SU926477A1 - Плазменна плавильна печь - Google Patents

Description

Изобретение относится к плавильным печам, в частности к плазменной плавильной печи для непрерывной плавки металлов, в особенности, для расплавления подготовленного легкого металлолома, в

Известно плазменное плавильное устройство для непрерывной плавки металлов, у которого процесс нагревания и плавки, а также последующая затем стадия процесса происходит в двух или нескольких Ю связанных друг с другом плавильных сосудах. Сосуд для первичной плавки и один или несколько последующих сосудов для вторичной плавки соединяются Друг с Другом одним или несколькими соединительными 15 каналами. Эти сосуды выполнены таким образом, что они могут опрокидываться вокруг своей вертикальной оси. , Плавильные сосуды, также как и соединительные каналы, могут быть оборудо- 20 ваны одним или несколькими противоэлек— тродами. Сосуд для первичной плавки сочащей известным загрузочным механизмом, □неположенным на крышке плавильного созуда или сбоку от него. Далее, известна 25 многокамерная плазменная индукционная плавильная печь с разъемной, герметично закрывающейся крышкой, у которой геометрия плазменных плавильных камер согласована с отдачей энергии плазменной дуги, причем плазмотрон расположен под углом к поверхности расплавляемого материала или же в нише стенки индукционной плавильной камеры. Плазменные, и ин- Аукционные плавильные камеры связаны каналом и опрокидываются вместе или по-отдельности.

Известна также плазменная плавильная печь, у которой плазмотроны .расположены под твердой поверхностью расплавляемого материала, отличается тем, что металлоприемник в печи состоит по меньшей мере из двух , образующих один блок, рабочих пространств печи, имеющих различную конструкцию. Плазматроны расположены под соответствующим углом к оси печи в ее нишах. Кроме того, части металлоприемника в печи опрокидываются или опорожняются по-отдельности или совместно, а крышка металлоприем ника оснащена загрузочным устройством. В одной из принципиальных конструкций этого металлоприемника для сбора расплавленного металла одна или несколько рабочих камер дополнительно связаны через несколько отверстий с плавильной печью.

Эти типы печей имеют соответствующий дополнительный обогрев.

Однако на основании того, что пла— вильные устройства состоят из нескольких связанных между собой плавильных сосудов, ограничивается гибкость технологии процесса плавки, хотя работа в про-₍₅ цессе плавки требует, чтобы расплавленный меть л л или же разливался немедленно по окончаний процесса плавки, или подводился к устройству обработки переплавкой и/или к смесителю для получения необходимого сплава.

Недостаток известных плавильных устройств состоит также в том, что при необходимости больших высот засыпки скрапа, соответствующих порядку величины длины плазменной дуги, стабильное горение плазменной дуги в засыпке скрапа не достигается. Плазменная дуга горит лишь очень неустойчиво и часто выдувается под воздействием дутья собственного магнитного поля. Наконец, следующий недостаток известных плазменных плавильных устройств для непрерывной плавки металлов состоит в том, что у них нет устройств, препятствующих попаданию в расплавленный металл таких примесей, как влага, масло, загрязнения и т.д., прилипающих к скрапу. Из-за этих примесей качество расплавленного металла сильно понижается.

Цель изобретения - создание плазмен- ⁴⁰ ной плавильной печи, с помощью которой можно было бы увеличить выход по металлу, одновременно улучшая качество расплавленного металла.

Цель изобретения состоит также в том, чтобы создать плазменное плавильное устройство для плавки металлов, в особенности, для плавки подготовленного легкого металлолома, состоящего из одного плавильного сосу да,соответствующего особенностям состава расплавляемого материала и режиму расплавления плазменной дуги, обеспечивающего оптимальный ввод энергии в расплавленный металл, и одновременно уменьшающего до минимума попадание в расплавленный металл примесей, имеющихся на загружаемом скрапе.

Цель достигается тем, что одна или несколько плазменных горелок с переходными плазменными дугами располагаются таким образом, чтобы основания перпендикуляров одной или нескольких плазменных дут находились бы в пределах перехода насыпного конуса скрапа в зумпф печи. Они располагаются вертикально или с наклоном продольной оси под углом от О до 60° к вертикали. При применении нескольких плазменных горелок в целях обеспечения подвижности расплава, необходимой для дальнейшего повышения : скорости расплавления и уменьшения больших перепадов температуры, эти плазменные горелки располагаются вертикально или под углом от О до 60° на поперечной оси плазменной печи. Для достижения равномерной температуры металла в зумпфе печи и повышения скорости расплавления, непосредственно под основанием перпендикуляра' одной или нескольких плазменных дуг расположена электромагнитная мешалка. Передача энергии на применяемый материал происходит в результате излучения колонки плазменной дуги на насыпной конус скрапа, в результате проводимости и конвекции в области основания плазменной дуги на зумпф печи, в результате конвекции сильно нагретого жидкого зумпфа печи из пределов основания перпендикуляра плазменной дуги в насыпной конус скрапа с помощью электромагнитной мешалки и конвекции плазменного газа при засыпке скрапа в насыпной конус и в шахту. Отношение высоты шахты Н к диаметру шахты В известной шахты, насаживаемой на известный, выполненный в виде ванны, металлоприемник в печи, больше или равно единице.

На фиг. 1 представлена плавильная печь, продольное сечение; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - сечение Б-Б плазменной печи.

Плазменная печь состоит из выполненного в виде ванны металлоприемника 1 с насаженной на него вертикально или с небольшим наклоном относительно вертикали, шахтой 2. Отношение высоты шахты к диаметру, шахты D бспьше или равно единице.

Плазменная плавильная печь загружается непрерывно или квазинепрерывно предназначенным для. плавки материалом 4 с помощью герметичного загрузочного устройства 3, расположенного на верхнем конце шахты 2. Насыпной конус скрапа 5, образующийся в рабочем пространстве печи, переходит в зумпф печи 6. Одна ч

926477 6 или несколько плазменных горелок 7 расположены таким образом, чтобы одно или несколько оснований перпендикуляров одной или нескольких плазменных дуг 8 находились бы в пределах перехода на- $ сыпного конуса скрапа 5 в зумпф печи 6. Тем самым обеспечивается небольшая высота засыпки скрапа в непосредственной близости от плазменной дуги и достигается спокойное и устойчивое горе- щ ние плазменных дуг 8. Плазменные горелки 7 расположены вертикально или с наклоном продольной оси под углом oL от О до 60° к вертикали.

Как показано на фиг. 2, при приме- ₁₅ нении нескольких плазменных горелок 7 они располагаются под углом dL от О до 60° к вертикали на поперечной оси И, согласно фиг. 3, под углом cLot О до 90° к. продольной оси плазменной пла- ₂о в ильной печи. Благодаря наклонному расположению плазменных горелок 8 достигается подвижность расплава, обеспечивающая повышение скорости расплавления и уменьшение перепада температур в ₂₅ зумпфе печи 6. ·

Для достижения равномерной температуры металла в зумпфе печи 6 и повышения скорости расплавления Непосредственно под основанием одной или нес— ₃₀ кольких плазменных дуг 8 в пределах зумпфа печи 6 предусмотрена электромаг— . нитная мешалка 9. Плазменный газ 10, проходящий сквозь засыпку скрапа, принимается на верхнем конце шахты 2 под герметичным разгрузочным устройством 3 и подводится к газоохладителю 11, в результате чего поступающие вместе с газом примеси , такие как масло и вода, выделяются, в то время, такие примеси, как пыль, вследствие высокой скорости потока осаждаются в центробежном пылеотделителе (циклоне) 12. Очищенный отходящий газ 13 выпускается без загрязнения окружающей среды, в атмосФеру.

Расплавленный металл выпускается непрерывно через герметичное относительно рабочего пространства печи переливное устройство 14 или с перерывами в целях дальнейшей обработки с помощью ³⁰ электромагнитного транспортного лотка 15

Claims (4)

1. 39 ннка оснащена загрузочным устройством. В одаой иэ принципиальных конструкций этого металлоприемника дл  сбора расплавленного металла одна или несколько рабочих камер дополнительно св заны через несколько отверстий с плавильной печью. Эти типы печей имеют соответствующ дополнительный обогрев. Однако на основании того, что пла- вильные устройства состо т из нескольких св занных между собой плавильных сосудов, ограничиваетс  гибкость технологии процесса плавки, хот  работа в пр цессе плавки требует, чтобы расплавленный металл или же разливалс  немедленно по окончании процесса плавки, или подводилс  к устройству обработки переплавкой и/или к смесителю дл  получени необходимого сплава. Недостаток известных плавильных уст ройств СОСТОИТ также в том, что при необходимости больших высот засыпки скра па, соответствующих пор дку величины длины плазменной дуги, стабильное горение плазменной дуги в засыпке скрапа не достигаетс . Плазменна  дуга горит лиш очень неустойчиво и часто выдуваетс  под воздействием дуть  собственного маг нитного пол . Наконец, следующий недостаток известных плазменных плавильных устройств дл  непрерывной плабки металлов состоит в том, что у них нет устройств , преп тствующих попаданию в расплавленньШ металл таких примесей, как влага, масло, загр знени  и т.д., прилипающих к скрапу. Из-за этих примесей качество засппавленного металла сильно понижаетс . Цель изобретени  - создание плазменной плавильной печи, с помощью которой можно бьто бы увеличить выход по металлу , одновременно улучша  качество расплавленного металла. Цель изобретени  состоит также в том чтобы создать плазменное плавильное устройство дл  плавки металлов, в особенности , дл  плавки подготовленного легкого металлолома, состо щего из оДгкого плавильного сосу да,сротвегствующег0 особенност м состава расплавл емого ма териала и режиму расплавлени  плазменной дуги, обеспечивающего оптимальный ввод энергии в расплавленный металл, и одновременно.уменьшающего до минимума попадание в расплавленный металл примесей, имеющихс  на загружаемом скрапе. 74 Цель Достигаетс  тем, что одна или несколько плазменных горелок с переходными плазменными дугами располагаютс  таким образом, чтобы основани  перпендикул ров одной или нескольких плазменных дуг находились бы в пределах перехода насыпного конуса скрапа в зумпф печи. Они располагаютс  вертикально или с наклоном продольной оси под углом от О до 60° .к вертикали. При применении нескольких плазменных горелок в цел х обеспечени  подвижности расплава, необходимой дл  дальнейшего повьпиени  скорости расплавлени  и уменьщени  больших перепадов температуры, эти плазменные горелки располагаюачз  вертикально или под углом от О до бО на поперечной оси плазменной печи. Дл  достижени  равномерной температуры металла в зумпфе печи и повышени  скорости расплавлени , непосредственно под основанием перпендикул ра одной или нескольких плазменных дуг расположена электромагнитна  мешалка. Передача энергии на примен емый материал происходит в результате излучени  колс нки плазменной дуги на насыпной конус скрапа, в результате проводимости и конвекции в области основани  плазменной дуги на зумпф печи , в результате конвекции сильно нагретого жидкого зумпфа печи из пределов основани  перпендикул ра плазменной дуги в насыпной конус скрапа с помощью электромагнитной мешалки и конвекции плазменного газа при засыпке скрапа в насыпной конус и в шахту. Отношение высоты щахты Н к диаметру шахты D известной шахты, насаживаемой наизвестный, выполненный в виде ванны, металлоприемник в печи, больше или раено единице. На фиг. 1 представлена плавильна  печь, продольное сечени ; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - сечение Б-Б плазменной печи. Плазменна  пе.чь состоит из выполненного в виде ванны металлоприемника 1 с насаженной на него вертикально или с небольшим наклшом относительно вертикали , шахтой 2. Отношение высоты шахты к диаметру, шахть О бтьше или равно единице. Плазменна  плавильна  печь загружаетс  непрерывно или квазинепрерьюно предназначенным дл . плавки материалом 4 с помощью герметичного загрузочного устройства 3, расположенного на верхнем конце шахты 2. Насыпной конус скрапа 5, образующийс  в рабочем пространстве печи, переходит в зумпф печи 6. Одна или несколько плазменных горелок 7 ра положены таким образом, чтобы одно ил несколько оснований перпендикул ров од ной или нескольких плазменных дуг 8 находились бы в пределах перехода-насыпного конуса скрапа 5 в зумпф Т1ечи 6, Тем самым обеспечиваетс  небольша  высота засыпки скрапа в непосредс венной близости от плазменной дуги а достигаетс  спокойное и устойчивое горе ние плазменных дуг 8. Плазменные горелки 7 расположены вертикально или с наклоном продольной оси под углом oL от О до бО к вертикали. Как показано н фиг. 2, при применении нескольких плазменных горелок 7 они располагаютс  под углом dL от О до 60 к вертикали на поперечной оси и, согласно фиг. 3, под углом cLoT О до к. продольной оси плазменной пла- вильной печи. Благодар  наклонному рас положению плазменных горелок 8 достигаетс  подвижность расплава, обеспечива юща  повышение скорости расплавлени  и уменьшение перепада температур в зумпфе печи 6. Дл  достижени  равномерной темпера туры металла в зумпфе печи 6 и повышени  скорости расплавлени  Непосредственно под основанием одной или нескольких плазменных дуг 8 в пределах зумпфа печи 6 предусмотрена электрома нитна  мешалка 9. Плазменный газ 1О, проход щий сквозь засыпку скрапа, принимаетс  на верхнем конце щахты 2 поц герметичным разгрузочным устройством 3 и подводитс  к газоохладителю 11, в результате чего поступающие вместе с газом примеси , такие как масло и вод выдел ютс , в то врем , такие примеси как Пыль, вследствие высокой скорости потока осаждаютс  в центробежном пылеотделителе (циклоне) 12. Очищенный отход щий газ 13 выпускаетс  без загр знени  окружающей среды, в атмосферу . Расплавленный металл выпускаетс  непрерывно через герметичное относител но рабочего пространства печи переливное устройство 14 или с перерьшами в цел х дальнейшей обработки с помощью электромагнитного транспортного лотка 1 9 7 Формула из р е т е и и   1.Плазменна  плавильна  печь дл  непрерьшной ппавкк металлов, пренмущест-венно дл  плавлени  подготовленного скрапа легких металлов, с помощью плазменных горелок, причем металлоприемник в печи выполнен в виде ванны, имеюща  электромагнитную мешалку и переливное устройство, служащее дл  непрерывного отвода расплавленного металла, или электромагнитный транспортный лоток, предназначенный дл  прерывистого отвода расплавленного металла, и снабженна  насаживаемой, вертикальной или слегка наклонной относительно вертикали шахт- той с наход щимс  на ее верхнем конце герметичным загрузочным устройством дл  непрерьтной или квазинепрерывной загрузки металла, и с подключенными к печи дл  очистки отход щего газа газоохладителем и циклоном, отличающа с  тем, что плазменные горелки с переходны1«1И плазменными дугами расположены таким образом, что основание или основани  перпендикул ров одной или нескольких плазменных дуг наход .тс  в области перехода насыпного конуса скрапа в зумпф печи, электромагнитна  мешалка расположена непосредственно под основанием перпендикул ра одной или нескольких плазменные дуг, а отношение высоты к ее диаметру шахты, насаживаемой на металлоприемник, больше или равно единице.
2. 2.Печь поп. l,oтличaющa  с   тем, что одна или несколько плазменных горелок 7 расположены вертикально или под углом от О до 6О° к вертикали на продольной оси плазменной печи ,
3. 3.Печь по пп. 1 и 2, отличающа  тем, что несколько плазмен7 расположены вертикально ных горелок под углом от О до 60° к вертикали на поперечной оси. плазменной печи.
4. 4. Печь по пп. 1-3, о т л «.чающа с  тем, что несколько плазменных горелок 7 расположены под углом от О до 9О° к продольной оси плазменной печи.

   k//

   12

   11

   .j

   .-ч: л:

   Y777/7/77 У///7/Л

   S