4.1.3 Машины для обработки колошника
Ранее при выплавке кристаллического кремния колошник обрабатывали вручную деревянными жердями. Сейчас операции по обработке колошника – осадку и подгребание шихты к электродам осуществляют специальные машины.
На рис. 175 показана схема опиковочной машины, сконструированной на Днепровском алюминиевом заводе им. С. М. Кирова. Машина представляет собой самоходную тележку 9, перемещающуюся на колесах 10 по круговым рельсам вокруг печи. Тележка приводится в движение от пневмодвигателя 7 через редуктор 8 и цепную передачу 11. Рабочим органом является пика 1, закрепленная через лоток 2 на несущей штанге 3. Штанга перемещается в направляющих (вертикальных и горизонтальных) роликах, закрепленных на качающейся раме 5, с помощью пневмоцилиндра 6, шток которого выполнен подвижным. Качающаяся рама 5 соединена шарнирно с поворотной колонной 18, закрепленной в опоре 15, и наклоняется с помощью пневмоцилиндра 12. Вращение колонне передается от пневмоцилиндра, на подвижном корпусе 14 которого закреплена рейка 17, через зубчатую передачу 16. Штоки пневмоцилиндра 13 закреплены неподвижно. Благодаря такому конструктивному решению пике можно сообщить (одновременно или последовательно), поворот в горизонтальной плоскости, наклон в вертикальной плоскости и возвратно-поступательное движение.
Рис. 175. Опиковочная машина
Рабочая площадка и механизмы машины защищены от теплового воздействия щитами, а управление машиной, осуществляет машинист из кабины (на рисунке щиты и кабина не показаны).
4.2. Печи для рафинирования металлов
Рафинировочные электрические печи применяют для выплавки анодного никеля, металлического кремния и марганца, рафинированного ферромарганца, феррохрома и других сплавов. Отличительной чертой рафинировочных процессов является их периодический характер: в печи осуществляется расплавление загружаемой порции шихты и доводка расплава, после чего продукты плавки сливаются. Для удобства слива большинство печей выполняют наклоняющимися. Жесткие требования к содержанию углерода в конечном продукте вызывает необходимость применения графитированных электродов. Процесс плавки в большинстве случаев протекает с открытой дугой. Поэтому рафинировочные печи близки по конструкции к дуговым сталеплавильным печам, тем более, что многие из них созданы на базе этих печей.
На рис. 176 показана схема печи с наклоняющейся ванной и поворачивающимся сводом. Основной металлоконструкцией печи является люлька 4, опирающаяся на фундаментные балки 2 двумя сегментами 3. Фундаментные балки закреплены на фундаменте 1. Наклон печи осуществляется двумя гидроцилиндрами 18.
На люльке смонтирована ванна 5, футерованная огнеупорным кирпичом, с рабочим окном 16 и сливным носком 17. Ванна закрывается сверху сводом 6, который посредством цепей подвешивается к полупорталу 7 и соединяется с электромеханическим подъемным приводом 13. Полупортал закреплен на колонне 14 и поворачивается вместе со сводом на заданный угол с помощью привода 15. В плавильную зону через свод вводят три электрода 8, снабженные консольными электрододержателями 9. Перемещение электродов осуществляется индивидуальным приводом 12 через реечную 11 или другую передачу. Существует несколько конструктивных исполнений механизмов перемещения электродов. В одних механизмах колонки 10 перемещаются в направляющих, а в других они выполнены неподвижными, и электрододержатели крепятся к подвижным кареткам.
Шихта загружается в печь через свод с помощью корзин. Для этого свод и электроды поднимаются и отводятся вместе с полупорталом в сторону, открывая пространство ванны. Через рабочее окно подают добавки, а также скачивают шлак, наклоняя печь в сторону окна на 7 – 10°. Металл сливают через сливной желоб 17, наклоняя печь на 40 – 45°.
Некоторые рафинировочные печи выполняют с открытым колошником и шихту подают по загрузочным трубам. Для ускорения расплава шихты ванна совершает реверсивное вращение на 180°.
Рис. 176. Рафинировочная печь