft, connected in its lower part with channels on the one hand to the melting channel of the induction device, on the other hand, with a heated accumulator. The channel of the induction device has an auxiliary tap.

На фиг. 1 представлена схема печи; на фиг. 2 - разрез печи без копильника; на фиг. 3 - разрез печи без индукционного устройства .FIG. 1 shows a diagram of the furnace; in fig. 2 - furnace section without a digger; in fig. 3 - furnace section without induction device.

В тигле / собственно и происходит расплавление шихты, вследствие чего геометрические размеры кольцевого канала 2 небольшие. Вместе со стальным сердечником 3 канал окружен футеровкой, кожух которой примыкает непосредственно к корпусу тигл 1. Это позвол ет применить дл футеровки канала высокоогнеупорные, высокостойкие и цепные футеровочные материалы, сравнительно легко и просто производить перекладку или ремонт канала и иметь свободный доступ как к каналу, так и к вмонтированному в футеровку канала стальному сердечнику 3 и подковообразному магнитопроводу 4. При такой In the crucible / actually the melting of the charge occurs, as a result of which the geometrical dimensions of the annular channel 2 are small. Together with the steel core 3, the channel is surrounded by lining, the casing of which is adjacent directly to the body of crucible 1. This makes it possible to apply highly refractory, highly resistant and chain lining materials to the channel lining, it is relatively easy and simple to reassemble or repair the channel and have free access as a channel as well as to the steel core 3 and the horseshoe-shaped magnetic conductor mounted in the channel lining 4. With such

конструкции сердечника и замыкающего его магнитопровода рассеивание магнитного пол незначительно и не создает больших потерь .the design of the core and the closing of its magnetic circuit, the dispersion of the magnetic field is insignificant and does not create large losses.

Металл в закрытом канале находитс под значительным гидростатическим давлением уровн расплавленного металла в тигле 1, поэтому удельные мощности подобных печей могут достигать примерно тех же значений, что и дуговых печей, значительно превосход удельные мощности индукционных тигельных печей без сердечника.The metal in the closed channel is under considerable hydrostatic pressure of the level of the molten metal in crucible 1; therefore, the specific powers of such furnaces can reach approximately the same values as arc furnaces, significantly superior to the specific powers of induction crucible furnaces without a core.

Наличие циркул ции высокоразогреваемого металла в кольцевом канале под воздействием электродинамических усилий и тепловых сил обеспечивает циркул цию жидкого металла в нижней части тигл /, благодар чему под воздействием высокоразогретого потока металла из индукционного канала 2 происходит расплавление кусков шихты, непрерывно опускающихс из шахты 5 в плавильное пространство тигл . Только расплавившийс , еше относительно холодный металл под воздействием гидростатического давлени устремл етс в индукционный канал на смену уже разогревшемус . Этим завершаетс весьма интенсивна циркул ци как в канале , так и в нижней части тигл . Наличием циркул ции обеспечиваетс однородностьThe circulation of highly heated metal in the annular channel under the influence of electrodynamic forces and thermal forces ensures the circulation of the liquid metal in the lower part of the crucibles, so that under the influence of the high-temperature metal flow from the induction channel 2 melting of the charge is continuously melting from the shaft 5 into the melting space crucible Only the molten, still relatively cold metal, under the influence of hydrostatic pressure, rushes into the induction channel to replace the already heated melt. This completes a very intensive circulation both in the channel and in the lower part of the crucibles. The presence of circulation ensures uniformity.

сплава и ускор етс сам процесс расплавлени кусков шихты.alloy and accelerates the process of melting the pieces of the mixture.

При плавке чугуна благодар наличию на нодине тигл 1 посто нного расплавленного сло металла высотою пор дка 400-500 мм, канальную индукционную печь с сердечником можно питать непосредственно от низковольтной сети переменного тока 50 периодов. Дл большей надежности работы печи при большой производительности желательно питать печь с помощью трансформатора 6 с секционированной вторичной обмоткой, могуш,ей подавать в индуктор 7 ток напр жением от 80 до 220 б.When smelting iron due to the presence of a constant molten metal layer with a height of about 400-500 mm on a single crucible, a channel induction furnace with a core can be powered directly from a low-voltage AC network of 50 periods. For greater reliability of operation of the furnace with high performance, it is desirable to supply the furnace with the help of a transformer 6 with a sectioned secondary winding, it can be supplied to the inductor 7 with a voltage of 80 to 220 b.

Плавильный тигель / этой печи, при наличии выноса на боковую сторону горизонтального канала, можно выполнить с весьма прочной и жесткой наружной цилиндрической обечайкой , глухим днищем и с толщиной футеровки пор дка до 500 мм. Така конструкци свободно может выдержать большую вертикальную нагрузку на верхний торец тигл и на подину при наличии значительного бокового распора, если загрузку печи вести непосредственно в плавильный тигель 1 с помощью вертикальной шахты 5, расположенной непосредственно над тиглем и опирающейс на его верхний торец. Высота шахты 5 в этом случае может быть выбрана из услови разогрева шихты от холодного состо ни до температуры пор дка 1000°С за врем (примерно 1 час) ее продвижени от завалочного окна 8 до входного сечени в плавильный тигель 1.The melting crucible / of this furnace, if there is an extension to the lateral side of the horizontal channel, can be made with a very strong and rigid outer cylindrical shell, a deaf bottom and with a lining thickness of up to 500 mm. Such a structure can freely withstand a large vertical load on the upper end of the crucible and on the bottom in the presence of significant lateral thrust if the furnace is loaded directly into the melting crucible 1 using a vertical shaft 5 located directly above the crucible and resting on its upper end. The height of the shaft 5 in this case can be selected from the condition of heating the charge from the cold state to a temperature of about 1000 ° C during the time (approximately 1 hour) of its progress from the charging port 8 to the inlet section into the melting crucible 1.

Шахта подогрева шихты 5 в своей нижней части имеет газовые горелки 9, с помощью которых осуществл етс предварительный разогрев шихты до температуры пор дка 1000°С.The preheating shaft of charge 5 has gas burners 9 in its lower part, by means of which the charge is preheated to a temperature of the order of 1000 ° C.

С такой температурой непрерывно опускающийс столб шихты попадает в плавильный тигель. Будучи уже разогретой до температуры 1000°С, шихта опускаетс до подины и попадает в зону плавлени , где куски шихты омываютс циркулирующим потоком высокоразогретой жидкой фазы металла, со значительной скоростью выливающегос из индукционного кольцевого канала 2 под воздействием гидродинамических и электрических сил в плавильную зону тигл 1 через канал 10.With such a temperature, the continuously descending charge column enters the melting crucible. Already heated to a temperature of 1000 ° C, the charge is lowered to the bottom and enters the melting zone, where the charge pieces are washed by the circulating stream of highly heated liquid metal phase, pouring out of the induction ring channel 2 into the melting zone of the crucible 1 at a significant rate through channel 10.

Через канал 11 плав ща с щихта сливаетс в индукционный приемник 12, в котором под воздействием индуктируемого спиралью 13 электромагнитного пол происходит догревание жидкого металла до конечной температуры слива счз1450°С (дл чугуна).Through the channel 11, the melting powder is drained into the induction receiver 12, in which, under the influence of the electromagnetic field induced by the coil 13, the heating of the liquid metal occurs to the final discharge temperature of 1450 ° C (for cast iron).

Высота канала 11 над уровнем подины плавильного тигл / подбираетс таким образом, чтобы объем плав щегос металла не перегревалс выше 1250°С (дл чугуна), а успевал стекать в приемник 12.The height of the channel 11 above the level of the bottom of the melting crucible / is chosen so that the volume of the melting metal does not overheat above 1250 ° C (for cast iron), but has time to drain into the receiver 12.

Приемник 12 может быть выполнен по типу миксера ИЧТМ-6.Receiver 12 can be made as an ICHTM-6 mixer.

выравнивани косинуса ф до величины, близкой к 0,95.align the cosine of f to a value close to 0.95.

Спираль приемника имеет две ступени холостой обмотки дл сообщени приемиику холостого хода при отсутствии отбора жидкого металла.The receiver helix has two idle winding steps to communicate the no-load acceptance in the absence of liquid metal sampling.

Дл обеспечени непрерывности выплавки металла в индукционно-газовой шахтной печи-вагранке непременным условием вл етс To ensure the continuity of metal smelting in an induction-gas shaft furnace-cupola, an indispensable condition is

непрерывность ее снабжени шихтовыми материалами . Количественна подача этих материалов должна отвечать минутной выдаче металла из сливного носка приемника. С этой целью на шихтарном дворе литейного цехаthe continuity of its supply with charge materials. The quantitative supply of these materials should correspond to the minute delivery of metal from the receiver’s toe cap. To this end, in the charge yard of the foundry

должна быть организована площадка дл заготовки шихты, котора снабжена расходным бункером, имеющим весовой иитатель. С помощью такого питател идет непрерывна загрузка подъемника 16, осуществл ющего непрерывную подачу шихты в загрузочное окно шахты.There should be an area for the preparation of the charge, which is equipped with a feed hopper having a weighing factor. Using such a feeder, the lift 16 is continuously loaded, which continuously feeds the charge into the mine loading window.

Размеры кусков шихты при плавке в индукционной тигельной бессердечниковой печи промышленной частоты имеют важное значение . При пуске иечи в работу шихта должна иметь либо размерность условного шара не менее 200 мм в диаметре, либо в печи доллша непрерывно оставатьс дол расплавленного металла, так называемое болото, отвечающееThe dimensions of the charge pieces during smelting in an industrial-frequency induction crucible heartless furnace are important. When starting the operation of the furnace, the mixture should have either the dimension of a conventional ball not less than 200 mm in diameter, or a fraction of the molten metal, the so-called bog, corresponding to

по весу 25-30% емкости тигл . Более мелка шихта может быть расплавлена быстро при наличии в тигле упом нутого болота, или при шихте условной кусковатости 100 мм за счет повышени частоты тока.by weight 25-30% of the capacity of the crucible. The smaller charge can be melted quickly if the crucible contains the mentioned swamp, or when the charge is conditional lumpiness 100 mm by increasing the frequency of the current.

Основной частью печи вл етс плавильноеThe main part of the furnace is the melting

устройство. Две цилиндрические стальныеdevice. Two cylindrical steel

обечайки 17 и 18 с глухим стальным днищемshell 17 and 18 with a deaf steel bottom

оперты на раму.supported on the frame.

В обечайке 17 высотой выложено из высокоогнеупорного кирпича и специальной набивной массы пространство плавильного тигл 1. В обечайке 18 высотой из специальной циркониевой набивной массы выложен кольцевой индукционный канал трапецеидальной формы со средним диаметром. Канал плотно закрыт блоками из такой же набивной массы, засыпан кварцевым песком и ирикрыт сверху съемными стальными листами, съем которых дает легкий доступ к каналу дл его ремонта .In the shell 17 with a height lined of high-refractory bricks and a special ramming mass, the space of the melting crucible is 1. In the shell 18 with a height of special zirconium ramming mass, a trapezoidal shaped annular channel with an average diameter is laid out. The channel is tightly closed with blocks of the same ramming mass, covered with quartz sand and erected on top with removable steel sheets, the removal of which gives easy access to the channel for its repair.

По центру обечайки 18 и канала 2 имеетс отверстие, в которое пропущен стальной сердечник . По изол ции на стальном сердечнике 3 намотана водоохлаждаема спираль индуктора 7. Сердечник с обеих концов замыкаетс подковообразным магнитопроводом 4, укрепленным специальными шарнирными хомутами к опорной металлоконструкции печной установки. В нижней части сердечника 5 имеетс специальное вентил торное устройство 19 дл вентил ции и воздушного охлаждени сердечника.In the center of the shell 18 and channel 2 there is a hole into which the steel core is passed. On the insulation on the steel core 3, the coil of the inductor 7 is wound with a water-cooled coil. At both ends, the core is closed by a horseshoe-shaped magnetic circuit 4, reinforced with special hinge clamps to the supporting metalwork of the furnace installation. In the lower part of the core 5 there is a special fan device 19 for ventilation and air cooling of the core.

расположен ПО уровню несколько ниже подины тигл , так что при нужде весь металл может быть спущен как из тигл , так и из канала через вспомогательную летку 20, котора при нормальном ходе плавки плотно заделана огнеупорной пробкой.is located at a level slightly lower than the bottom of the crucible, so that when needed, all the metal can be lowered both from the crucible and from the channel through the auxiliary tap-hole 20, which is tightly sealed with a refractory stopper during normal smelting.

В канале создаетс интенсивна циркул ци металла, вызываема электромагнитными и тепловыми силами. Эта циркул ци сильно ускор ет процесс плавки и обеспечивает однородность сплава. Угар металла в канальной печи при плавке ниже, чем в какой-либо другой индукционной печи.The channel creates intense metal circulation caused by electromagnetic and thermal forces. This circulation greatly accelerates the melting process and ensures the uniformity of the alloy. Metal waste in the channel furnace during smelting is lower than in any other induction furnace.

Из кольцевого пространства с помощью кол:;-н 21 и кранов 22 воздух подаетс с помощью магистрального кольцевого трубопровода 23, уложенного на горелочных коробках. От этого трубопровода к каждой горелке даны ответвлени с индивидуальными краниками .From the annular space by means of a stake:; - n 21 and taps 22 air is supplied by means of a main annular conduit 23 laid on the burner boxes. From this pipeline to each burner are given branches with individual faucets.

Как подача воздуха в коробку 24, так и газа в кольцевую магистраль 23 автоматически регулируютс в зависимости от температуры жидкого чугуна, сливающегос через канал и в приемник 12.Both the air supply to the box 24 and the gas to the ring line 23 are automatically controlled depending on the temperature of the liquid iron that is poured through the channel and into the receiver 12.

Туннельные блоки выполн ютс нз наиболее термостойкой огнеупорной набивочной массы, а в местах выхода в щахту защищены амбразурами 25, выложенными карборундовыми кирпичами.The tunnel blocks are made of the most heat-resistant refractory gasket and, at the exit points, are protected by embrasures 25 lined with carborundum bricks.

Туннельные горелки имеют специальные электрические запальные свечи.Tunnel burners have a special electric spark plugs.

Нижний торец шахты 5 ложитс на верхний торец плавильного тигл / на глинистой подмазке .The lower end of the shaft 5 lies on the upper end of the melting crucible / on the clay lubricant.

Дл ремонта тигл и шахты предусматриваетс возможность откатки шахты в сторону с помощью специальной тележки 26 и подкрановых путей 27.To repair the crucible and the shaft, it is possible to haul the shaft to the side with the help of a special trolley 26 and crane runways 27.

Тележка перемещаетс с помощью приводного механизма 28.The cart is moved by the drive mechanism 28.

Чтобы откатить щахту, необходимо ее предварительно приподн ть над плоскостью соединени на 40-50 мм. Дл этого в углах тележки 26 встроены стальные литые корпуса 29, в которых расточены цилиндрические гнезда дл гидравлических поршней подъемного устройства.In order to roll back the paddle, it is necessary to lift it preliminarily over the joint plane by 40-50 mm. For this purpose, in the corners of the carriage 26, steel cast housings 29 are embedded, in which cylindrical slots for the hydraulic pistons of the lifting device are bored.

Корпус шахты имеет четыре лапы 30, с помощью которых он опираетс на поршни, установленные в корпусах 29 тележки. В эти корпуса под поршни подаетс давление пор дка 25 ати, что и приподнимает шахту над плоскостью А-А. Давление подаетс от маслонасосной установки, обслуживающей также поворот приемника 12.The shaft body has four legs 30, with which it rests on the pistons mounted in the carriages 29 of the carriage. In these cases, under the pistons, pressure is supplied in the order of 25 MPa, which raises the shaft above plane AA. The pressure is supplied from an oil pump installation serving also the rotation of the receiver 12.

Над верхним отверстием шахты 5 смонтирован выт жной колпак 31 с дымовой трубой, в .который удал ютс продукты сгорани . Нижн часть колпака имеет противовесы и пневмоцилиндр, с помошью которых колпак может слегка приподниматьс над шахтой и позвол ет пропустить под собою шахту при ее откатке. На фигурах этот механизм не показан . Но обеим сторонам приемника изображены два гидравлических цилиндра 32 дл поворачивани миксера при необходимости его опорожнени . Нормально приемник работает без поворачивани . Жидкий металл на заливку форм выдаетс через сливной носок 33.A hood with a chimney 31, into which the combustion products are removed, is mounted above the upper opening of the shaft 5. The lower part of the cap has counterweights and a pneumatic cylinder, with the help of which the cap can slightly lift over the shaft and allows the shaft to pass under it when it is rolled. In the figures, this mechanism is not shown. But both sides of the receiver are depicted with two hydraulic cylinders 32 for turning the mixer if necessary to empty it. Normally the receiver works without turning. Liquid metal is poured into the mold through the drain sock 33.

Заливка металла в приемник-миксер производитс через основной носок 34, расположенный несколько выше сливного носка 33. Между каналом 11 плавильного тигл и приемным носком 34 миксера вставлен промежуточный убирающийс лоток 35. Нри наклоне приемника-миксера этот лоток убираетс .The metal is poured into the mixer-mixer through the main sock 34, located slightly above the drain sock 33. An intermediate cleaning tray 35 is inserted between the melting crucible channel 11 and the mixer receiving sock 34 of the mixer. When the receiver-mixer is tilted, this tray is removed.

Нриемник-миксер может быть упрощен и выполнен стационарным, без поворота. В этом случае в нижней его части нужно предусмотреть дополнительную летку дл слива металла при опорожнении приемника.The mixer can be simplified and made stationary, without turning. In this case, in the lower part of it, it is necessary to provide an additional tap for the discharge of the metal when emptying the receiver.

Носкольку в приемник в одной части его зеркала сливаетс еще недогретый металл, а в соседней части зеркала происходит его слив в расходный ковш, в приемнике 72 предусматриваетс специальна разделительна перегородка , преп тствующа попаданию недогретого металла в слив. Нри наличии этой перегородки в слив может попасть только металл , прошедший перемешивание и догрев в приемнике..In the receiver, in one part of its mirror, the still submerged metal is drained, and in the adjacent part of the mirror, it is drained into the consumable bucket, and in the receiver 72 a special dividing partition is provided to prevent the submerged metal from entering the drain. If this partition is present, only metal that has passed the mixing and reheating in the receiver can get into the drain.

На уровне зеркала металла в приемникеAt the level of the metal mirror in the receiver

устроено спускное отверстие дл скачивани a discharge hole is arranged to download

шлака. Нерегородка преп тствует попаданиюslag. Unclosed side prevents entry

шлака в готовый жидкий металл, сливаемыйslag in the finished liquid metal, drained

в расходный ковш.in consumable bucket.

Нерегородка может быть сделана из плавленного магнезита или алунда с температурой плавлени 2050°С.The non-city can be made from fused magnesite or alundum with a melting point of 2050 ° C.

Нриемник-миксер 12 в течение всего време ни плавки плотно закрыт. Этим предупре даютс большие потери тепла излучением. The mixer-mixer 12 is tightly closed throughout the entire smelting period. This prevents large heat losses due to radiation.

Нредмет изобретени Nredmet of the invention

Claims

1. Mine furnace for continuous smelting of iron, steel and non-ferrous metals,

including a shaft for supplying the charge, with burners for heating it to 1000 ° C, characterized in that, in order to increase the productivity of the furnace while improving the quality of the metal and to ensure the versatility of the unit during continuous output, a crucible connected to it is installed, communicating in the lower part of the channels, on the one hand, with the channel of the induction melting device, and on the other hand, with a heated accumulator, for example, an induction melter.

2. The shaft smelting furnace according to claim 1, wherein the channel of the induction melting device is made with an auxiliary tap.

3. The shaft melting furnace according to claim 1, characterized in that the channel connecting the crucible with the hopper is located at a higher level than the channel connecting the crucible

№00 - / ffffffS

206607