Печь обезмеживания чернового свинца

(51) 22 13/00 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ Задачей изобретения является упрощение конструкции и обслуживания печи, повышения эффективности обогрева верхнего слоя. Печь включает ванну с желобом для залива чернового свинца и сифон для выпуска обезмежанного свинца,летки слива шлака, штейна, обогреватель верхнего слоя расплава, газоход отвода газа. В качестве обогревателей верхнего слоя расплава она содержит радиационные нагреватели, установленные на внутренней поверхности свода печи. Они передают тепло верхнему слою расплава инфракрасными лучами. Использование радиационных нагревателей существенно упрощает конструкцию печи и е обслуживание. Нагреватели просты по конструкции,легко монтируются и демонтируются. Они позволяют плавно регулировать температуру процесса путм отключения или включения отдельных нагревателей или путм изменения напряжения на трансформаторе,как в ручном, так и в автоматическом режиме. Объмы вредных газов, отводимых из печи в систему очистки завода, в предлагаемой конструкции сведены до минимума.(72) Казиев Мухтар Тасмуханович Протопопов Анатолий Всеволодович Бишимбаев Валихан Козыкеевич(73) Республиканское государственное казенное предприятие Южно-Казахстанский государственный университет им. М. Ауезова Министерства образования и науки Республики Казахстан(54) ПЕЧЬ ОБЕЗМЕЖИВАНИЯ ЧЕРНОВОГО СВИНЦА(57) Изобретение относится к цветной металлургии и может быть использовано в процессах рафинации,например,при очистке свинца от меди(обезмеживание), при очистке свинца от олова,мышьяка, сурьмы (окислительное рафинирование), а также при переработке медных шликеров,дистилляции цинка из серебристой пены. 21713 Изобретение относится к цветной металлургии и может быть использовано в процессах рафинации,например,при очистке свинца от меди(обезмеживание), при очистке свинца от олова,мышьяка, сурьмы (окислительное рафинирование), а также при переработке медных шликеров,дистилляции цинка из серебристой пены и т. д. Известна конструкция печи для очистки чернового свинца от меди Смирнов Н.П. Рафинирование свинца и переработка полупродуктов. - М. Металлургия,1977, с. 280. В этой печи имеется ванна прямоугольной формы с размерами 2,710,2 м и глубиной 1,7 м. Одним из основных условий рафинации свинца в печи является поддержания градиента температуры по высоте слоя расплавленного чернового свинца (веркблея) залитого в ванну. При этом высокую температуру 11001200 С поддерживают в верхнем слое, а низкую 500700 С в нижнем слое расплава. Это необходимо для протекания процесса ликвации меди. Медь, имеющая более высокую температуру плавления, чем свинец,при низких температурах начинает кристаллизоваться. Так как медь легче свинца, е кристаллы начинают всплывать в верхнюю часть слоя, где, вступая в реакцию с сульфидирующими компонентами(оборотные шликера, сода, песок), формируют там два слоя. Нижний слой - это штейн, представляющий собой сульфидные соединения меди, железа и других благородных металлов. Верхний слой - это шлак,состоящий из окислов металлов и металлоидов. Для обогрева верхней части слоя в торце печи установлены две горелки инжекционного, прямоточного типа. За счт продува над слоем горячих газов (продуктов сгорания) температура верхнего слоя поддерживается в пределах 11001200 С. Для поддержания пониженной температуры в нижней части слоя расплава свинца в поде печи вмонтированы кессонные охладители. Недостатками этого устройства печи рафинации являются- сложность конструкции и обслуживания, что обусловлено наличием газовых горелок, сложной системы трубопроводов для газа и воздуха,регулирующей арматуры- потери теплоты с отводимыми дымовыми газами, использование которых затруднено вследствие содержания в них ядовитых, коррозионноактивных серосодержащих компонентов- перегрузка газоочистной системы завода из-за необходимости пропускать большие объмы дымовых газов, содержащих вредные компоненты через очистные сооружения- трудности регулирования температуры по длине и ширине верхнего слоя. Наиболее близким по технической сущности является устройство печи обезмеживания чернового свинца, включающая ванну с желобом для залива чернового свинца и сифон для выпуска обезмеженного свинца, летки слива шлака, штейна, обогреватели верхнего слоя расплава в виде частично погружнных в слой шлака трх угольных электродов. Ширвин Г.Н. Металлургия свинца и цинка. - М. Металлургия, 1982,с. 352. Здесь используется смешанный нагрев, а 2 именно, за счт электрической дуги и за счт прохождения тока через шлак между электродами. В этом устройстве потери теплоты с дымовыми газами минимальны. Дымовые газы здесь формируются продуктами сгорания кокса электродов и газами реакции, образующимися при образовании штейна и шлака. Недостатками этого устройства являются сложность конструкции и обслуживания печи из-за наличия трх угольных электродов, механизмов наращивания и опускания их. Необходимость остановки печи при наращивании электродов. Бесполезные потери энергии на сжигание кокса и расплавление металлической оболочки электродов. Трудность плавного регулирования температуры по длине и ширине слоя. Задачей предлагаемого изобретения является упрощение конструкции и обслуживания печи обезмеживания, повышение эффективности обогрева за счт обеспечения возможности плавного регулирования температурного режима, уменьшения до минимума объмов отбросных газов и бесполезных потерь энергии. Поставленная задача решается тем, что печь,включающая ванну с желобом для залива чернового свинца и сифон для выпуска обезмеженного свинца,летки слива шлака, штейна, обогреватель верхнего слоя расплава, газоход отвода газов, согласно изобретению, в качестве обогревателей верхнего слоя расплава она содержит радиационные нагреватели,установленные на внутренней поверхности свода печи. Они передают тепло верхнему слою расплава за счт инфракрасного электромагнитного излучения. Такие нагреватели, в отличие от угольных электродов,просты по конструкции, легко монтируются и демонтируются, регулируются и автоматизируются. Кроме того, эти нагреватели позволяют исключить бесполезные потери энергии. Устройство печи обезмеживания с радиационными нагревателями показано на фигуре 1. Печь состоит из следующих основных элементов. Это прямоугольная ванна для расплава чернового свинца 1 с желобом для залива чернового свинца 2 и сифоном 3 для выпуска обезмеженного свинца, летками для слива шлака 4 и штейна 5, а также газоход 8 для отвода газов реакции и создания в печи небольшого разрежения. Свод печи 6 овальной формы. На внутренней поверхности свода на угловых полочках 9 установлены радиационные нагреватели 7. В качестве радиационных нагревателей можно использовать,например,дисилицидмолибденовые нагреватели. Они способны нагревать тела до 1300 С. Свод печи должен быть футерован материалом, который по своим свойствам близок к абсолютно-белому телу, например, силлиманитовым кирпичом. Другой вариант - это выложить свод любым огнеупорным материалом и на поверхность его напылить микронный слой металлов титана или молибдена, имеющих очень низкую степень черноты при высоких температурах. Такой слой будет хорошо отражать инфракрасные лучи на поверхность расплава в печи. При изготовлении огнеупорных кирпичей свода в них необходимо сделать угловые полочки 9 для установки на них радиационных нагревателей 7. 21713 Предлагаемая печь обезмеживания работает следующим образом. Вначале включают радиационные нагреватели 7, прогревают внутренний объм печи и футеровку до 400550 С, т.е. до температуры ликвации. После разогрева печи ванну 1 заполняют жидким свинцом низших марок, чтобы защитить футеровку от коррозии. Далее температуру верхнего слоя расплава нагревают до 700800 С и загружают в печь сульфидирующие компоненты с восстановителем(коксик,угольная мелочь,нефтекокс). Температуру верхнего слоя расплава доводят до 10001200 С и загружают в печь черновой свинец. Отрафинированный (обезмеженный) свинец выводят из печи при 450600 С через сифон 3. Образующиеся шлак, штейн по мере накопления отводят из печи через летки 4 и 5. Отключением или подключением отдельных радиационных нагревателей, а также изменением напряжения на трансформаторе можно очень гибко регулировать температуру процесса в печи. Применение радиационных нагревателей исключает такие бесполезные потери энергии, как затраты энергии на сжигание кокса и расплавление металлической оболочки электродов, имеющих место в электродуговых печах. Кроме того, по сравнению с прототипом упрощается устройство и обслуживание печи, так как не нужны механизмы удержания и опускания электродов и сами электроды, для которых непрерывно нужно изготавливать металлические оболочки и электродную массу, не нужны сварщики для наращивания электродов. Таким образом, в предлагаемом изобретении решены все поставленные задачи. А именно, упрощена конструкция и облегчено обслуживание печи обезмеживания, повышена эффективность обогрева. Процесс регулирования температуры легко автоматизируется, а объм вредных газов, отводимых из печи в систему очистки завода, сведн до минимума ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Печь обезмеживания чернового свинца,включающая ванну с желобом для залива чернового свинца и сифон для выпуска обезмеженного свинца,летки слива шлака, штейна, обогреватели верхнего слоя расплава, газоход отвода газов, отличающаяся тем, что в качестве обогревателей верхнего слоя расплава она содержит радиационные нагреватели,установленные на внутренней поверхности свода печи.