книги из ГПНТБ / Серебряный Я.Л. Электроплавка медно-никелевых руд и концентратов

1100— 1800 м3/т.шихты. Основное количество отходящих газов уда­ ляется из печи организованно, т. е. через газоходную систему. Часть же газа выделяется пз печи через неплотности в своде. В по­ следнем случае сернистый газ, отравляя атмосферу цеха, создает тяжелые условия труда. Для ликвидации загазованности рабочих мест следует иметь надежную систему газоудаления и герметичный свод печи. При прочих равных условиях концентрация S 0 2 в от­ ходящих газах зависит от величины десульфуризации, которая опре­

ванны. Так, при загрузке шихты откосами малой высоты (300—500 мм под уровнем ванны) или при сильном оплавлении откосов на по­ верхности ванны имеются незакрытые шихтой участки, служащие очагами интенсивного выделения тепла. В этих случаях температура отходящих газов поднимается до 500° С.

В тепловом балансе электроплавки (с. 196) доля тепла, уносимая отходящими газами, составляет 20—30%. Для уменьшения потерь тепла с отходящими газами необходимо загрузку печи вести таким образом, чтобы поверхность ванны была постоянно закрыта шихтой. Следует также максимально сократить объем подсасываемого в печь воздуха путем герметизации свода (уплотнение околоэлектродных отверстий) и поддержанием в подсводовом пространстве печи мини­ мального разрежения (примерно 1,0— 1,5 мм вод. ст.).

§ 13. Пыль

Вместе с отходящими газами из печи в виде пыли выносятся мелкие частицы руды и концентрата. Запыленность отходящих газов характеризуется количеством пыли в единице объема газа. Обычно запыленность выражается в граммах на кубический метр при нор­ мальных условиях (г/м3). Количество выносимой пыли зависит от гранулометрического состава шихты, качества ее подготовки, раз­ режения в газоходной системе, скорости отходящих газов условий загрузки и многих других факторов.

70

При электроплавке кусковой руды вынос пыли незначителен (0,3—0,5 г/м3). С введением в шихту неокускованного концентрата пылевынос увеличивается до 3 г/м3 (табл. 13). Наибольший пылевынос наблюдается в момент загрузки в печь шихтовых материалов и при взрывах — «хлопках», случающихся при плавке влажной шихты. Пылевынос при электроплавке составляет 0,05—0,4% от массы шихты. Поскольку из-за потерь металлов с пылью снижается

и безвозвратно теряется в атмосфере.

Мощные современные электропечи строят со специальными уст­ ройствами для принудительного осаждения тонкой пыли из отхо­ дящих газов. К таким устройствам относятся пылевые камеры и электрофильтры. Запыленность газов после электрофильтров со­ ставляет 0,02 г/м3, после пылевых камер 0,15 г/м3.

Г л а в а Г

Э Л Е К Т Р О П Е Ч И Д Л Я П Л А В К И М Е Д Н О -Н И К Е Л Е В Ы Х Р У Д

И К О Н Ц Е Н Т Р А Т О В

§ 14. Характеристика руднотермических электропечей

■Современные мощные руднотермические электропечи имеют пря­ моугольную форму; электроды в них расположены вдоль длинной оси. Эти печи закрытого типа с арочным сводом. На отечественных медно-никелевых заводах в настоящее время эксплуатируются трех- и шестиэлектродные печи, основные конструктивные и энергетиче­ ские характеристики которых приведены в табл. 14. .

71

72

Фундамент печи

Электропечи для рудной плавки устанавливают либо на столб­ чатом, либо на ленточном железобетонном фундаменте. Такая кон­ струкция фундаментных опор способствует хорошему воздушному охлаждению подины печи и позволяет обслуживающему персоналу наблюдать за ее состоянием и температурой. Например, новые элек­ тропечи комбината «Печенганикелъ» установлены на 96 бетонных колоннах, расположенных в шесть рядов по 16 колонн сечением 900x600 мм2 и высотой 2000 мм. Кроме того, по продольным сто­ ронам печи имеется по 17, а по торцовым сторонам — по 5 бетонных колонн, поддерживающих вертикальные балки каркаса печи (см. рис. 25). Электропечи комбината «Североннкель» (см. рис. 23) уста­ новлены на двух ленточных бетонных опорах длиной 13 750 мм, шириной 2000 мм и высотой 1700 мм.

■Масса печи передается на фундамент через двутавровые балки, уложенные на фундаментные опоры поперек печи, и ряд продольных двутавровых балок, уложенных на поперечные балки.

Каркас и кожух печи

Для придачи огнеупорной футеровке печи необходимой жесткости ее заключают в кожух из литых стальных плит, который крепится каркасом. Каркас электропечей (рис. 26) представляет собой си­ стему вертикальных колонн — наличников, смонтированных из парных двутавровых балок. Углы печи крепятся колоннами из строенных двутавровых балок.' Колонны установленына опорном фундаменте вдоль стен печи на расстоянии 1,5—2 м друг от друга и не имеют жесткой связи с опорами. Нижние концы крепежных колонн противоположных продольных и торцовых стенок стянуты тягами, проходящими под подиной печи (рис. 27). Тяги изготовлены из круглых стальных стержней диаметром 60 мм. На концах тяг установлены спиральные пружины, которые смягчают горизонталь­ ный распор стен от теплового расширения кладки печи. Для уменьшения нагрева токами Фуко на мощных печах тяги имеют раз­ рывов который вставлена муфта из немагнитной стали.

Верхние концы колонн продольных стен (рис. 28) крепятся двумя балками, проходящими между двумя электродами. Балки передают усилия натяжения на колонны с помощью трех коротких тяг. Одно­ временно балки, служащие тягами, используются как основание ходовых площадок для обслуживания печи. Верхние концы крепеж­ ных колонн торцовых стен печи стянуты продольными тягами, функ­ ции которых выполняют подпятовые балки (рис. 29). Усилие натя­ жения подпятовой балки передается к торцовым крепежным колоннам через шарнирно закрепленные вертикальные балки, отрезки тяг, горизонтальные балки и наличники. На многих печах роль кожуха печи выполняют охлаждающие элементы. Например, на электро­ печах комбината «Североннкель» боковые и торцовые стены от подины до уровня зеркала ванны облицованы водоохлаждаемыми медными плитами-кессонами. Кессоны отливают из черновой меди, содержа-

76

а

77

Рис. 27. Крепление каркаса печи:

I — шіжішс поперечные тяги; 2 — нижние продольные тяги; 3 — верхние попереч­ ные тяги; 4 — подоиые плиты

J 4 S

Р и с . 28. Крепление верхних кондов колонн каркаса боковых стен:

/ — колонна каркаса; 2 — надсводбвая балка; 3 — тяга; 4 —изолятор; 5 — пружина

Рис. 29. Узел крепления верхних концов колонн каркаса торцовых стен:

1 — подпятовая балка; 2 — колонна каркаса; 3 — ша­ рнирно закрепленная вер­ тикальная балка; 4 — отре­ зок тяги; 5 — горизонталь­ ные балки; 6 — наличник

78

щей не более 0,04% S; 0,02% Fe; 0,7% Ni. Толщина кессона с за­ литыми в них змеевиками из стальных труб диаметром 32 мм со­ ставляет ПО мм. Плиты-кессоны закрепляют на наличниках с вну­ тренней стороны каркаса печи до начала кладки огнеупорной футе­ ровки.

На комбинате «Печенганикель» функцию кожуха шлакового пояса электропечей выполняют водоохлаждаемые кессоны, заглубленные в кладку на 230—460 мм. Основание (кожух) подины электропечей изготовляют из стальных плит, уложенных на продольные двутав­ ровые балки, опирающиеся на колонны фундамента. Отдельные плиты между собой не крепятся, что позволяет им за счет сколь­ жения по продольным балкам компенсировать тепловое расширение подины.

Подина

Внутри каркаса печи на стальные плиты укладывают в виде об­ ратного свода железобетонную подушку, поддерживающую огне­ упорную кладку подины печи.

Футеровка подины руднотермической печи комбината «Печенга­ никель» (рис. 30) состоит из трех рядов огнеупорных кирпичей, уложенных в форме обратных сводов. Нижний теплоизоляционный ряд выполнен из шамотного прямого кирпича размером 230ХІ15Х Х65 мм и клина (230x115x65x55 мм). Два верхних ряда подины выложены из хромомагнезитового прямого кирпича размером 380 X X 150x85 мм и клина 380 X 150x75x65 мм. Между шамотной и хро­ момагнезитовой кладками имеется прослойка толщиной 50 мм из прессованной хромомагнезитовой крошки, позволяющая кладке свободно расширяться при разогреве печи. Суммарная толщина подины по оси печи, включая бетонное основание, составляет 1310 мм.

Кладка пода выполняется всухую. Чтобы предотвратить проса­ чивание продуктов плавки в нижнюю часть кладки, швы верхнего ряда смещают по отношению к нижнему. Для компенсации увеличе­ ния объема кладки при разогреве предусмотрены температурные швы, размеры которых установлены в соответствии с температурой участков подины печи. Температурные швы кладки пода следует обязательно выполнять вразбежку. При нескольких слоях кладки швы между рядами выполняют перпендикулярно. Расположение температурных швов в кладке подины новой электропечи на комби­ нате «Печенганикель» показано на рис. 31.

Подина электропечи комбината «Североникель» (рис. 32) выпол­ нена из четырех рядов нормального магнезитового кирпича. Темпе­ ратурные швы в подине заложены прокладками из кровельной щепы толщиной 3,3 мм. Общая толщина прокладок в двух нижних рядах кладки подины 4,8 мм/м по длине печи и 5,2 мм/м по ширине, в двух верхних рядах кладки 9,5 мм/м по длине и 10,1 мм/м по ширине.

На некоторых заводах («Томпсон») во избежание течи расплава через подину последнюю подвергают принудительному охлаждению путем обдува воздухом снаружи. Однако наружный обдув подины является недостаточно эффективным охлаждением. В 1967—1969 гг.

79

с целью повышения теплоотъема от подины и регулирования ее температуры в подины электропечей комбината «Печенганикель» были встроены каналы воздушного охлаждения (см. рис. 30). Ка-

Рис. 30. Поперечный разрез электропечи комбината «Печенганикель»:

/ — электрод; 2 — футеровка подины; 3 — каналы воздушного охлаждения; 4 — бетонная подушка; 5 — воздушный коллектор; 6 — водоохлаждаемые людные кессоны; 7 — загрузочная течка; 8 — пневматический затвор; 9 — бункер; 10 — реверсивный транспортер

налы расположены между бетонной подушкой подины и кирпичной футеровкой. При этом поверх металлического укрытия каналов уло­ жена смоляная набивка толщиной 35 мм. Смоляная набивка состоит

80