Электродуговая фосфорная печь

(51) 27 11/08 (2010.01) 27 11/00 (2010.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ при этом вокруг каждого электрода на огнеупорной плите установлены камеры схода шихты, каждая из которых образована боковыми поверхностями двух усеченных конусов,имеющих одинаковые основания сечения, высоты конусов совпадают с осью электрода, диаметр основания сечения конусов составляет 1,2-1,4 диаметра электрода, при этом вершинный угол верхнего конуса меньше, а нижнего конуса больше угла естественного откоса шихты равномерно по периметру нижнего конуса на высоте начала твердофазной зоны печи установлены сопловые аппараты, выходные сечения которых совпадают с боковой поверхностью нижнего конуса и соединенных трубопроводами со струйными смесителями. Указанная конструкция фосфорной печи позволяет вовлечь в процесс электровозгонки фосфоритную кусковую мелочь, поддерживать давление газов над ванной расплава в заданных пределах, обеспечить равномерный сход шихты,одинаковые скорости просасываемых газов в горизонтальных сечениях камер схода шихты,снизить теплопотери через футеровку корпуса.(72) Пак Ин Михайлович Ем Татьяна Михайловна Пак Михаил Иванович(73) Некоммерческое акционерное общество Алматинский университет энергетики и связи(57) Изобретение относится к химической промышленности и металлургии, конкретно к конструкции электродутовых фосфорных печей. Электродуговая фосфорная печь, содержит корпус, нижняя часть которого выполнен из графитовых блоков, а верхняя футерована, свод,электроды, загрузочные патрубки, газоотводящую трубу, летки для выпуска расплава, горизонтальную огнеупорную плиту,установленную между графитовыми блоками и футеровкой, струйные смесители, установленные на огнеупорной плите, Изобретение относится к химической промышленности и металлургии, а именно к конструкции фосфорных печей для электровозгонки желтого фосфора из фосфоритного сырья. Известна электродуговая фосфорная печь 1,содержащая корпус, нижняя часть которого выполнена из графитовых блоков, а верхняя футерована,загрузочные патрубки,свод,газоотводящую трубу, летки для выпуска расплава,снабженная установленной между графитовыми блоками и футеровкой корпуса горизонтальной огнеупорной плитой с отверстиями под электроды,причем отношение диаметра отверстий в ней к диаметру электрода может составлять 1,2-1,4. Известна также электродуговая фосфорная печь 2, принятая за прототип, содержащая корпус,нижняя часть которого выполнена из графитовых блоков, а верхняя футерована, свод, электроды,загрузочные патрубки, газоотводящую трубу, летки для выпуска расплава,горизонтальную огнеупорную плиту,установленную между графитовыми блоками и футеровкой,на горизонтально огнеупорной плите в пространстве между электродами и корпусом печи установлены три камеры смешения и перепуска газов с системой отверстий по периметру камеры, равномерно размещенных на уровне начала твердофазной зоны печи, при этом каждая камера снабжена струйным смесителем. В указанной фосфорной печи в пространстве между электродами и над камерами смешения могут образовываться застойные зоны схода шихты,отдельные отверстия для перепуска газов могут забиваться кусками шихты с образованием неравномерности просасывания газов в начале твердофазной зоны печи, а также в пространстве внутри камер смешения через футеровку корпуса имеет место повышенные теплопотери. Техническим результатом изобретения наряду с вовлечением в процесс электровозгонки фосфоритной кусковой мелочи (фракций 5 мм) без ее предварительной переработки и поддержанием давления газов над ванной расплава в заданных пределах является обеспечение равномерного схода шихты и одинаковой скорости просасываемых газов в горизонтальных сечениях около электродов,снижение теплопотерь через футеровку корпуса печи. Это достигается тем, что в электродуговой фосфорной печи, содержащей корпус, нижняя часть которого выполнена из графитовых блоков, а верхняя футерована, свод, электроды, загрузочные патрубки, газоотводящую трубу, летки для выпуска расплава, горизонтальную огнеупорную плиту,установленную между графитовыми блоками и футеровкой, струйные смесители, установленные на огнеупорной плите, согласно изобретению вокруг каждого электрода на огнеупорной плите установлены камеры схода шихты, каждая из которых образована боковыми поверхностями двух усеченных корпусов,имеющих одинаковые основания сечения высоты конусов совпадают с осью электрода, диаметр основания сечения конусов 2 составляет 1,2-1,4 диаметра электрода, при этом вершинный угол верхнего конуса меньше, а нижнего конуса больше угла естественного откоса шихты равномерно по периметру нижнего конуса на высоте начала твердофазной зоны печи установлены сопловые аппараты, выходные сечения которых совпадают с боковой поверхностью нижнего конуса, и соединенных трубопроводами со струйными смесителями. Сущность изобретения поясняется чертежами,где на фиг. 1 - печь, общий вид на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1. Фосфорная печь содержит корпус 1, нижняя часть которого выложена графитовыми блоками 2, а верхняя футерована 3, свод 4, электроды 5,загрузочные патрубки 6, газоотводящую трубу 7,летки 8, горизонтальную огнеупорную плиту 9,камеры схода шихты 10, сопловые аппараты 11,струйные смесители 12. Печь работает следующим образом. Подготовленная шихта по загрузочным патрубкам 6 поступает в рабочую зону печи. Шихта в зоне ниже уровня пересечения верхних конусов между собой и корпусом печи движется в области между поверхностью электрода 5 и боковой поверхности конусов 10. В установившемся режиме ванна печи заполняется расплавом, и целевая реакция протекает за счет джоулева тепла, выделяющегося в основном в реакционном тигле под торцом электродов. Газообразные продуктыреакции восстановления фосфора из газовой зоны ванны печи поступают в струйные смесители 12, в которых они смешиваются с печными газами в заданной пропорции. Температура смеси газов не должна превышать температуру начала деформации самой легкоплавкой компоненты шихты. Смесь газов по трубопроводу поступает в сопловые аппараты 11,через которые они поступают в камеры схода шихты. Проходя через шихту, куски которой движутся навстречу газам, газы охлаждаются, затем по газоотводящей трубе 7 через электрофильтр поступают в конденсатор. Нагрев шихты до температуры плавления и плавление ее происходит в зоне ниже уровня выходных сечений сопел и выше уровня расплава в основном за счет переноса тепла от расплава эффективной теплопроводностью шихты и электрода. Расплав шихты периодически выпускается через летки. Установка на горизонтальных огнеупорных плитах камер схода шихты, система смешения и перепуска газов со струйными смесителями и сопловыми аппаратами позволяет выровнять профили скоростей движения шихты и газов по периметрам цилиндрических поверхностей,коаксиальных с электродом, за счет чего исключаются застойные зоны схода шихты. Подача газа в начале твердофазной зоны позволяет вовлечь в процесс электровозгонки фосфоритную мелочь(фракции 5 мм). Система перепуска газов и конструкция камер схода шихты существенно снижает теплопотери печи в окружающую среду,исключает перегрев расплава. Список литературы 20251 1. Авторское свидетельство СССР 1122879,кл. 27 11/08, 27 1/00, 1984. 2. Предварительный патент РК 8079, 1999. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Электродуговая фосфорная печь, содержащая корпус, нижняя часть которого выполнена из графитовых блоков, а верхняя футерована, свод,электроды, загрузочные патрубки, газоотводящую трубу, летки для выпуска расплава, горизонтальную огнеупорную плиту,установленную между графитовыми блоками и футеровкой, струйные смесители, установленные на огнеупорной плите,отличающаяся тем, что вокруг каждого электрода на огнеупорной плите установлены камеры схода шихты, каждая из которых образована боковыми поверхностями двух усеченных конусов, имеющих одинаковые основания сечения, высоты конусов совпадают с осью электрода, диаметр основания сечения конусов составляет 1,2-1,4 диаметра электрода, при этом вершинный угол верхнего конуса меньше, а нижнего конуса больше угла естественного откоса шихты равномерно по периметру нижнего конуса на высоте начала твердофазной зоны печи установлены сопловые аппараты, выходные сечения которых совпадают с боковой поверхностью нижнего конуса и соединенных трубопроводами со струйными смесителями.