Высокотемпературная центрифуга для выплавки ферросплавов металлотермическим способом

(51) 22 9/02 (2012.01) 22 1/00 (2012.01) 22 33/00 (2012.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ двигатель, соединенный ременной передачей с установленным на валу тиглем с заведенной в него нихромовой спиралью, который представляет собой конусообразный стальной кожух с отверстиями в его нижней и верхней частях тигель имеет внутренний кольцевой выступ на половине высоты тигля и неподвижно подвешенную крышку с отверстием закрепленный к тиглю конусообразный поддон с отверстием в центре дна, в которое заведена труба,проходящая внутри вала,и отверстиями,расположенными по радиусу дна, на не вращающейся части вала установлен патрубок, при этом тигель с поддоном установлен на переходной опорный фланец. Высокотемпературная центрифуга для выплавки ферросплавов металлотермическим способом позволяет реализовать энергосберегающий способ непрерывной выплавки ферросплавов с максимальным извлечением металла из шихты за счет плавки в режиме СВС при наложении центробежных сил.(72) Ксандопуло Георгий Иванович Ксандопуло Галина Георгиевна(54) ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНАЯ ЦЕНТРИФУГА ДЛЯ ВЫПЛАВКИ ФЕРРОСПЛАВОВ МЕТАЛЛОТЕРМИЧЕСКИМ СПОСОБОМ(57) Изобретение относится к металлургии, а именно, к устройствам для выплавки ферросплавов металлотермическим способом,обогащения минерального сырья. Высокотемпературная центрифуга для выплавки ферросплавов металлотермическим способом, содержит Изобретение относится к металлургии, а именно, к устройствам для выплавки ферросплавов металлотермическим способом,обогащения минерального сырья. Известно устройство для выплавки ферросплавов алюминотермическим способом, содержащее тигель,выполненный из чугуна и снабженный герметично закрывающейся крышкой с манометром и клапаном для сброса давления, а также систему поджига экзе термической смеси как снизу, так и сверху. (К Инновационный патент 21865, кл. С 22 В 5/10, С 22 С 33/00, опубл. 16.11.2009, бюл. 11). Недостатком известного устройства является невозможность осуществления непрерывной выплавки ферросплавов. Наиболее близким техническим решением к заявляемому,является высокотемпературная центрифуга, содержащая установленные на валу двигатель,крестовину,со сбалансировано закрепленными на ней тиглями, каждый из которых представляет собой стальной кожух с крышками,имеющими отверстие, и сменным огнеупорным стаканом, и коллекторы токосъема, контактирующие со щеточным узлом и спиралью, заведенной в тигель через крышку, при этом, на стенке тигля выполнены отверстия для размещения датчиков температуры и скорости горения, которые соединены с коллектором токосъема. ( Инновационный патент 23989, кл. С 22 В 9/00, 5/04, 59/00, С 22 С 1/00 01 1/18, опубл. 16.05.2011) Недостатком известного устройства является невозможность осуществления непрерывной выплавки ферросплавов. Задачей заявляемого технического решения является разработка высокотемпературной центрифуги ферросплавов металлотермическим способом, техническим эффектом которой является реализации энергосберегающего способа непрерывной выплавки ферросплавов с максимальным извлечением металла из шихты. Задача решается тем, что высокотемпературная центрифуга для выплавки ферросплавов металлотермическим способом, содержит двигатель,соединенный ременной передачей с установленным на валу тиглем с заведенной в него нихромовой спиралью,который представляет собой конусообразный стальной кожух с отверстиями в его нижней и верхней частях и имеет внутренний кольцевой выступ на половине высоты тигля и неподвижно подвешенную крышку с отверстием, к тиглю закреплен конусообразный поддон с отверстием в центре дна, в который заведена труба, проходящая внутри вала, и отверстиями, расположенными по радиусу дна, на не вращающейся части вала установлен патрубок, при этом тигель с поддоном установлен на переходной опорный фланец. Существенным отличием заявляемого технического решения является то, что двигатель и тигель соединены ременной передачей, тигель выполнен в форме конуса, с отверстиями в его нижней части и верхней и имеет внутренний кольцевой выступ на половине высоты тигля и неподвижно подвешенную крышку с отверстием, а к тиглю 2 закреплен конусообразный поддон с отверстием в центре дна, в которое заведена труба, проходящая внутри вала, и отверстиями, расположенными по радиусу, на не вращающейся части вала установлен патрубок, при этом тигель с поддоном установлен на переходной опорный фланец. Двигатель посредством ременной передачи передает вращение валу, на котором установлен тигель с крышкой. Крышка тигля подвешена, таким образом обеспечивая выход газов, возникающих при плавке шихты. Кроме того, крышке тигля, имеющей отверстие, не передается вращательное движение с целью точной непрерывной загрузки шихты. Конусообразный стальной тигель предназначен для плавки шихты в режиме горения иначе,самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС), который не требует нагрева сырья извне до температуры его плавления. Конусообразная форма тигля при его вращение обеспечивает прогрев большей площади шихты, соответственно ее качественное проплавление и вместе с тем разделение расплава на шлак и непосредственно ферросплав при непрерывной загрузке. Отверстия, расположенные в верхней части тигля,предназначены для слива шлака, а отверстия,расположенные в нижней части тигля - для слива ферросплава при непрерывной загрузке шихты. При проплавлении шихты, продукты расплава,шлак и ферросплав, разделяются по плотности, однако при центрифугировании происходит их некоторое перемешивание. Внутренний кольцевой выступ,находящийся на половине высоты тигля, предназначен для разделения расплава на шлак и ферросплав,предотвращая захлестывание выплавленного ферросплава на шлак, повышая качество конечного продукта. Закрепленный к тиглю конусообразный поддон с отверстием в центре дна, в которое заведена труба,проходящая внутри вала,и отверстиями,расположенными по радиусу,и патрубок,установленный на не вращающейся части вала представляют собой систему охлаждения тигля. Переходной опорный фланец для поддержки на валу тигля с поддоном и одновременно обеспечивает переход от диаметра тигля к диаметру вала. Таким образом, заявляемая высокотемпературная центрифуга для выплавки ферросплавов металлотермическим способом, в отличие от известной, позволяет реализовать энергосберегающий способ непрерывной выплавки ферросплавов с максимальным извлечением металла из шихты за счет плавки в режиме СВС при наложении центробежных сил. Высокотемпературная центрифуга для выплавки ферросплавов металлотермическим способом содержит двигатель 1, соединенный ременной передачей 2 с установленным на валу 3 тиглем 4, с заведенной в него нихромовой спиралью 5 и неподвижно подвешенной крышкой 6 с отверстием 7 тигель представляет собой конусообразный стальной кожух с отверстиями 8, в его нижней части и отверстиями 9 верхней части и имеет внутренний кольцевой выступ 10 на половине высоты тигля закрепленный к тиглю конусообразный поддон 11 с отверстием в центре дна 12, в которое заведена труба 13, проходящая внутри вала, и отверстиями,расположенными по радиусу дна 14, на не вращающейся части вала установлен патрубок 14, при этом тигель с поддоном установлен на переходной опорный фланец 16. (фиг.1) Высокотемпературная центрифуга для выплавки ферросплавов металлотермическим способом работает следующим образом. Двигатель 1 посредством ременной передачи 2 вращает вал 3 с тиглем 4 и конусообразным поддоном 11, установленным на переходном опорном фланце 16. Через отверстие 7 в неподвижно подвешенной крышке 6 непрерывно подают шихту на расплавленную экзотермическую смесь,которую поджигают нихромовой спиралью 5, заведенную в тигель. Экзотермическая смесь, в свою очередь, инициирует процесс плавки. Выплавка ферросплава проходит в режиме СВС при наложении центробежных сил с одновременным разделением расплава на шлак и ферросплав с помощью внутреннего кольцевого выступа 10. Через отверстия 8 сливают выплавленный ферросплав. Через отверстия 9 сливают шлак. Одновременно через отверстие 12 по трубе 13 подают в поддон 11 воду, которая охлаждает его и, стекая по отверстиям 14, выводится через патрубок 15. Пример. На дно тигля 4 с конусообразным поддоном 11,установленного на переходном опорном фланце 16,засыпают экзотермическую смесь и подают кратковременный электрический импульс поджига нихромовой спиралью 5, инициируя таким образом,процесс плавки шихты в режиме СВС. При достижении расплавом температуры равной 25002800 С, включают двигатель 1. Двигатель 1 посредством ременной передачи 2 вращает вал 3. При наборе валом 3 скорости 500 об/мин., расплав экзотермической смеси под воздействием центробежных сил принимает форму конусообразного тигля, таким образом, прогревая равномерно всю поверхность тигля 4. Через отверстие 7 в крышке 6 непрерывно подают шихту со скоростью 8 кг/ мин. В результате наложения центробежных сил на расплав,получаемый в режиме СВС, он постоянно имеет конусообразную форму и непрерывно подаваемая шихта, попадая в тигель, не снижает в нем температуру, необходимую и достаточную для проплавления ферросплавов. Кроме того,центробежные силы, возникающие при вращении тигля 4, и внутренний кольцевой выступ 10 способствуют качественному разделению расплава на шлак и конечный продукт - выплавляемый ферросплав. Через отверстия 8 сливают выплавленный ферросплав. Через отверстия 9 сливают шлак. Одновременно через отверстие 12 по трубе 13 подают в поддон 11 воду, которая охлаждает его и стекая по отверстиям 14, выводится через патрубок 15. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Высокотемпературная центрифуга для выплавки ферросплавов металлотермическим способом,содержащая двигатель, установленный на валу тигель,с заведенной в него нихромовой спиралью, который представляет собой стальной кожух с крышкой,имеющей отверстие, отличающаяся тем, что двигатель и тигель соединены ременной передачей,тигель выполнен в форме конуса, с отверстиями в его нижней и верхней частях и внутренним кольцевым выступом на половине высоты тигля, к тиглю закреплен конусообразный поддон с отверстием в центре дна, в которое заведена труба, проходящая внутри вала, и отверстиями, расположенными по радиусу, на не вращающейся части вала установлен патрубок, при этом, крышка тигля неподвижно подвешена и тигель с поддоном установлен на переходной опорный фланец.