Рудноплавильные или руднотермические печи

Применяется для выплавки штейна из Сu-Ni, медно – никелевой руды медных концентратов, огарка, окатышей и др.

Рис. 38:

1 – подина (хромомагнезит, магнезит, шамот);

2 – шпуровые отверстия;

3 – стенка (магнезит или хромомагнезит, снаружи шамот, облицовывается металлическими листами);

4 – электрод (обожённый, самообжигающийся): обжённый применяется при недопустимости попадания железа в расплав; самообжигающийся формируется в специальном кожухе толщиной 0,6 – 2,5 мм из отдельных металлических секций высотой 1400 мм. Внутри корпуса навариваются перегородки (продольные) для обеспечения надёжного контакта с электродной массой. Отдельные секции кожуха свариваются, швы зачищаются, так как поверхность электрода должна быть гладкой. В противном случае между подводом тока и электродом будут возникать дуговые разряды. Электродная масса состоит из термоантрацита, нефтяного и пекового кокса в качестве связующего используется каменноугольный пек. При t⁰ 75 – 80 °С анодная масса размегчается, растекается и полностью заполняет объём кожуха. При t 300 °С масса спекается. Электропроводность электрода меняется в зависимости от температуры, при повышении температуры электропроводность повышается. Спекаемый электрод имеет меньшее удельное сопротивление нежели исходная анодная масса. Диаметр электрода от 500 – 1200 мм;

5 – свод изготовлен из шамота арочной конструкции, загрузка осуществляется через отверстие в своде аналогично отражательной печи;

6 – жаростойкое уплотнение должно обеспечивать герметизацию свода и препятствовать выбиванию газов;

7 – электрозажим состоит из 6 – 8 охлаждаемых щёк, которые по периметру охватывают электрод, прижатие щёк регулируется пружинами. Щёки имеют каналы для прохождения воды;

8 – водоохлаждаемый шинопровод подключается к печному трансформатору в зависимости от размеров и мощности печи. Подвод через медные трубы, внутри которых вода;

9 – специальный цилиндр для поддержания токоподводящего устройства, толщина стенки 6 – 8 мм диаметр на 120 – 150 мм больше диаметра электрода. Мантель подвешивается к лебёдке либо к пружинно – гидравлическому перепускному устройству;

10 – механизм подъёма – опускания и перепуска электродов: на старых и малых механическое, на крупных пружинно – гидравлическое. Опускание электрода происходит под действием разности веса электрода и силы трения, возникающей в токоподводящем устройстве. Скорость опускания регулируется изменением сопротивления сливной магистрали в гидроцилиндрах подъёма и опускания;

11 – подпятовые балки обеспечивают опору для свода по всей длине печи. Работают на изгиб;

12 – стойки печи жёстко заделываются в фундамент (малые и средние печи), стойки стягиваются подпружиненными тягами, материал тяг должен обладать высоким магнитным сопротивлением для предотвращения возникновения вихревых токов;

13 – столбчатый фундамент, температура подины выше, чем у ограничительных балок, что позволяет осуществлять продувку подины воздухом и облегчает ремонт.

С торцевой стенки имеется окно с желобом для заливки конвертерного шлака.

Примечание: длина – 24,6 м

ширина – 6,4 м

высота – 6 м

мощность – 48000 кВт

диаметр электрода – 1200 мм

ток – 27000 А

число электродов – 6

Место эксплуатации - Норильский комбинат.

Достоинства: малые потери металла со шлаком и пылью, более высокое извлечение металла в штейн, лучшие условия труда, высокий тепловой кпд 60 – 62 %, меньшее количество газов, возможность их утилизации.

Недостатки: необходимость в большом расходе электроэнергии, необходимость подсушки шихты, низкая степень десульфуризации, получение бедных штейков.

4.6. Расчёт металлического каркаса печей

Рис. 39.

Арочный свод опирается на пятовые балки, на них действует реакция А и вертикально Q

, - вес свода,

тогда

,

при повышении температуры силы бокового распора А увеличиваются , где ÷ , при изменении температуры – 900° ÷ 1750°.

Свод представляет собой часть боковой поверхности цилиндра с центральным углом , отсюда сила от веса свода между двумя стойками на расстоянии .

, ,

где - расстояние между стойками;

- центральный угол;

- толщина огнеупорной кладки и теплоизоляции;

- средний радиус огнеупорной кладки и теплоизоляции;

- плотность огнеупора и теплоизоляции.

Расчёт пятовой балки

,

.

Расчёт стоек

Каркас должен выдерживать нагрузку при разрушении одной стойки

.

Расчёт поперечных связей

Работают на растяжение

,

,

, .