SU999626A2

SU999626A2 - Shaft furnace

Info

Publication number: SU999626A2
Application number: SU813296817A
Authority: SU
Inventors: Г.В. Юдин; М.Л. Коцарь; Е.Н. Талтыкин; В.Н. Бадехин; В.И. Попов; И.Г. Цыбенко
Original assignee: Предприятие П/Я А-1997; Предприятие П/Я В-8172
Priority date: 1981-05-29
Filing date: 1981-05-29
Publication date: 1985-04-30

Abstract

1.ШАХТНАЯ ПЕЧЬ по авт.ев. № 896922, о т ли чающа с тем, что, с целью по:вьшени работоспособности печи и экономии материалов , она дополнительно снабжена тонкостенным стаканом, установленным в металлоприемнике и вход щим в коль цевой зазор tHexffy выступом шахты и стенкой металлоприемника. 2. Печь по п. 1, отличающ а и с тем, что высота вход щей в кольцевой зазор боковой стенки стакана составл ет 0,2-0,35 высоты зазора. 3.. Печь по п. 1, о т л и ч а ющ а с тем, что стакан выполнен из графита. 4. Печь по п. 1, отличающа с тем, что выполнен из тугоплавкой керамики.1. MINE FURNACE on avt.ev. No. 896922, in connection with the fact that, in order to: improve the efficiency of the furnace and save materials, it is additionally equipped with a thin-walled glass installed in the metal receiver and the protrusion of the shaft entering the annular gap tHexffy and the wall of the metal receiver. 2. A furnace according to claim 1, characterized by the fact that the height of the side wall of the glass entering the annular gap is 0.2-0.35 of the height of the gap. 3 .. The furnace according to claim 1, about tl and h and yusch and the fact that the glass is made of graphite. 4. A furnace according to claim 1, characterized in that it is made of refractory ceramics.

Description

Изобретение относитс к металлургии , в частности к плавильным печам шахтного типа, используемым дл получени радиоактивных и редких тугоплавккх металлов путем металлотермического восстановлени их соединенийThis invention relates to metallurgy, in particular, to shaft-type smelting furnaces used to produce radioactive and rare refractory metals by metallothermal reduction of their compounds.

Из основного авт. св. № 896922 известна герметична шахтна печь дл получени радиоактивньк и редких тугоплавких металлов методом металлотермического восстановлени их соединений ll .From the main auth. St. No. 896922, a well-known hermetic shaft furnace for the production of radioactive and rare refractory metals by the method of metallothermic reduction of their compounds ll.

Шахтна печь содержит размещенные в разъемном металлическом герметичном корпусе стационарную графитовую шахту, плотно прилегающий поджатый к ней сменный графитовый металлоприемник и установленный под ним ишакоприемник , в который входит летка дл слива шлака, расположенна в дне металлоприемника. Шахта вьтолнена с выступом, вход щим в металлоприемник с образованием кольцевого зазора между выступом и стенкой металлоприемника . Летка расположена ниже выступа . В металлоприемнике дл приема металла выполнены либо чейки, либо сплошна кольцева выемка.The shaft furnace contains a stationary graphite shaft placed in a detachable metal sealed enclosure, a removable graphite metal receiver pressed tightly against it and an extractor tray mounted below it, which includes a slag tap located in the bottom of the metal receiver. The shaft is made with a protrusion entering the metal receptacle with the formation of an annular gap between the protrusion and the wall of the metal receptacle. Letka is located below the ledge. In the metal reservoir for the reception of the metal is made either a cell or a continuous annular recess.

В такой печи за счет нарушени сплошности гарниссажа в месте стыка |Шахты и металлоприемника облегчен In such a furnace, due to the disruption of the continuity of the garnish at the place of the junction | Mine and metal receiver is facilitated

h IX разъем после получени и кристаллизации металла, не требующий механического вмешательства, что обеспечивает многократность использовани как стационарной шахты , так и металлоприемника. Однако при металлотермическом получении металлов, обладающих высоким сцеплением с графитом, т.е. склонностью к пригару, после кристаллизации металла в чейках металлоприемника затруднено или практически невозможно извлечение металла из чеек, вследствие чего приходитс разбивать графитовый металлоприемник, т.е дл каждой плавки необходимо изготавливать новый металлоприемник. Если учесть, что расход графита в заготовке составл ет 2,3 кг на 1 кг выплавл емого -металла, то увеличение срока службы металлоприемника приведен к значительному снижению расхода графита.h IX connector after receiving and crystallization of the metal that does not require mechanical intervention, which ensures repeated use of both the stationary shaft and the metal receiver. However, in the metallothermic production of metals with high adhesion to graphite, i.e. tendency to burn, after crystallization of the metal in the cells of the metal reservoir, it is difficult or practically impossible to remove the metal from the cells, as a result of which the graphite metal reservoir has to be broken, i.e. for each melting it is necessary to make a new metal receiver. If we consider that the consumption of graphite in the billet is 2.3 kg per 1 kg of melted α-metal, the increase in the service life of the metal reservoir leads to a significant decrease in the consumption of graphite.

Целью изобретени вл етс повышение работоспособности печи и экономи материалов, идущих на изготовление внутренней оснастки печи , при вьтлавке металлов, склонных к пригару.The aim of the invention is to improve the efficiency of the furnace and save materials used to manufacture the internal equipment of the furnace when melting metals that are prone to burn.

Это достигаетс тем, что шахтна печь дополнительно снабжена тонкостенным стаканом, установленным в металлоприемнике и вход щим в кольцевой зазор между вьютупом шахты и стенкой металлоприемника, при этом стакан предпочтительно выступает на величину 0,2-0,35 высоты зазора. Стакан может быть выполнен из графита или тугоплавкой керамикиThis is achieved by the fact that the shaft furnace is additionally equipped with a thin-walled glass installed in the metal receiver and entering the annular gap between the mine shaft and the wall of the metal receiver, with the glass preferably projecting 0.2-0.35 in height of the gap. The glass can be made of graphite or refractory ceramics

На фиг. 1 изображена шахтна печ дл проведени восстановительных плавок металлов, склонных к пригару разрез; на фиг. 2 - уЗел 1 на фиг. 1 (место стыковки шахты и металлоприемника ) .FIG. 1 depicts a shaft furnace for reducing smelting of metals prone to burn a section; in fig. 2 is the node 1 in FIG. 1 (place of docking of the mine and metal receiver).

Печь содержит разъемный металлический корпус 1, герметично закрытый крышкой 2, в которой смонтированы патрубки 3 и 4 дл ввода инертного газа и вакуумировани . В корпусе 1 установлена графитова шахтаThe furnace contains a detachable metal casing 1, hermetically sealed with a lid 2, in which nozzles 3 and 4 are mounted for introducing inert gas and evacuating. In case 1 installed graphite mine

5и плотно прилегающий поджатый к ней металлоприемник 6, под которым размещен шлакоприемник 7. В шахте 5 на прилегающем к металлоприемнику5 and a tightly adhering metal receptacle 6, under which the slag receptacle 7 is located. In the mine 5, adjacent to the metal receptacle

6торце сделан выступ 8, вход щийThe end 8 is made of the protrusion 8, the incoming

в металлоприемник 6, при этом наружный диаметр выступа 8 выполнен меньше внутреннего диаметра металлоприе ника 6 так, что между ними образован кольцевой зазор 9. Чтобы обеспечить гарантированный кольцевой зазор. 9 и сцентрировать шахту 5 и металлоприемник 6, их прилегающие стенки 10 скошены. В металлоприемнике 6 установлена изложница в виде тонкостенного стакана 11. Между стенками стакана 11 и металлоприемника 6 образован кольцевой зазор 12. Верхним краем стакан . 11 входит в кольцевой зазор 9 на величину 0,20 ,35 высоты зазора, при этом как между внутренней стенкой металлоприемника 6 и наружной стенкой стакана 11, так и между внутренней стенкой стакана 11 и выступом 8 образованы гарантированные зазоры дл свободного доступа шпака. Пределы размещени верхнего кра в стакане 11 в зазоре 9 определены из условий оптимальной работы стакана в устройстве. В металлоприемни ке 6 и стакане 11 сделано центральное отверстие, в которое плотно посажена летка 13 дл слива ишака, на конце которой навернута гайка 14, прижимающа дно стакана 11 к металлоприемнику 6. Верхн часть 15 летки расположена ниже выступа и закрыта расплавл емой пробкой 16 Печь работает следующим образом Герметично собранную печь с засыпанной шихтой через .патрубок 3 заполн ют инертным газом, преимущественно аргоном, предварительно через патрубок 4 откачав воздух. Пр необходимости провод т предварительный нагрев шихты от внешнего источника Сна чертеже не показан) до заданной температуры, после чег инициируют реакцию. В результате металлотермической реакции образуютс жидкие металл и шлак, которые раздел ютс по удельным весам. Жидкотекучий шпак, име свободный доступ, попадает через зазор 9 в кольцевой зазор 12 и заполн ет их, а так как дно стакана прижато к металлоприемнику, то шлак туда не поступает и стакан не всплывает. Поскольку верхний край стакана 11 перекрыт выступом 8 шахты 5, то т желый металл в зазор не попадает, а заполн ет стакан 11, при зтом про слойка жидкого пшака между металлоприемником 6 и стаканом 11 упрочн ет его, позвол свести к мин1п ум толщину стенки графитового стакана 11, исключа возможность возникновени трещин в ней при заполнении м таллом стакана. Шпак проплавл ет пробку 16 и собираетс в шлакоприем нике 7. Поскольку летка 13 расположена ниже выступа 8 шахты 5, то пшак, заполнивший зазор 9, сливаетс в шлакоприемник 7, остава сь в зазоре 12 на высоту стенки стакана 11. После охлаждени печи, во вр м которого металл кристаллизуетс в стакане 11, а шлак застывает в шлакоприемнике 7 и зазоре 12, метал I 26 4 лический корпус 1 печи разъедин ют,, металлоприемник 6 и шлакойриемник 7 извлекают из металлогфиемника 6, отвернув гайку 14, легко вынимают стакан 11 с металлом за счет отсутстви сцеплени застывшего шлака с металлоприемником. Стакан разбивают и извлекают слиток. В металлоприемник вставл ют новый стакан , устанавливают летку, заворачива гайку, прит гивают стакан к металлоприемнику. В корпус печи вставл ют собранный металлоприемник и освобожденный от шлака шлакоприемник, соедин ют части корпуса между собой. Герметична шахтна печь готова к следующей плавке. При такой конструкции шахтной печи после застывани металла разрушению подвергаетс только тонкостенный стакан, а металлоприемник служит теперь столько же, сколько и остальна графитова оснайтка печи до выработки ресурса материала . Наличие шлаковой прослойки между стаканом и металлоприемником, котора после застывани в результате усадки отходит от стенки металлоприемника , позвол ет без усилий извлечь стакан сзатвердевшим металлом и шлаковую прослойку. Использование изобретени позволит повысить работоспособность и значительно снизить расход материала , идущего на изготовление внутренней оснастки шахтной лечи. Так, в случае применени графита дл изготовлени промежуточного стаканаизложницы - потребуетс 1,3 кг графита в заготовке на 1 кг выплавл емого металла. Снижение расхода материала позвол ет снизить себестоимость (БННЫХ выплавл емых редких металлов, склонных к пригару.into the metal receiver 6, while the outer diameter of the protrusion 8 is made smaller than the inner diameter of the metal receiver 6 so that an annular gap 9 is formed between them. To provide a guaranteed annular gap. 9 and centering the shaft 5 and the metal receiver 6, their adjacent walls 10 are bevelled. In the metal reservoir 6, a mold is installed in the form of a thin-walled glass 11. Between the walls of the glass 11 and the metal reservoir 6, an annular gap 12 is formed. The upper edge of the glass is. 11 enters the annular gap 9 by a value of 0.20, 35 of the gap height, while both the inner wall of the metal receiver 6 and the outer wall of the glass 11 and the inner wall of the glass 11 and the protrusion 8 form guaranteed gaps for free access of the kebab. The limits for placing the upper rim in the beaker 11 in the gap 9 are determined from the conditions for the optimal work of the beaker in the device. In the metal receiver 6 and the glass 11 there is a central hole in which a notch 13 is tightly fitted to drain the donkey, at the end of which a nut 14 is screwed, pressing the bottom of the glass 11 to the metal receiver 6. The upper part 15 of the notch is located below the protrusion and is closed with a melt stopper 16 Oven works as follows: Hermetically assembled furnace with the charge charged through. The pipe 3 is filled with an inert gas, mainly argon, previously pumped out air through the pipe 4. If necessary, the charge is preheated from an external Sleep source (not shown) to a predetermined temperature, after which the reaction is initiated. As a result of the metallothermic reaction, liquid metal and slag are formed, which are separated by specific gravity. Fluid spackle, having free access, gets through the gap 9 into the annular gap 12 and fills them, and since the bottom of the glass is pressed against the metal receiver, the slag does not enter there and the glass does not float. Since the upper edge of the cup 11 is blocked by the protrusion 8 of the shaft 5, the heavy metal does not enter the gap, but fills the cup 11, while this layer of the liquid pshak between the metal reservoir 6 and the cup 11 strengthens it, allowing the graphite wall thickness to be reduced to min. 11, excluding the possibility of cracks in it when filling with a glass of thallus. Shpak penetrates the plug 16 and collects in the slag receptacle 7. Since the tap hole 13 is located below the protrusion 8 of the shaft 5, the pshak, which filled the gap 9, merges into the slag receptacle 7, remaining in the gap 12 to the height of the wall of the glass 11. After the furnace is cooled, time of which the metal crystallizes in the glass 11, and the slag solidifies in the slag receiver 7 and the gap 12, the metal I 26 4 furnace body 1 is separated, the metal receiver 6 and the slag receiver 7 are removed from the metal furnace 6, having turned off the nut 14, the glass 11 is easily removed metal due to the absence of clutch frozen of slag with metal reservoir. Glass break and remove the ingot. A new glass is inserted into the metal receiver, a tap-hole is installed, turning the nut, and the glass is pulled towards the metal receiver. An assembled metal receiver and slag collector freed from slag are inserted into the furnace body, and the body parts are interconnected. Sealed shaft furnace is ready for the next smelting. With this design of the shaft furnace, after hardening the metal, only thin-walled glass is destroyed, and the metal receiver now serves as much as the rest of the graphite equipment of the furnace until the material resource is reached. The presence of a slag layer between the glass and the metal receiver, which, after solidification as a result of shrinkage, moves away from the wall of the metal receiver, allows you to effortlessly remove the glass with the solidified metal and the slag layer. The use of the invention will improve the efficiency and significantly reduce the consumption of material going to the manufacture of internal equipment mine shaft. Thus, in the case of the use of graphite for the manufacture of an intermediate cup of the tide, 1.3 kg of graphite will be required in the billet per 1 kg of melted metal. Reducing the consumption of material allows for a reduction in the cost of production (VNS of fusible rare metals that are prone to burn.

АргонArgon

Ю 9U 9

12 1112 11

Фиг. 1FIG. one

Фиг.22

Claims

1. MINE OVEN by ed. »896922, characterized in that, in order to increase the furnace operability and save materials, it is additionally equipped with a thin-walled glass installed in the metal receiver and included in the annular gap between the shaft protrusion and the metal receiver wall.

2. The furnace according to claim 1, characterized in that the height of the side wall of the cup entering the annular gap is 0.2-0.35 of the height of the gap.

3., Furnace by π. 1, with the fact that the glass is made of graphite.

4. The furnace according to claim 1, characterized in that the glass is made of refractory ceramics.

(L

SO SO SO Od e o