RU2326318C2 - Electric arc furnace for high heat oxidation materials - Google Patents
Electric arc furnace for high heat oxidation materials Download PDFInfo
- Publication number
- RU2326318C2 RU2326318C2 RU2006113480/03A RU2006113480A RU2326318C2 RU 2326318 C2 RU2326318 C2 RU 2326318C2 RU 2006113480/03 A RU2006113480/03 A RU 2006113480/03A RU 2006113480 A RU2006113480 A RU 2006113480A RU 2326318 C2 RU2326318 C2 RU 2326318C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- furnace
- casing
- electric arc
- holes
- Prior art date
Links
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 title claims abstract description 14
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 12
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 title abstract 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 title abstract 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000011068 loading method Methods 0.000 claims abstract description 4
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 3
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 3
- 210000003625 skull Anatomy 0.000 claims description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 abstract description 19
- 230000007423 decrease Effects 0.000 abstract description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000011449 brick Substances 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 31
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 10
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 8
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 7
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 7
- 239000011819 refractory material Substances 0.000 description 6
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 4
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 4
- SNAAJJQQZSMGQD-UHFFFAOYSA-N aluminum magnesium Chemical compound [Mg].[Al] SNAAJJQQZSMGQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 3
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- 229910052596 spinel Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011029 spinel Substances 0.000 description 3
- 238000010410 dusting Methods 0.000 description 2
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 2
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 2
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 206010016717 Fistula Diseases 0.000 description 1
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N Magnesium oxide Chemical group [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003082 abrasive agent Substances 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 230000021615 conjugation Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 230000003890 fistula Effects 0.000 description 1
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Vertical, Hearth, Or Arc Furnaces (AREA)
- Furnace Details (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области производства тугоплавких оксидных материалов, например к производству плавленых огнеупорных материалов и абразивов методом плавки на слив.The invention relates to the field of production of refractory oxide materials, for example, to the production of fused refractory materials and abrasives by melting to drain.
Для получения плавленых материалов применяют специальные электродуговые печи, известные, например, из книги «Производство и применение плавленолитых огнеупоров» под общей редакцией О.Н.Попова, М.: Металлургия, 1985, с.31-33, рис.8 (I), патентов GB 864502, кл. F27B 3/10, опубл. 08.12.1958 (II) и US 6175584, кл. F27D 17/00, опубл. 16.01.2001 (III). Наиболее близкой по совокупности существенных признаков является электродуговая печь типа РКЗ (I).To obtain fused materials, special electric arc furnaces are used, known, for example, from the book “Production and Use of Fused Cast Refractories” edited by O.N. Popov, Moscow: Metallurgy, 1985, p.31-33, Fig. 8 (I) , GB 864502, cl. F27B 3/10, publ. 12/08/1958 (II) and US 6175584, cl. F27D 17/00, publ. 01/16/2001 (III). The closest in combination of essential features is an electric arc furnace of the type RKZ (I).
Особенностью конструкции такой печи является наплавленный из производимого материала под и ванна печи (гарнисаж), водоохлаждаемый и футерованный огнеупорами до свода кожух, водоохлаждаемый свод с отверстиями для электродов, отверстием для загрузки шихты и отверстием для отсоса подсводового газа (газоотвода), расположенного в центре свода.A design feature of such a furnace is a casing deposited from the produced material under and in the furnace bathtub (skull), a water-cooled casing and lined with refractory materials to the roof, a water-cooled roof with holes for the electrodes, a hole for loading the charge and a hole for suction of supply gas (gas outlet) located in the center of the roof .
Во избежание больших тепловых потерь и обеспечения работы свода без перегрева плавку ведут под слоем шихты. Компоненты шихты представляют собой оксидные порошки высокой чистоты с крупностью частиц менее 100 мкм. Мелкодисперсная шихта в течение всего процесса плавки находится в зоне горения электрических дуг, где в результате интенсивного нагрева воздуха и его выхода из плавильной зоны через слой шихты с большой скоростью образуются пылящие факелы (свищи), направленные вверх к поверхности свода. Под сводом скапливается газопылевая смесь высокой концентрации с температурой в пределах 500-800°С, так как подсводовый газ охлаждается только на поверхности водоохлаждаемого свода, а кожух печи футерован и холодильником для газа не является. Отверстие для отсоса подсводового газа приближено к источнику пыления - плавящим дугам, диаметр отверстия равен диаметру газохода. Повышенная температура подсводового газа обуславливает увеличение скорости его движения в отверстии для отвода, что, в свою очередь, увеличивает количество пыли, забираемой системой аспирации. Пылеунос может составлять более 20 процентов от массы загружаемого сырья. Отсасываемая пыль состоит из смеси механически унесенных частиц шихты и конденсата паров субоксидов шихтовых материалов. Уловленная пыль пригодна только для переплава.In order to avoid large heat losses and ensure the operation of the arch without overheating, melting is carried out under a charge layer. The components of the mixture are oxide powders of high purity with a particle size of less than 100 microns. During the entire smelting process, the finely dispersed charge is located in the combustion zone of electric arcs, where, as a result of intense heating of the air and its exit from the melting zone through the charge layer, dusting torches (fistulas) are formed at high speed, directed upward to the surface of the roof. A gas-dust mixture of high concentration with a temperature in the range of 500-800 ° C accumulates under the arch, since the sub-gas is cooled only on the surface of the water-cooled arch, and the furnace casing is lined and is not a gas refrigerator. The opening for suction of the supply gas is close to the source of dusting - the floating arcs, the diameter of the hole is equal to the diameter of the duct. The increased temperature of the supply gas causes an increase in its speed in the exhaust opening, which, in turn, increases the amount of dust collected by the aspiration system. Pyleunos can make up more than 20 percent of the mass of feedstock. The suction dust consists of a mixture of mechanically entrained particles of the mixture and the condensate vapors of the suboxides of the charge materials. Trapped dust is only suitable for remelting.
Таким образом, недостатками данной плавильной печи являются большой пылеунос, разнородность гранулометрического состава уносимой пыли, ограничивающая возможности ее использования, высокая температура отводимых газов, исключающая применение наиболее эффективной установки очистки газов - рукавного фильтра.Thus, the disadvantages of this smelting furnace are large dust extraction, the heterogeneity of the particle size distribution of the entrained dust, limiting the possibilities of its use, the high temperature of the exhaust gases, eliminating the use of the most effective gas purification plant - a bag filter.
Задачей настоящего изобретения является повышение экологичности электродуговой плавильной печи.The objective of the present invention is to improve the environmental friendliness of an electric arc melting furnace.
Технический результат состоит в уменьшении пылеуноса путем изменения конструкции отвода печного газа, снижении температуры отводимого газа, увеличении степени его очистки и повышении однородности гранулометрического состава улавливаемой пыли.The technical result consists in reducing dust extraction by changing the design of the exhaust gas of the furnace, lowering the temperature of the exhaust gas, increasing the degree of purification and increasing the uniformity of the particle size distribution of the captured dust.
Для реализации технического результата согласно п.1 формулы изобретения газоотвод выполнен в виде отверстий, равномерно расположенных по периметру кожуха на уровне свода, а кожух выполнен в виде металлической обечайки, ограничивающей внутреннее пространство печи и обеспечивающей охлаждение газа до 150-185°С за счет омывания запыленным газом водоохлаждаемых поверхностей свода и кожуха, с последующей аспирацией рукавными фильтрами.To implement the technical result according to claim 1 of the invention, the gas outlet is made in the form of openings uniformly spaced around the perimeter of the casing at the level of the roof, and the casing is made in the form of a metal shell limiting the interior of the furnace and cooling the gas to 150-185 ° C by washing dusty gas of water-cooled surfaces of the arch and the casing, followed by aspiration with bag filters.
Согласно п.2 формулы изобретения упомянутые отверстия газоотвода объединены коллектором, расположенным снаружи кожуха.According to claim 2 of the claims, said gas outlet openings are combined by a collector located outside the casing.
Сущность изобретения состоит в том, что отсос газа равномерно по периферии ванны печи и водоохлаждаемый кожух создают такой характер движения газа в печи, что, прежде чем попасть в отводящие отверстия, нагретый в зоне дуги, запыленный газ омывает водоохлаждаемые поверхности свода и кожуха, где охлаждается и уменьшается в объеме. Пропорционально уменьшению объема снижается скорость движения газа, при этом взвешенные в объеме газа твердые частицы пыли осаждаются в зоне плавления шихты. Эффекту осаждения пыли способствует также и то обстоятельство, что в месте расположения отводящих отверстий встречаются два потока газов: один поток движется по поверхности свода печи, другой - вдоль кожуха. В зоне сопряжения свода и кожуха потоки встречаются, снижается скорость их движения, что способствует дополнительному осаждению витающих в газе частиц пыли.The essence of the invention lies in the fact that the gas suction uniformly around the periphery of the furnace bath and the water-cooled casing create such a pattern of gas movement in the furnace that, before it enters the outlet openings heated in the arc zone, the dusty gas washes the water-cooled surfaces of the roof and the casing, where it is cooled and decreases in volume. In proportion to the decrease in volume, the gas velocity decreases, while solid dust particles suspended in the gas volume are deposited in the melting zone of the charge. The effect of dust deposition also contributes to the fact that at the location of the outlet holes there are two gas flows: one stream moves along the surface of the roof of the furnace, the other along the casing. In the conjugation zone of the arch and the casing, flows occur, their speed decreases, which contributes to the additional deposition of dust particles floating in the gas.
Изобретение поясняется примером выполнения электродуговой печи для получения тугоплавких оксидных материалов, общий вид которой представлен на фиг.1; фиг.2 - сечение А-А фиг.1.The invention is illustrated by an example of an electric arc furnace for producing refractory oxide materials, a General view of which is presented in figure 1; figure 2 - section aa of figure 1.
Заявляемая электродуговая печь содержит водоохлаждаемый кожух 1 (система водоохлаждения на чертеже не показана), водоохлаждаемый свод 2 с отверстиями для электродов 3 и отверстием 4 для загрузки шихты, поддон 5, в котором находится кожух печи, летку 6 для выпуска расплава и газоотвод. Газоотвод выполнен в виде отверстий 7, расположенных по периметру кожуха на уровне свода. Отверстия 7 объединены коллектором 8, расположенным снаружи кожуха и связанным с аспирационной системой печи. Кожух 1 не имеет футеровки, то есть внутреннее пространство печи ограничено металлической обечайкой кожуха. В кожухе 1 имеется смотровое окно 9.The inventive electric arc furnace contains a water-cooled casing 1 (a water-cooling system is not shown in the drawing), a water-cooled arch 2 with holes for the electrodes 3 and an opening 4 for loading the charge, a tray 5, in which the furnace casing is located, a notch 6 for releasing the melt and a gas outlet. The gas vent is made in the form of
Электродуговая печь работает следующим образом.Electric arc furnace operates as follows.
После включения печи внутри кожуха наплавляют гарнисаж 10 из шихты для получения плавленого материала.After turning on the furnace, a scull 10 from the charge is deposited inside the casing to obtain fused material.
Расплав 11 шихты находится под слоем 12 нерасплавленного материала шихты.The melt 11 of the mixture is located under the layer 12 of unmelted material of the mixture.
Образующиеся в процессе плавки печные газы омывают водоохлаждаемые поверхности нефутерованного кожуха и свода и отводятся через периферийные отверстия 7 газоотвода. При омывании водоохлаждаемых поверхностей кожуха и свода печной газ интенсивно охлаждается, что приводит к снижению скорости его движения и осаждению значительного количества преимущественно крупных и средних фракций пыли в плавильное пространство печи.The furnace gases formed during the smelting process wash the water-cooled surfaces of the non-lined casing and the roof and are discharged through the
В коллектор 8 отводится печной газ с более низкой температурой по сравнению с прототипом и минимальным количеством взвешенных частиц, представляющих собой однородную по гранулометрическому составу мелкодисперсную пыль. Низкая температура отводимых печных газов позволяет применить в аспирационной системе печи рукавные фильтры, как наиболее эффективные устройства. Уловленная мелкодисперсная пыль может применяться в технологии формованных огнеупоров и керамических изделий, поскольку обладает вяжущими свойствами и активно участвует в процессе спекания при термообработке или службе огнеупоров в металлургических или нагревательных агрегатах.Flue gas with a lower temperature in comparison with the prototype and the minimum amount of suspended particles, which are finely dispersed uniform in particle size distribution, is discharged into the
После окончания плавки при помощи домкрата 13 электродуговую печь наклоняют и сливают расплав через летку 6 в изложницу.After melting using a jack 13, the electric arc furnace is tilted and the melt is drained through a notch 6 into the mold.
В таблице приведены данные о температуре отводимого печного газа, концентрации твердых веществ в нем, пылеуносе и гранулометрическом составе уловленной пыли при плавке алюмомагниевой шпинели в заявляемой и типовой электродуговых печах. Шихта - порошок магнезитовый каустический и глинозем.The table shows data on the temperature of the exhaust furnace gas, the concentration of solids in it, dust collector and particle size distribution of the captured dust during the smelting of aluminum-magnesium spinel in the claimed and typical electric arc furnaces. The mixture is caustic magnesite powder and alumina.
Таким образом, как показали проведенные испытания, предложенные конструктивные изменения электродуговой печи для получения тугоплавких оксидных материалов позволили снизить температуру отводимого газа, значительно уменьшить пылеунос, обеспечить гранулометрическую однородность уносимой пыли и решить поставленную задачу.Thus, as the tests showed, the proposed design changes of the electric arc furnace to obtain refractory oxide materials allowed to reduce the temperature of the exhaust gas, significantly reduce dust extraction, ensure particle size uniformity of the carried dust and solve the problem.
Источник информацииThe source of information
1. Производство и применение плавленолитых огнеупоров. Под общей редакцией О.Н.Попова, М.: Металлургия, 1985.1. Production and use of fused cast refractories. Under the general editorship of O.N. Popov, Moscow: Metallurgy, 1985.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006113480/03A RU2326318C2 (en) | 2006-04-20 | 2006-04-20 | Electric arc furnace for high heat oxidation materials |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006113480/03A RU2326318C2 (en) | 2006-04-20 | 2006-04-20 | Electric arc furnace for high heat oxidation materials |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2006113480A RU2006113480A (en) | 2007-11-10 |
| RU2326318C2 true RU2326318C2 (en) | 2008-06-10 |
Family
ID=38957911
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2006113480/03A RU2326318C2 (en) | 2006-04-20 | 2006-04-20 | Electric arc furnace for high heat oxidation materials |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2326318C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU169594U1 (en) * | 2016-02-26 | 2017-03-23 | Открытое акционерное общество "Первоуральский динасовый завод" (ОАО "ДИНУР") | UNIVERSAL ELECTRIC ARC FURNACE FOR MELTING OXIDE MATERIALS |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| UA88578C2 (en) * | 2008-06-12 | 2009-10-26 | Украинский Государственный Научно-Технический Центр По Технологии И Оборудованию, Обработке Металлов, Защите Окружающей Среды И Использованию Вторичных Ресурсов Для Металлургии И Машиностроения "Энергосталь" | Flue of electric arc furnace |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB864502A (en) * | 1958-12-08 | 1961-04-06 | Asea Ab | Means for exhausting flue gases from arc furnaces |
| US6175584B1 (en) * | 1999-01-20 | 2001-01-16 | Danieli & C. Officine Meccaniche Spa | Aspiration system to reduce the losses of fine materials and powders from an electric arc furnace |
-
2006
- 2006-04-20 RU RU2006113480/03A patent/RU2326318C2/en active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB864502A (en) * | 1958-12-08 | 1961-04-06 | Asea Ab | Means for exhausting flue gases from arc furnaces |
| US6175584B1 (en) * | 1999-01-20 | 2001-01-16 | Danieli & C. Officine Meccaniche Spa | Aspiration system to reduce the losses of fine materials and powders from an electric arc furnace |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Производство и применение плавленолитых огнеупоров./Под ред. О.Н. Попова. - М.: Металлургия, 1985, с.31-33, рис.8. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU169594U1 (en) * | 2016-02-26 | 2017-03-23 | Открытое акционерное общество "Первоуральский динасовый завод" (ОАО "ДИНУР") | UNIVERSAL ELECTRIC ARC FURNACE FOR MELTING OXIDE MATERIALS |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2006113480A (en) | 2007-11-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3917479A (en) | Furnaces | |
| CA2348940C (en) | Iron production method of operation in a rotary hearth furnace and improved furnace apparatus | |
| CA2603121A1 (en) | Operation of iron oxide recovery furnace for energy savings, volatile metal removal and slag control | |
| RU2326318C2 (en) | Electric arc furnace for high heat oxidation materials | |
| KR970001425B1 (en) | Treatment of oxide-containing dusts | |
| RU2495941C2 (en) | Electric arc furnace | |
| JPH07258757A (en) | Suspension dissolution method and device | |
| RU2146650C1 (en) | Method of refining silicon and its alloys | |
| US3849586A (en) | Electric arc furnaces and refractory shapes therefor | |
| JP5699918B2 (en) | Method for producing high-grade sinter and firing apparatus for producing high-grade sinter | |
| JP2012112021A (en) | Recovering method and recovering device | |
| US4443878A (en) | Method of mixing a hot furnace gas with another gas before the removal of the furnace gas from the furnace and a hood therefore | |
| JP3969522B2 (en) | Operation method of copper smelting furnace | |
| CN207231201U (en) | A closed melting furnace | |
| ITUD990015A1 (en) | SUCTION SYSTEM FOR THE REDUCTION OF FINE AND DUST DIMATERIAL LEAKS IN AN ELECTRIC ARC OVEN | |
| US3561951A (en) | Method of feeding copper concentrates in a continuous process for smelting and converting copper concentrates to metallic copper | |
| US1914484A (en) | Metallurgical furnace | |
| RU2311599C2 (en) | Device for calcining carbonic materials | |
| RU2194230C1 (en) | Cupola well | |
| US1057882A (en) | Process of fusing and purifying metals. | |
| JPH0711021B2 (en) | Method for spheroidizing molten cast iron | |
| SU25929A1 (en) | Method of burning coal dust in rotary kilns designed for smelting metals | |
| RU2483128C2 (en) | Method of removing impurities from aluminium and furnace to this end | |
| RU2288414C1 (en) | Furnace for producing antimony trioxide | |
| WO2017024535A1 (en) | Melting separation furnace and method for treating material to be melted and separated with same |