SU206607A1 - Шахтная плавильная печь - Google Patents

Description

Известны шахтные печи дл  плавки металлов , состо щие из шахты с подогреваюшими устройствами и электропечи, установленной под шахтой и соединенной с ней.

Описываема  печь отличаетс  от известной тем, что под шахтой установлен тигель, соединенный в нижней своей части каналами с одной стороны с плавильным каналом индукционного устройства, с другой стороны, с обогреваемым копильником. Канал индукционного устройства имеет вспомогательную летку.

На фиг. 1 представлена схема печи; на фиг. 2 - разрез печи без копильника; на фиг. 3 - разрез печи без индукционного устройства .

В тигле / собственно и происходит расплавление шихты, вследствие чего геометрические размеры кольцевого канала 2 небольшие. Вместе со стальным сердечником 3 канал окружен футеровкой, кожух которой примыкает непосредственно к корпусу тигл  1. Это позвол ет применить дл  футеровки канала высокоогнеупорные, высокостойкие и цепные футеровочные материалы, сравнительно легко и просто производить перекладку или ремонт канала и иметь свободный доступ как к каналу, так и к вмонтированному в футеровку канала стальному сердечнику 3 и подковообразному магнитопроводу 4. При такой

конструкции сердечника и замыкающего его магнитопровода рассеивание магнитного пол  незначительно и не создает больших потерь .

Металл в закрытом канале находитс  под значительным гидростатическим давлением уровн  расплавленного металла в тигле 1, поэтому удельные мощности подобных печей могут достигать примерно тех же значений, что и дуговых печей, значительно превосход  удельные мощности индукционных тигельных печей без сердечника.

Наличие циркул ции высокоразогреваемого металла в кольцевом канале под воздействием электродинамических усилий и тепловых сил обеспечивает циркул цию жидкого металла в нижней части тигл  /, благодар  чему под воздействием высокоразогретого потока металла из индукционного канала 2 происходит расплавление кусков шихты, непрерывно опускающихс  из шахты 5 в плавильное пространство тигл . Только расплавившийс , еше относительно холодный металл под воздействием гидростатического давлени  устремл етс  в индукционный канал на смену уже разогревшемус . Этим завершаетс  весьма интенсивна  циркул ци  как в канале , так и в нижней части тигл . Наличием циркул ции обеспечиваетс  однородность

сплава и ускор етс  сам процесс расплавлени  кусков шихты.

При плавке чугуна благодар  наличию на нодине тигл  1 посто нного расплавленного сло  металла высотою пор дка 400-500 мм, канальную индукционную печь с сердечником можно питать непосредственно от низковольтной сети переменного тока 50 периодов. Дл  большей надежности работы печи при большой производительности желательно питать печь с помощью трансформатора 6 с секционированной вторичной обмоткой, могуш,ей подавать в индуктор 7 ток напр жением от 80 до 220 б.

Плавильный тигель / этой печи, при наличии выноса на боковую сторону горизонтального канала, можно выполнить с весьма прочной и жесткой наружной цилиндрической обечайкой , глухим днищем и с толщиной футеровки пор дка до 500 мм. Така  конструкци  свободно может выдержать большую вертикальную нагрузку на верхний торец тигл  и на подину при наличии значительного бокового распора, если загрузку печи вести непосредственно в плавильный тигель 1 с помощью вертикальной шахты 5, расположенной непосредственно над тиглем и опирающейс  на его верхний торец. Высота шахты 5 в этом случае может быть выбрана из услови  разогрева шихты от холодного состо ни  до температуры пор дка 1000°С за врем  (примерно 1 час) ее продвижени  от завалочного окна 8 до входного сечени  в плавильный тигель 1.

Шахта подогрева шихты 5 в своей нижней части имеет газовые горелки 9, с помощью которых осуществл етс  предварительный разогрев шихты до температуры пор дка 1000°С.

С такой температурой непрерывно опускающийс  столб шихты попадает в плавильный тигель. Будучи уже разогретой до температуры 1000°С, шихта опускаетс  до подины и попадает в зону плавлени , где куски шихты омываютс  циркулирующим потоком высокоразогретой жидкой фазы металла, со значительной скоростью выливающегос  из индукционного кольцевого канала 2 под воздействием гидродинамических и электрических сил в плавильную зону тигл  1 через канал 10.

Через канал 11 плав ща с  щихта сливаетс  в индукционный приемник 12, в котором под воздействием индуктируемого спиралью 13 электромагнитного пол  происходит догревание жидкого металла до конечной температуры слива счз1450°С (дл  чугуна).

Высота канала 11 над уровнем подины плавильного тигл  / подбираетс  таким образом, чтобы объем плав щегос  металла не перегревалс  выше 1250°С (дл  чугуна), а успевал стекать в приемник 12.

Приемник 12 может быть выполнен по типу миксера ИЧТМ-6.

выравнивани  косинуса ф до величины, близкой к 0,95.

Спираль приемника имеет две ступени холостой обмотки дл  сообщени  приемиику холостого хода при отсутствии отбора жидкого металла.

Дл  обеспечени  непрерывности выплавки металла в индукционно-газовой шахтной печи-вагранке непременным условием  вл етс 

непрерывность ее снабжени  шихтовыми материалами . Количественна  подача этих материалов должна отвечать минутной выдаче металла из сливного носка приемника. С этой целью на шихтарном дворе литейного цеха

должна быть организована площадка дл  заготовки шихты, котора  снабжена расходным бункером, имеющим весовой иитатель. С помощью такого питател  идет непрерывна  загрузка подъемника 16, осуществл ющего непрерывную подачу шихты в загрузочное окно шахты.

Размеры кусков шихты при плавке в индукционной тигельной бессердечниковой печи промышленной частоты имеют важное значение . При пуске иечи в работу шихта должна иметь либо размерность условного шара не менее 200 мм в диаметре, либо в печи доллша непрерывно оставатьс  дол  расплавленного металла, так называемое болото, отвечающее

по весу 25-30% емкости тигл . Более мелка  шихта может быть расплавлена быстро при наличии в тигле упом нутого болота, или при шихте условной кусковатости 100 мм за счет повышени  частоты тока.

Основной частью печи  вл етс  плавильное

устройство. Две цилиндрические стальные

обечайки 17 и 18 с глухим стальным днищем

оперты на раму.

В обечайке 17 высотой выложено из высокоогнеупорного кирпича и специальной набивной массы пространство плавильного тигл  1. В обечайке 18 высотой из специальной циркониевой набивной массы выложен кольцевой индукционный канал трапецеидальной формы со средним диаметром. Канал плотно закрыт блоками из такой же набивной массы, засыпан кварцевым песком и ирикрыт сверху съемными стальными листами, съем которых дает легкий доступ к каналу дл  его ремонта .

По центру обечайки 18 и канала 2 имеетс  отверстие, в которое пропущен стальной сердечник . По изол ции на стальном сердечнике 3 намотана водоохлаждаема  спираль индуктора 7. Сердечник с обеих концов замыкаетс  подковообразным магнитопроводом 4, укрепленным специальными шарнирными хомутами к опорной металлоконструкции печной установки. В нижней части сердечника 5 имеетс  специальное вентил торное устройство 19 дл  вентил ции и воздушного охлаждени  сердечника.

расположен ПО уровню несколько ниже подины тигл , так что при нужде весь металл может быть спущен как из тигл , так и из канала через вспомогательную летку 20, котора  при нормальном ходе плавки плотно заделана огнеупорной пробкой.

В канале создаетс  интенсивна  циркул ци  металла, вызываема  электромагнитными и тепловыми силами. Эта циркул ци  сильно ускор ет процесс плавки и обеспечивает однородность сплава. Угар металла в канальной печи при плавке ниже, чем в какой-либо другой индукционной печи.

Из кольцевого пространства с помощью кол:;-н 21 и кранов 22 воздух подаетс  с помощью магистрального кольцевого трубопровода 23, уложенного на горелочных коробках. От этого трубопровода к каждой горелке даны ответвлени  с индивидуальными краниками .

Как подача воздуха в коробку 24, так и газа в кольцевую магистраль 23 автоматически регулируютс  в зависимости от температуры жидкого чугуна, сливающегос  через канал и в приемник 12.

Туннельные блоки выполн ютс  нз наиболее термостойкой огнеупорной набивочной массы, а в местах выхода в щахту защищены амбразурами 25, выложенными карборундовыми кирпичами.

Туннельные горелки имеют специальные электрические запальные свечи.

Нижний торец шахты 5 ложитс  на верхний торец плавильного тигл  / на глинистой подмазке .

Дл  ремонта тигл  и шахты предусматриваетс  возможность откатки шахты в сторону с помощью специальной тележки 26 и подкрановых путей 27.

Тележка перемещаетс  с помощью приводного механизма 28.

Чтобы откатить щахту, необходимо ее предварительно приподн ть над плоскостью соединени  на 40-50 мм. Дл  этого в углах тележки 26 встроены стальные литые корпуса 29, в которых расточены цилиндрические гнезда дл  гидравлических поршней подъемного устройства.

Корпус шахты имеет четыре лапы 30, с помощью которых он опираетс  на поршни, установленные в корпусах 29 тележки. В эти корпуса под поршни подаетс  давление пор дка 25 ати, что и приподнимает шахту над плоскостью А-А. Давление подаетс  от маслонасосной установки, обслуживающей также поворот приемника 12.

Над верхним отверстием шахты 5 смонтирован выт жной колпак 31 с дымовой трубой, в .который удал ютс  продукты сгорани . Нижн   часть колпака имеет противовесы и пневмоцилиндр, с помошью которых колпак может слегка приподниматьс  над шахтой и позвол ет пропустить под собою шахту при ее откатке. На фигурах этот механизм не показан . Но обеим сторонам приемника изображены два гидравлических цилиндра 32 дл  поворачивани  миксера при необходимости его опорожнени . Нормально приемник работает без поворачивани . Жидкий металл на заливку форм выдаетс  через сливной носок 33.

Заливка металла в приемник-миксер производитс  через основной носок 34, расположенный несколько выше сливного носка 33. Между каналом 11 плавильного тигл  и приемным носком 34 миксера вставлен промежуточный убирающийс  лоток 35. Нри наклоне приемника-миксера этот лоток убираетс .

Нриемник-миксер может быть упрощен и выполнен стационарным, без поворота. В этом случае в нижней его части нужно предусмотреть дополнительную летку дл  слива металла при опорожнении приемника.

Носкольку в приемник в одной части его зеркала сливаетс  еще недогретый металл, а в соседней части зеркала происходит его слив в расходный ковш, в приемнике 72 предусматриваетс  специальна  разделительна  перегородка , преп тствующа  попаданию недогретого металла в слив. Нри наличии этой перегородки в слив может попасть только металл , прошедший перемешивание и догрев в приемнике..

На уровне зеркала металла в приемнике

устроено спускное отверстие дл  скачивани 

шлака. Нерегородка преп тствует попаданию

шлака в готовый жидкий металл, сливаемый

в расходный ковш.

Нерегородка может быть сделана из плавленного магнезита или алунда с температурой плавлени  2050°С.

Нриемник-миксер 12 в течение всего време ни плавки плотно закрыт. Этим предупре даютс  большие потери тепла излучением.

Нредмет изобретени 

Claims (3)

1.Шахтна  плавильна  печь дл  непрерывной плавки чугуна, стали и цветных металлов,

включающа  в себ  шахту дл  подачи шихты , с горелками дл  ее подогрева до 1000°С, отличающа с  тем, что, с целью увеличени  производительности печи при повышении качества металла и обеспечени  универсальности агрегата при непрерывном выпуске, под шахтой установлен, соединенный с ней тигель, сообщающийс  в нижней своей части каналами , с одной стороны - с каналом индукционного плавильного устройства, с другой стороны - с обогреваемым копильником, например индукционным.

2.Шахтна  плавильна  печь по п. 1, отличающа с  тем, что канал индукционного плавильного устройства выполнен со вспомогательной леткой.

3.Шахтна  плавильна  печь по п. 1, отличающа с  тем, что канал, соедин ющий тигель с копильником, расположен на более высоком уровне, чем канал, соедин ющий тигель

№00 - /ffffffS

206607