книги / Неформованные огнеупоры. Свойства и применение неформованных огнеупоров Сост. И. Д. Кащеев [ др.]; Под ред. И. Д. Кащеева
.pdfГлава 6.
ПРИМЕНЕНИЕ НЕФОРМОВАННЫХ ОГНЕУПОРОВ В ПЕЧАХ ЦВЕТНОЙ МЕТАЛЛУРГИИ
6.1. Печи для производства меди
Для окислительного обжига высокосернистых и обедненных медью концентратов и руд применяются печи кипящего слоя и многоподовые печи.
Печь кипящего слоя показана на рис. 6.1. Печь состоит из реакционной (рабочей) камеры, подины с отверстиями для газораспределительных сопел, устройства для по дачи дутья, камер загрузки и выгрузки материала и газохода. Общая площадь пода колеблется от 16,5 до 23,5 м2, высота 9,6-11 м, диаметр в зоне кипящего слоя 1,7 м, над слоем — 4,6-7,5 м.
Многоподовая печь показана на рис. 6.2. Печь состоит из цилиндрического кожуха и нескольких подов. В центральной части проходит вал, к которому прикреплены перегребатели с гребками. Температура материала на поду достигает 800 °С.
Для плавки сульфидных концентратов на штейн применяют шахтные печи, пламен ные отражательные печи и руднотермические печи.
Шахтная печь для плавки на штейн показана на рис. 6.3. Печь состоит из шахты, внутреннего горна, наружного горна отстойника, колошника с устройством для заг рузки шихты и шатра. Печи имеют прямоугольную форму, длина печей от 4 до 15 м, высота от лещади до колошника 6-8 м. Максимальная температура в печи 1300-1600 °С.
В шахтных печах для полупиритной плавки шахта полностью кессонирована, для медно-серной плавки (рис. 6.4) кессонируют только фурменный пояс.
Пламенная отражательная печь для плавки на штейн показана на рис. 6.5. Печь име ет прямоугольную форму. Основные элемен ты печи — подина (лещадь), стены и свод.
|
1 |
|
|
2 |
|
Выгрузка |
3 |
|
4 |
||
огарка |
||
Рис. 6.1. Схема устройства печи кипящего слоя: 1— |
|
|
подина; 2 — футеровка стен; 3 — свод; 4 — корпус |
|
|
печи; 5 — кипящий слой; 6 — форкамера; 7— пита- |
Рис. 6.2. Многоподовая печь: 1 — поды; 2 — |
|
тель шихты |
кожух с футеровкой; 3 — вал; 4 — гребки |
Рис. 6.3. Шахтная печь для |
|
|
медной плавки: 1— газоход; |
|
|
2 — шатровый колошник; 3 |
\ |
\ |
— створки загрузочных |
||
окон; 4 — загрузочные пли |
|
|
ты; 5— шахтапечи; 6— кес |
|
|
соны; 7— система охлажде |
|
|
ния кессонов; 8— кольцевой |
! |
1 |
воздухопровод; 9 — фурмы; |
10 — лещадная плита; 11 — |
А |
|
|
фундамент; 12— выпускной |
|
желоб; 13 — передний горн |
|
Рис. 6.4. Шахтная печь с герме тичным колошником для медно серной плавки: 1 — горн; 2 — шахта; 3— шатер; 4— колошник; 5 — футеровка шахты
Длина печей от 28 до 40 м, ширина Юм, высота от свода до подины 4-4,5 м, площадь пода 180-350 м2. Максимальная температура в печи 1550-1600 °С, температура в хво стовой части печи не ниже 1150 °С, температура в жидкой ванне 1050-1400 °С.
Руднотермическая шестиэлекгродная печь для плавки на штейн показана на рис. 6.6. Шестиэлекгродная печь прямоугольной формы имеет длину 20,5-27,5 м, ширину 5,5— 6,7 м, площадь подины от 58 до 185 м2. Температура шлака достигает 1450 °С и выше, температура штейна 1200-1300 °С.
Для автогенной плавки сульфидных концентратов во взвешенном состоянии приме няют печи взвешенной плавки (ВП), кислородно-факельной плавки (КФП), кислород но-взвешенной циклонно-электротермической плавки (КИВЦЭТ), а для плавки в жид кой ванне — печь Ванюкова (ПВ).
Печь взвешенной плавки (ВП) показана на рис. 6.7. Печь состоит из двух вертикаль ных шахт (плавильной и газохода-аптейка), горизонтальной камеры-отстойника и при мыкающего котла-утилизатора. Плавильная шахта имеет внутренний диаметр 3-8 м и высоту 7-12 м. Температура в плавильной шахте 1400-1500 °С, в отстойнике 1250— 1300 °С.
Печь кислородно-факельной плавки (КФП) показана на рис. 6.8. Печь выполнена в виде прямоугольной камеры, в своде которой расположен вертикальный газоход. Внут-
Рис. 6.5. Отражательная печь с подвесным сводом: 1— лещадь; 2 — фундамент; 3 — окно для горелки (форсунки); 4 — металлический каркас печи; 5 — запасный шпур; б— загрузочные отверстия; 7— шпуры для выпуска штейна; 8 — шлаковое окно; 9 — газоход (аптейк); 10— свод; 11 — стены
ы
Рис. 6.8. Печь кислородно-факельной плавки (КФП): 1 — шихто-кислородная горелка; 2 — верти кальный газоход; 3 — плавильная зона рабочего пространства печи; 4 — устройство для выпуска шлака; 5 — футеровка печи
Рис. 6.9. Схема установки КИВЦЭТ: 1— плавильный циклон; 2 — отстойная камера; 3 — электрообогреваемый отстойник; 4 — перегородка; 5— бункера для кокса; 6— футеровка; 7— конденсатор цинка; 8 — камера для дожигания паров цинка
ренняя длина печи 20 м, ширина 6 м, глубина ванны 1-1,5 м, высота рабочего про странства 4-4,5 м. Температура штейна 1180-1200 °С, температура шлака 12201250 °С.
Схема установки КИВЦЭТ показана на рис. 6.9. Основные элементы установки — плавильный циклон, электрообогреваемый отстойник и отстойная камера. Темпера тура в циклоне 1550-1650 °С, в газовом пространстве 1100-1200 °С, шлака на выпус ке 1320-1360 °С.
Печь Ванюкова (ПВ) для плавки в жидкой ванне показана на рис. 6.10. Печь шахтно го типа прямоугольной формы состоит из плавильной шахты, горна и двух примыка ющих к торцам шахты сифонов для непрерывного выпуска шлака и штейна. Длина печи 10-30 м, ширина 2,5-3 м, общая высота шахты 6-6,5 м. Температура в подфур менной зоне ванны печи 1300 °С, в зоне окисления сульфидов 1500-1600 °С.
Конвертирование медных штейнов производится в конвертерах периодического и непрерывного действия.
Горизонтальный конвертер периодического действия показан на рис. 6.11. Длина корпуса конвертера от 6,1 до 10,2 м, диаметр 3-4 м. Температура расплава 1300-1400 °С, в области фурм до 1700 °С.
Агрегат непрерывного конвертирования показан на рис. 6.12. Длина корпуса агре гата Юм, диаметр 3,95 м.
Для огневого рафинирования черновой меди применяют стационарные отражатель ные и наклоняющиеся печи. Стационарные отражательные печи применяют для огне вого рафинирования как жидкой, так и твердой меди (анодные печи), а также для пе-
Рис. 6.10. Печь для плавки в жидкой ванне (ПВ): 1— сифоны для выпуска шлака и белого матта; 2 —• окно для установки горелки; 3 — отверстие для загрузки шихты; 4 — футеровка печи
4
Рис. 6.11. Горизонтальный конвертер: 1— кор пус; 2 — футеровка торцовых стен; 3 — фур менные трубки; 4— горловина; 5 — свод; б— противофурменная зона; 7— фурменный пояс; 8 — лещадь
реплава и дополнительного рафинирования катодной меди при выплавке вайербарсов (вайербарсовые печи).
Стационарная отражательная рафинировочная печь показана на рис. 6.13. Печь по хожа на отражательную печь для плавки сульфидных концентратов на штейн, но име ет ряд особенностей. Длина печей от 4,8 до 14,6 м, ширина 2,5-4,8 м, глубина ванны 0,46-0,94 м.
Наклоняющаяся рафинировочная печь показана на рис. 6.14. Печь конструктивно схожа с горизонтальным конвертером (см. рис. 6.11). Размеры печи по кладке: длина 9,2 м, диаметр бочки 3,9 м, глубина ванны 1,29 м.
Ниже показано применение неформованных огнеупоров в печах для производства меди.
В печах кипящего слоя подину выполняют из огнеупорного бетона на жидком стек ле или портландцементе, она представляет собой плиту или арку толщиной 200-300 мм с отверстиями для газораспределительных сопел.
Рис. 6.12. Агрегат непрерывного конвертирования штейна: 1 — кладка; 2 — каркас с приводом; 3 — отверстие для заливки белого матта; 4 — горелочные устройства; 5 — отверстия для загрузки флюсов; 6 — фурма; 7— шпур для выпуска черновой меди
8 |
9 |
Рис. 6.13. Стационарная рафинировочная печь: 1— столбчатый фундамент; 2 — основной фундамент; 3 — лещадь; 4 — откос; 5 — шлаковое окно; 6— каркас крепления печи; 7— газоход; 8— свод; 9 — стены; 10— горелочное окно; 11— горелка; 12— загрузочные (рабочие) окна; 13— щелевая летка
А - А
Рис. 6.14. Наклоняющаяся рафинировочная печь: 1— окно для горелки; 2 — кожух печи; 3 — футе ровка; 4 — горловина; 5 — напыльник; 6 — окно для дразнения; 7 — привод поворота печи; 8 — летка для меди; 9 — фурма
В пламенных отражательных печах для плавки на штейн лещадь по конструктивно му оформлению и способу выполнения подразделяется на наварную, набивную, ли тую и кирпичную, по составу применяемых огнеупоров в рабочем слое — на кислую (кварцитовую и динасовую) и основную (периклазохромитовую, хромитопериклазовую и периклазовую). При изготовлении наварной лещади (рис. 6.15) на фундаменте выкладывают несколько рядов строительного, а затем огнеупорного кирпича (шамот ного, динасового и легковесного), после чего послойно (по 100 мм) затрамбовывают горячую смесь мелкодисперсного кварцита с содержанием 8Ю2 > 90 % или речного песка с добавкой 10-15 % огнеупорной глины и 5 % жидкого стекла. Затем для прида ния монолитности осуществляют наварку подины. Для этого печь медленно в течение 10-15 сут нагревают до 1500-1550 °С, а затем также медленно охлаждают. При этом происходит перекристаллизация кварца в тридимит, и лещадь сваривается, становясь монолитной. Для устранения пористости лещади в печи сначала плавят легкоплавкие шлаки, которые проникают в поры, а затем печь охлаждают, в результате чего лещадь становится монолитной и приобретает свойства, необходимые для удержания штей на. Толщина кварцевого слоя 600-700 мм; в последнее время толщину наварного слоя уменьшают до 200 мм.
При изготовлении набивной лещади с основным рабочим слоем на кладку в не сколько слоев динасового или шамотного кирпича набивают способом трамбования слои периклазовой массы общей толщиной 1-2 м с последующим обжигом.
Набивная литая лещадь выполняется из периклазового крупнозернистого порошка фракции 20-50 мм путем послойного трамбования (толщина каждого слоя 200 мм), разогревало 1400-1500 °С и заливки в лещадь конвертерного шлака с высоким содер жанием магнетита. Набивку периклазовым порошком и заливку шлаком производят поверх футеровки из хромитопериклазовых изделий, выложенных обратным сводом толщиной 1,0-1,5 м.
Кирпичную лещадь в рабочей части изготавливают из динасового кирпича полнос тью, из периклазохромитовых сводовых изделий ПХС полностью в виде обратной