сз:sz:
со vj Изобретение относитс к черной и цветной металлургии, химической промьшленности, промьшшенности по производству минеральных удобрений, а также нефтепереработки, где необхо дима высокотемпературна прокалка углеродистых материалов типа антраци та, кокса. Известна электропечь л высокотемпературной прокалки углеродистых материалов, называема электрокальцинатором , содержаща верхний и нижний электроды, камеру прокалки и камеру выдержки, при этом диаметр каме ры выдержки составл ет 0,8-0,9 диаметра прокалочной камеры, а высота 2 ,0-2,5 диаметра прокалочной камеры С11. Недостатком такой печи вл ютс большие габаритные размеры по высоте из-за наличи дополнительной камеры. Неравномерность температур нагрева углеродистых материалов в прокалочной камере при имеющихс тепловых потер х через футеровку электрокальцинатора приводит к тому что средн температура материала в камере выдержки не превышает значений 1550-1600°С, что в свою очере снижает качество прокаливаемого ма:териала . i Наиболее близким техническим решением к изобретению вл етс элект ропечь дл высокотемпературной прокалки материалов, включающа металлический корпус с футеровкой из электропроводного материала (углеродисты блоков) в верхней части корпуса и из диэлектрического материала (элект роизол ционного) в нижней части кор пуса на высоте 0,4-0,6 высоты стенки 2 . I Недостатками известной печи вл ютс неравномерность прокалки по объему печной камеры из-за разделени футеровки по высоте на две части - из углеродистого материала (хо рошо провод щего электрический ток) и из огнеупорного диэлектрика, Электрический ток проходит в печ ной камере по пути наименьшего сопротивлени от нижнего торца электро да, установленного в верхней части корпуса, через прокаливаемый материал (в горизонтальной плоскости то ца электрода) на углеродистые блоки затем в районе диэлектрической вста ки ток проходит через прокаливаемый материал к подовому электроду. При 1 1I этом подлежащий прокалке материал разогреваетс только в зоне между торцом верхнего электрода и углеродистыми блоками и далее в районе, примыкающем к внутренней боковой поверхности диэлектрической вставки. При данной конструкции печи неравномерность прокалки по объему печной камеры составл ет 300-400°С и происходит значительный износ углеродистых блоков, особенно в верхней части камеры из-за окислени на воздухе под действием высокого уровн температур . Цель изобретени - повышение равномерности объемной прокалки материала и увеличение износоустойчивости футеровки. Указанна цель достигаетс тем, что в электропечи дл высокотемпературной прокалки материала, содержащей металлический корпус с футеровкой из электропроводного и диэлектрического материала, верхний и подовьш электроды, футеровка выполнена в виде чередующихс по высоте корпуса частей из электропроводного и диэлектрического материала, причем площадь поперечного сечени части футеровки из электропроводного материала составл ет 1,5-1,9 площади поперечного сечени верхнего электрода, а суммарна величина высот частей футеровки из диэлектрического материала и рассто ни от торца верхнего электрода до первой по высоте футеровки части из электропроводного материала составл ет 0,75-0,9 рассто ни между верхним и подовым электродами. При этом перва и послейн части футеровки выполнены из диэлектрического материала. Указанные соотношени геометрических размеров диэлектрических и электропроводных частей футеровки подобраны в результате экспериментальных исследований. При соотношении площади поперечного сечени части футеровки из электропроводного материала менее 1,5 площади поперечного верхнего электрода возможен перегрев части футеровки из электропроводного материала при протекании по ним электрического тока и, соответственно, увеличение мощности потерь в энергозатратах . При увеличении этого соотношение более 1,9 из-за высокого коэффициента теплопроводности частей футеровкн из электропроводного материала возможен пнрегрев кожуха печи вьше допустимых значений и разрушение его При соотношении суммарной величины высот частей футеровки из диэлектрического материала и рассто ни от тбрца верхнего электрода до перво го по высоте футеровки части из элек ропроводного материала менее 0,75 рас сто ни между верхним и подовым электродами возникает неравномерност прокалки материала, снижаетс электрический и тепловой коэффциент полез ного действи электропечи, повышаетс термическа нагрузка на части футеровки из диэлектрического материала , что- приводит к их быстрому разрушению , т.е. происходит остывание ,центральной части объема камеры на 250-300°С, а вблизи внутренней боковой поверхности футеровки из-за уменьшени полезной высоты частей футеровки из диэлектрического материала происходит перегрев прокаливанием материала на 250-300°С выше заданной температуры прокалки. При увеличении вышеуказанного соотношени высот частей футеровки из диэлектрического материала более 0,9 рассто ни между верхним и подовым электродами материал, расположенный в центральной части камеры, имеет бо лее высокую температуру (на 150 ) но сравнению с прокаливаемым материалом, наход щимс возле боковой поверхности футеровки печи, т.е. возникает неравномерность нагрева обрабатываемого материала. Выполнение первой части футеровки из диэлектрического материала вызвано тем, что в случае выполнени ее из электронроводного материала проис ходит разогрев прокаливаемого материала до 1700-1800°С за счет нротекани электрического тока с верхнего электрода через поверхностный слой прокаливаемого материала, что усложн ет работу вспомогательных механиз .мов и конструкций, расположенных над .печью. Выполнение же последней части уутеровки из диэлектрического материала обусловлено обеспечением повышени равномерности прокалки вблизи подового электрода. На чертеже изображена электропечь дл высокотемпературной прокалки материала, вертикальньй разрез. . Электропечь дл высокотемпературной прокалки материала содержит металлический корпус 1, в который заключена ванна 2 с футеровкой 3 с погруженным в нее верхним электродом 4. В нижней части ванны 2 расположен подовой электрод 5. Футеровка 3 электропечи выполнена по высоте корпуса из чередующихс частей 6 из электропроводного материала и частей 7 из диэлектрического материала. Перва и последн части футеровки вьшолнены из диэлектрического материала . Подовый электрод 5 выполнен из токопровод щих углеродистых блоков, Электропечь дл высокотемпературной прокалки материала работает следующим образом. В ванну 2 загружаетс сьтучий материал , например, антрацит, кокс или другой углеродсодержащий материал , подлежащий прокалке. При помощи механизма перепуска (не показан) верхний электрод 4 погружаетс в ванну 2 на глубину до одного диаметра электрода. После завершени подготовительных работ включаетс электрический ток от верхнего электрода 4. Электрический ток разветвл етс на две ветви по углеродсодержащему материалу: 45% тока проходит через центр печи по кратчайшему рассто нию к подовому электроду 5 и 55% тока протекает вблизи боковой поверхност частей 7 футеровки из диэлектрическо го материала и по част м 6 футеровки из электропроводного материала, выпдолн ющим роль промежуточных электродов . Токова цепь замьжаетс на подовом электроде 5. Равномерное растекание тока по углеродсодержащему материалу, обеспечивает равномерность его прокалки. После достижени полного прогрева ванны до 1700-1800°С материал открытием шибера (не показан) подаетс в зону охлаждени . Режим работы печи периодической. Выполнение футеровки электропечи из чередующихс по высоте корпуса частей из электропроводного и диэлектрического материала позвол ет выравнить токи, протекающие по центру печи и по периферийным зонам, и следовательно , повысить равномерность прокала по объему ванны, а значит и качество прокаленного материала, увеличить износоустойчивость футеровки, снизить величину тепловых и электрических потерь, повысить производительность электропечи.with vj The invention relates to ferrous and non-ferrous metallurgy, the chemical industry, the industry for the production of mineral fertilizers, and oil refining, where high-temperature calcination of carbon materials such as anthracite, coke is necessary. A known electric furnace for high-temperature calcination of carbonaceous materials, called an electric calciner, comprising upper and lower electrodes, a calcining chamber and a holding chamber, wherein the diameter of the exposure chamber is 0.8-0.9 of the diameter of the calcining chamber, and a height of 2, 0-2, 5 diameter of the calcining chamber C11. The disadvantage of such a furnace is the large overall height dimensions due to the presence of an additional chamber. The uneven heating temperatures of carbonaceous materials in the prokalochny chamber with existing heat losses through the lining of the electrochlorinator leads to the fact that the average temperature of the material in the exposure chamber does not exceed 1550-1600 ° C, which in its turn reduces the quality of the calcined material: material. i The closest technical solution to the invention is an electric furnace for high-temperature calcination of materials, comprising a metal body with a lining of electrically conductive material (block carbon) in the upper part of the body and of a dielectric material (electrically insulating) in the lower part of the shell at a height of 0, 4-0.6 wall heights 2. I The disadvantages of the known furnace are uneven calcination in the furnace chamber volume due to the separation of the lining in height into two parts - from carbonaceous material (well conducting electric current) and from a refractory dielectric. The electric current passes in the furnace chamber along the path of least resistance from the lower end of the electrode, installed in the upper part of the body, through the hardened material (in the horizontal plane of the electrode electrode) to the carbon blocks, then in the dielectric inlet region passes through hardenable material to the bottom electrode. With this, the material to be calcined is heated only in the zone between the end of the upper electrode and the carbon blocks and further in the region adjacent to the inner side surface of the dielectric insert. With this furnace design, the non-uniformity of calcination in the furnace chamber volume is 300-400 ° C and significant carbon block wear occurs, especially in the upper part of the chamber due to oxidation in air under the action of high temperature levels. The purpose of the invention is to improve the uniformity of the bulk calcining of the material and increase the wear resistance of the lining. This goal is achieved by the fact that in an electric furnace for high-temperature calcination of a material containing a metal body with a lining of electrically conductive and dielectric material, the top and bottom electrodes, the lining is made in the form of alternating body height parts of electrically conductive and dielectric material, and the cross-sectional area of the lining part of electrically conductive material is 1.5-1.9 cross-sectional area of the upper electrode, and the total height of the parts of the lining of the die ektricheskogo material and the distance from the end of the upper electrode to the first adjustment part lining of electrically conductive material is 0.75-0.9 distance between the top and bottom electrodes. In this case, the first and last parts of the lining are made of a dielectric material. The indicated ratios of the geometric dimensions of the dielectric and electrically conductive parts of the lining are selected as a result of experimental studies. When the ratio of the cross-sectional area of a portion of a lining made of electrically conductive material is less than 1.5 times the area of the transverse upper electrode, part of the lining made of electrically conductive material may overheat when an electric current flows through it and, accordingly, an increase in power loss in power consumption. With an increase in this ratio of more than 1.9 due to the high thermal conductivity of parts of the lining of electrically conductive material, the furnace casing can be higher than the allowable values and its destruction. When the ratio of the total height of the parts of the lining of the dielectric material and the distance from the upper electrode to the first the height of the lining of a part of an electrically conductive material less than 0.75 of distance between the upper and bottom electrodes causes uneven calcination of the material, the electrical and eplovoy koefftsient-acting electric reached, increases the thermal load on the part of the lining of a dielectric material, something resulting in their rapid destruction, i.e. cooling of the central part of the chamber volume by 250-300 ° C occurs, and near the inner side surface of the lining, due to a decrease in the useful height of the lining parts of the dielectric material, the material overheats by 250-300 ° C above the set calcining temperature. With an increase in the above ratio of the heights of the parts of the lining of the dielectric material to more than 0.9 distances between the top and bottom electrodes, the material located in the central part of the chamber has a higher temperature (150) but compared to the calcined material located near the side surface of the lining furnaces, i.e. There is an uneven heating of the material being processed. The first part of the lining is made of a dielectric material because if it is made of an electrically conductive material, the calcined material is heated to 1700–1800 ° C due to the flow of electric current from the top electrode through the surface layer of the calcined material, which complicates the work of auxiliary mechanisms. mov and structures located above. The performance of the last part of the uteroway from the dielectric material is due to the provision of increasing the uniformity of the calcination near the bottom electrode. The drawing shows an electric furnace for high-temperature calcining of the material, a vertical section. . The electric furnace for high-temperature calcination of the material contains a metal body 1, which houses a bath 2 with lining 3 and an upper electrode 4 immersed in it. The bottom electrode 5 is located in the lower part of the bath 2. The lining 3 of the electric furnace is made according to the height of the body from alternating parts 6 of electrically conductive material and parts 7 of a dielectric material. The first and last parts of the lining are made of dielectric material. The bottom electrode 5 is made of conductive carbon blocks. An electric furnace for high-temperature calcining of the material works as follows. A volatile material, such as anthracite, coke or other carbonaceous material to be calcined, is loaded into the bath 2. By means of a bypass mechanism (not shown), the upper electrode 4 is immersed in the bath 2 to a depth of one diameter of the electrode. After the completion of the preparatory work, the electric current from the upper electrode 4 is turned on. The electric current splits into two branches along the carbon-containing material: 45% of the current passes through the center of the furnace over the shortest distance to the bottom electrode 5 and 55% of the current flows near the side surface of the lining parts 7 of the lining a dielectric material and, in parts, 6 lining of an electrically conductive material, playing the role of intermediate electrodes. The current circuit is clamped at the bottom electrode 5. The uniform current spreading over the carbon-containing material ensures the uniformity of its calcination. After the bath is fully heated to 1700-1800 ° C, the material is opened by a gate opening (not shown) to the cooling zone. The mode of operation of the furnace is periodic. Performing the lining of an electric furnace of alternating in height of the body parts of electrically conductive and dielectric material allows to equalize the currents flowing in the center of the furnace and peripheral zones, and therefore, improve the uniformity of the calcined bath volume, and hence the quality of the calcined material, increase the wear resistance of the lining, reduce the amount of heat and electric losses, improve the performance of the electric furnace.