Изобретение относитс к конструкции электротермических печей дл выплавки металлов. Известно устройство дл загрузки шихты в открытую печь, содержащее два концентрических кольца, причем нарз кное кольцо вьшолнено конически и установлено своей узкой частью на верхний торец ванны или кожуха печи. Диаметр внутреннего кольца, присоединенного ребрами к наружному коническому кольцу, меньше внутреннего диаметра ванны печи на величину, необход1-шую дл беспреп тственного просыпани шихты в зазор, образованный между зтими кольцами. Удаление газов идет через центральную часть печи. Недостатком данного устройства в л етс то, что оно не обеспечивает подачу шихты в центр печи, а шихтой, загружаемой только периферийно, создаютс столь высокие давлени на . электроды, что последние прогибаютс к центру печи о Целью изобретени вл етс подача шихты в центр печи без ввода трубопроводов в пространство между электродами , а отвод газов из центра печи Цель достигаетс тем, что печь снабжена газозаборной камерой, .имеющей в поперечном сечении форму трилистника , в контурах которого расположены электроды, а в местах сопр же ни лепестков вьтолнены проемы дл загрузки шихты, высота которых равна произведению (1-1,5) диаметра электрода на тангенс угла естественного откоса шихты. За счёт формы газозаборной камеры и устройства в них специальных проемов обеспечиваетс равномерное распределение шихты вокруг электродов и стабильность вертикального положени последних. Свод печи и в особенности ее центральна часть, требующа интенсивного охлаждени и часто выход ща из стро , практически оказываетс замененной газозаборной камерой не требующей сложной охладительной системы, что приводит к резкому сокращению расхода воды, требуемой дл охлаждени свода печи в целом. Дл заполнени центра печи шихтой и обеспечени уравновешивани давлени шихты на электроды со всех сторон газозаборной камеры придан вид трилистника , сопр жени которого проход т ближе к центру печи и дополнистему .The invention relates to the design of electrothermal furnaces for smelting metals. A device for loading the charge into an open furnace, containing two concentric rings, is known, the addictive ring being conical and mounted with its narrow part on the upper end of the bath or furnace shell. The diameter of the inner ring, which is attached by ribs to the outer conical ring, is smaller than the inner diameter of the furnace bath by an amount that is necessary for the charge to freely fall into the gap formed between these rings. Gas removal goes through the central part of the furnace. The disadvantage of this device is that it does not supply the charge to the center of the furnace, and the charge, which is loaded only peripherally, creates such high pressures on. electrodes that last bend to the center of the furnace. The aim of the invention is to feed the charge into the center of the furnace without introducing pipelines into the space between the electrodes, and to discharge gases from the center of the furnace. The purpose of the furnace is to have a gas intake chamber that has a trefoil shape in cross section, in the contours of which electrodes are located, and in the places where the petals meet, there are holes for loading the charge, the height of which is equal to the product (1-1.5) of the electrode diameter and the tangent of the angle of repose of the charge. Due to the shape of the gas intake chamber and the arrangement of special openings in them, the charge is uniformly distributed around the electrodes and the stability of the vertical position of the latter is ensured. The furnace roof and, in particular, its central part, which requires intensive cooling and often fails, is practically replaced by a gas intake chamber that does not require a complex cooling system, which leads to a drastic reduction in the water consumption required to cool the furnace arch as a whole. To fill the furnace center with the charge and ensure that the pressure of the charge on the electrodes is balanced on all sides of the gas intake chamber, a trefoil is attached, the interface of which passes closer to the center of the furnace and further.
На фиг.1 схематично изображена печь с установленным на ней предлагаемым устройством дл загрузки шихты тельно в этих местах выполнены проемы , Высота проема в местах сопр жени зависит от угла естественлепестков ного откоса шихты и, чем больше этот угол, тем больше высота .проема. Рассто ние от центра печи до проема должно равн тьс диаметру электрода, тогда высота проема () составит пр эл tp,ot, где ci - угол естест венного откоса шихты и может колебатьс от 35 до 45. Например, дл шихты углеродистого ферромарганца бесфлюсовой плавки 37,2. Дл предотвращени просачивани газа через шихту, загружаемую по периферии печи, высота шихты в воронке должна обеспечивать аэродинамическое сопротивление газам, вдвое превьшающим давление газов в гаэозаборной камере, т.е. высота сло шихты в воронке над проемом должна равн тьс (0,5-1,5}Н проема , Технологически необходимо стенку газозаборной камеры максимально приблизить к электроду. При этом между стенкой камеры и электрододержател ми должно быть достаточное рассто ние дл свободного прохождени газов и преп тствовани проникновению их за камеру. Минимальна величина этого рассто ни равн етс 100 мм на сторону. С другой стороны диаметр лепестка Т) f зависит от диаметра электрододержател d. Примен емые в насто щее врем на открытых или закрытых печах диаметры электрододержател составл ют 26,. Таким образом, D (1,4 - 2,0)d., + 200. Газозаборна камера, имеюща в поперечном сечении форму трилистника, служит как дл наиболее оптимального распределени шихты вокруг электродов , так и дл эффективного улавливани реакционных газов непосредственно над реакционной зоной. Отвод реакционных газов производитс через газоотвод щее устройство, установленное над газозаборной камерой центрально между электродами и отвод щее газ в газоочистительную сии отвода реакционных газов, вгщ свер ху, на фиг.2 - разрез А-А фиг.1; на фиг.З - разрез Б-Б фиг.1. Кругла печь 1 имеет кожух 2, футеровку 3 и газозаборную камеру 4, присоединенную с боков к опорным реб рам 5, а сверху подвешенную к перекрытию цеха стальными т гами. Печь снабжена трем электродами 6 с уплотнител ми 7 мест прохода электродов в газозаборную камеру 4, кото рые могут быть любой известной конструкции , В центре печи установлена вохоохлаждаема разборна газозаборна камера 4, охватывающа и огибающа электроды 6 и имеюща в плане форму трилистника. Газозаборна камера 4 служит дл улавливани реакционных газов и равномерного распределени шихты вокруг электродов 6. По периметру к кожуху 2 печи 1 прикреплена воронка 8 известной конструкции . Шихта подаетс в пространство между воронкой 8 и газозаборной камерой 4 либо шихтовыми трубопроводами 9, либо шихтометательными машинами известных типов. Газообразна камера 4, как уже указывалось в плане, имеет форму три листника. Така форма камеры позвол ет осуществить загрузку шихты в цент печи без ввода шихтовых трубопроводо в газозаборную камеру. Дл более пол ноге заполнени шихтой центра печи, т.е. пространства между электродами в стенках камеры 4 на участке между смежными электродами, т.е. в местах сопр жени лепестков трилистника вырезаны проемы 10 (см. фиг,2, 3). В данном случае три проема. Высота проема зависит от угла естественного откоса проплавл емой шихты. Проемы 10 позвол ют осуществить также подачу шихты ближе к противоположному электроду и тем самым обес печить уравновешивание давлени шихты на электроды. Благопри тное расположение шихты вокруг электродов обеспечивает стабильное вертикальное положение электродов и работу печи в нужном технологическом и электрическом режимах. Газозаборна камера в крьш1ке 11 центрально между электродами имеет отверстие 12, над которым установлен газоотвод щее устройстгво 13, Дл осуществлени очистки пыли, осевшей на внутренних стенках газоотвод щего устройства 13, на нем сверху, центрально между электродами, установлено пылеочистительное средство 14, Это средство включает в себ кольцо 15, установленное с возможностью перемещени вверх и вниз со скольжением по внутренней поверхности цилинцра устройства 13, Дл указанного перемещени кольца 15 имеетс привод, образованный цилиндром 16, Цилиндр 16 имеет поршень 17, установленньй на штоке 18 в полости цилиндра 16. Над- поршневое и подпоршневое пространства 19 и 20 соответственно соединены ; источником сжатого газа. Средство 14 в крьш1ку 21 газоотвод щего устзойства 13 упираетс ножками 22, На выступающем из цилиндра 16 торце штока 18 закреплено кольцо 15, служащее скребком дл удалени пыли и ч сбрасывани ее в пространство С, и на колошник. Дл обеспечени герметичности штока в зоне выхода из цишлндра 16 и входа в крьшжу 21 имеютс уплотнени 23 и 24. В камере 4 установлен датчик 25 давлени газа,, вырабатывающий сигнал управлени источнику сжатого газа дл подачи сжатого газа на перемещение кольца-скреб-. ка 15. При подаче сжатого газа в пространство 19 происходит движение поршн 17 в цилиндре 16, штока 18 и под-, вижного кольца 15 вниз. При этом подвижное кольцо l5 очищает пыль с внутренней поверхности цилиндра газоотвод щего устройства 13 и прочищает отверстие 12, через которое реакционные газы поступают в пространство Д, На фиг,2 и 3 пунктирными лини ми показано крайне нижнее положение подвижного кольца 15, штока 18 и поршн 17, При подаче сжатого газа в пространство 20 происходит движение поршн 17, штока 18 и подвижного кольца 15 вверх, чем осуществл етс открытие отверсти 12 дл свободного прохода реакционных газов в прочищенное пространство Д и затем посредством трубопровода 26 в газоочистительную систему. Опускание кольца происходит автоматически при превьш1е(гии давлени газов в пространстве С вьпие заданного , регистрируемого датчиком 25, Процесс загрузки шихты с помощью предлагаемого устройства осуществл етс следующим образом. Шихта трубопроводами 9 или шихтометательными машинами загружаетс в пространство между воронкой 8 и наружной поверхностью газозаборной камерой 4, откуда она самотеком поступает в ванну печи. Загрузка шихты в центральную часть печи, т.е. пространство между электродами осуществ- л етс благодар особой форме газоза борной камеры 4 и проемам 10, выполненным в стенке камеры 4 на участках между смежными электродами, что такж позвол ет обеспечить стабильность вертикального положени электродов и равномерное распределение шихты вокруг них. Уровень колошника в периферийной части ванны печи выше уровн в центр печи, что создает большое аэродинами ческое сопротивление реакционным газам и преп тствует просачиванию их через шихту, наход щуюс в пространстве между воронкой 8 и наружной поверхностью стен газозаборной камеры 4, В этих услови х, в особенности в услови х принудительного отсоса реак ционных газов, газозаборна камера 4 имеюща в плане форму трилистника, огибающего все электродь, обеспечиваFigure 1 is a schematic representation of a furnace with the proposed device for loading the charge loaded on it in these places, the openings are made, The height of the opening in the places of the coupling depends on the angle of the natural-petal slope of the charge and, the greater this angle, the greater the height. The distance from the center of the furnace to the opening should be equal to the diameter of the electrode, then the height of the opening () will be forward el tp, ot, where ci is the angle of the natural slope of the charge and can vary from 35 to 45. For example, for a mixture of carbon ferromanganese flux-free melting 37 , 2. To prevent gas from percolating through the charge loaded at the periphery of the furnace, the height of the charge in the funnel should provide aerodynamic resistance to gases twice the pressure of gases in the gas intake chamber, i.e. The height of the charge layer in the funnel above the opening should be equal to (0.5-1.5} H opening. Technologically, the gas intake chamber wall should be as close as possible to the electrode. At the same time, there should be a sufficient distance between the chamber wall and the electrode holders and preventing them from penetrating beyond the chamber. The minimum value of this distance is 100 mm per side. On the other hand, the diameter of the lobe T) f depends on the diameter of the electrode holder d. The diameters of the electrode holder currently used in open or closed furnaces are 26 ,. Thus, D (1,4 - 2,0) d., + 200. The gas intake chamber, having a trefoil shape in cross section, serves both for the most optimal distribution of the charge around the electrodes, and for efficient trapping of the reaction gases directly above the reaction zone. . The removal of the reaction gases is carried out through a gas exhaust device installed above the gas sampling chamber centrally between the electrodes and the exhaust gas into the gas cleaning section of the exhaust gas of the reaction gases, above, in section 2 - section A-A of figure 1; on fig.Z - section bb of figure 1. The round furnace 1 has a casing 2, a lining 3 and a gas intake chamber 4, which is attached laterally to the supporting ribs 5, and suspended from the top by a steel rod to the ceiling of the shop. The furnace is equipped with three electrodes 6 with seals 7 places of passage of the electrodes into the gas intake chamber 4, which can be of any known construction. In the center of the furnace there is a cooled gassed gas collecting chamber 4, which encloses and envelopes the electrodes and has a trefoil shape in plan. The gas intake chamber 4 serves to trap the reaction gases and to evenly distribute the charge around the electrodes 6. A funnel 8 of a known construction is attached to the casing 2 of the furnace 1 along the perimeter. The mixture is fed into the space between the funnel 8 and the gas intake chamber 4 either by charge pipelines 9 or by blending machines of known types. The gaseous chamber 4, as already indicated in the plan, has the form of three leaflets. This chamber shape allows the charge to be loaded into the furnace center without introducing the charge pipelines into the gas intake chamber. For more than half a foot, filling the furnace with the furnace center, i.e. the space between the electrodes in the walls of the chamber 4 in the area between adjacent electrodes, i.e. in the places of conjugation of the trefoil petals, openings 10 are cut out (see figs. 2, 3). In this case, three openings. The height of the opening depends on the angle of repose of the melted mixture. The openings 10 also allow the charge to be delivered closer to the opposite electrode and thereby to balance the charge pressure on the electrodes. The favorable location of the charge around the electrodes ensures a stable vertical position of the electrodes and the operation of the furnace in the required technological and electrical modes. The gas intake chamber in Kryshka 11, centrally between the electrodes, has an opening 12, over which a gas outlet device 13 is installed. To clean the dust deposited on the inner walls of the gas outlet device 13, on top of it, centrally between the electrodes, a dust cleaner 14 is installed, This tool includes The ring 15 is mounted to move up and down with sliding along the inner surface of the cylinder of the device 13. For the indicated movement of the ring 15 there is an actuator formed by the cylinder core 16, cylinder 16 has a piston 17 installed on the rod 18 in the cavity of cylinder 16. The over-piston and sub-piston spaces 19 and 20 are respectively connected; source of compressed gas. The tool 14 is attached to the collar 21 of the venting device 13 by the legs 22. A ring 15 is attached to the end of the stem 18 protruding from the cylinder 16, which serves as a scraper for removing dust and dropping it into space C, and on the top. To ensure the tightness of the stem in the exit zone of the cischldr 16 and the entrance to the bolt 21, there are seals 23 and 24. In the chamber 4 a gas pressure sensor 25 is installed, which generates a control signal for a source of compressed gas to supply compressed gas to move the scrub ring. 15. When the compressed gas is supplied to the space 19, the piston 17 moves in the cylinder 16, the rod 18 and the submovable ring 15 down. In this case, the movable ring L5 cleans dust from the inner surface of the cylinder of the gas discharge device 13 and cleans the hole 12 through which the reaction gases enter space D, Figs 2 and 3 with dashed lines show the extremely lower position of the movable ring 15, rod 18 and the piston 17. When the compressed gas is supplied to the space 20, the piston 17, the rod 18 and the movable ring 15 move upwards, opening the opening 12 for the free passage of the reaction gases into the cleaned space D and then water 26 into the scrubber system. The lowering of the ring occurs automatically when the pressure of the gases in the space C is exceeded, given by the sensor 25. The process of loading the charge using the proposed device is carried out as follows: The mixture is loaded into the space between the funnel 8 and the outer surface of the gas sampling chamber 4 from where it flows by gravity into the furnace bath.The charge is loaded into the central part of the furnace, i.e. the space between the electrodes is due to the special form of boron chamber 4 and openings 10, made in the wall of chamber 4 in the areas between adjacent electrodes, which also ensures the stability of the vertical position of the electrodes and uniform distribution of the charge around them.The top temperature in the peripheral part of the furnace bath is higher than the center of the furnace, which creates the large aerodynamic resistance of the reaction gases and prevents them from seeping through the mixture in the space between the funnel 8 and the outer surface of the walls of the gas intake chamber 4, Under these conditions, in particular in conditions of forced suction of reactive gases, the gas intake chamber 4 has a trefoil shape in plan, enveloping the entire electrode, providing
ет практически полное улавливание реакционных газов. Процесс плавки происходит как обычно . При отложении значительного количества пыли в пространстве Д что отражаетс на давление газов в пространстве с, датчик 25 вьфабатывает сигнал, привод щий в действие источник сжатого газа дл перемещени кольца 15, В результате этого без прекращени плавки происходит автоматическа очистка пространства Д от пыли. Описанное выше устройство не требует коренной перестройки уже существующих печей и может быть легко приспособлено дл них. Дл этого достаточно сн ть существующий свод, если он установлен прикрепить к кожуху 2 печи i ворокку 8 с опорными ребрами 5. К ребрам 5 прикрепить по част м разборную водеохлаждаемую газозаборную камеру 4 с за;хватом всех электродов 6 и подвесить ее к цеховому перекрытию. Уплотнители электродов могут быть любых типов. Предлагаемое устройство позволит вести процесс выплавки кремнистых и других ферросплавов в закрытом режиме работы печи, повысить ее полезную мощность и производительностьem almost complete capture of the reaction gases. The smelting process takes place as usual. When a significant amount of dust is deposited in the space D, which is reflected in the gas pressure in space C, the sensor 25 releases the signal that drives the source of compressed gas to move the ring 15. As a result, the space D is automatically cleaned of dust without stopping melting. The device described above does not require a radical reorganization of already existing furnaces and can be easily adapted for them. To do this, it is enough to remove the existing arch, if it is installed to attach to the casing 2 of the furnace i Vorokku 8 with supporting ribs 5. Attach to the ribs 5 partially collapsible water-cooled gas sampling chamber 4 with the grip of all electrodes 6 and hang it to the shop floor. Electrode seals can be of any type. The proposed device will allow the process of smelting silicon and other ferroalloys in the closed mode of the furnace, to increase its useful capacity and performance