Файл: Басов, А. И. Механическое оборудование обогатительных фабрик и заводов тяжелых цветных металлов учебник.pdf

в пылеулавливающих устройствах. Очищенные газы выбрасываются через высокую дымовую трубу в атмосферу.

Плавку свинцовой шихты осуществляют в шахтных печах. Одна из конструкций этих печей с площадью в области фурм около 10 м2 показана на рис. 236. Печь установлена на железобетонном фунда­ менте; колонны закреплены на фундаменте болтами, а горн 2 распо­

ложен на возвышении (подушке) фундамента. Горн изготовлен из железобетона, уложенного внутри стального толстостенного плот­ ного кожуха. Внутренняя часть горна выложена из огнеупорного кирпича: внутренний слой из хромомагнезитового, а наружный из шамотного.

Кессоны установлены в два ряда: нижние 6 расположены наклонно, а верхние 11 — вертикально. При помощи специальных винтовых

домкратов кессоны упираются в горизонтальные балки каркаса печи. Внизу кессоны упираются в выступы на чугунных бортовых плитах горна. Такое крепление позволяет кессонам выдерживать нагрузку от материала, находящегося внутри шахты, и температур­ ное расширение. Для предохранения от истирания и ударов шихтой верх кессонов защищен отбойными плитами загрузочного

Колошник 17 печи выложен из шамотного кирпича. В последних

конструкциях печей колошник собирают нз отдельных металличе­ ских плит или водоохлаждаемых элементов. Шихта загружается в печь через карманы (окна), расположенные вдоль боковых сторон печи. Загрузочные окна закрываются водоохлаждаемыми заслонками (шиберами). Для подъема и опускания шиберов имеется подъемный механизм.

Шихта доставляется из бункеров, расположенных на уровне колошника, вагон-весами. При подходе вагон-весов к печи крышка кармана поднимается, и шихта выгружается внутрь кармана. После того, как крышка кармана закроется, начинает подниматься шибер 13,

и шихта из кармана сползает по отбойным плитам в печь. Как только шихта сползет, шибер вновь опускается и отключает шахту печи от кармана. Подача через карманы предотвращает выход газов из печи на колошниковую площадку и создает возможность дистанци­ онного и автоматического управления загрузкой печи.

Имеются печи, в которых загрузочное устройство состоит из двух водоохлаждаемых шиберов с отдельными приводными механиз­ мами. Перед шиберами устанавливают питатели, в которых постоянно находится очередная порция (колоша) шихты. Шихта препятствует проникновению газов из шахты. Во время загрузки шихта из пер­ вого питателя пересыпается в карман загрузочного устройства. При подъеме внутреннего шибера, отделяющего карман от шахты, шихта сползает внутрь печи. Для свободного сползания шихты от­ бойные доски устанавливают под углом не менее 45°. Доски делают жаростойкими.

444

Фурмы 4 установлены в два ряда по всему периметру шахты.

Фурмы имеют круглое сечение. Сжатый воздух подводится к ним через кольцевой воздушный коллектор 9 и патрубок 5. На каждом

патрубке имеется запорное перекрывающее устройство в. виде за­ слонки или крана, предназначенное для отключения фурмы от воз­ душного коллектора.

Кессоны печей свинцовой плавки устанавливают обычно под углом 5—7° к вертикали. Расширение верхней части шахты способ­ ствует снижению скорости отходящих газов и тем самым — умень­ шению выноса пыли из печи. Кессоны торцовых стен всегда уста­ навливают вертикально. Через нижние торцовые кессоны выпускают продукты плавки: штейн и шлак. Черновой свинец в современных печах выпускают непрерывным способом через сифон, установленный в горне и работающий по принципу сообщающихся сосудов. В боль­ ших печах устраивают два сифона, которые располагают на боковых сторонах горна примерно на расстоянии V3 длины печи от торцовых сторон. По мере накопления в горне свинец вытекает по каналу в же­ лоб сифона 31, а из желоба — в приемный ковш. Уровень свинца

в сифоне регулируют глиняным порогом, устанавливаемым в желобе. Шлак вместе со штейном поступает по чугунным желобам в от­ стойник (передний горн), где происходит их разделение. Штейн, как наиболее тяжелый продукт, оседает на дне отстойника, а шлак собирается в верхней части. На свинцовых печах обычно устанавли­ вают два отстойника по обеим торцовым сторонам печи. Один отстой­ ник служит резервным. Применяют два вида отстойников: передвиж­ ные, выкатные (на колесах) и неподвижные, в которых продукты плавки подогреваются электрическим током. Электроды электро­ отстойников устанавливают перпендикулярно зеркалу ванны. В электроотстойниках создаются лучшие условия для разделения продуктов плавки, уменьшаются потери свинца со шлаками и выде­

ление газов в атмосферу цеха.

Некоторые печи работают с подогревом дутья до 500—600° С. В этом случае дутье подводится к фурмам по стальным гибким гоф­ рированным рукавам, позволяющим создать необходимую герме­ тичность и свободно воспринимать температурное расширение.

На рис. 237 показана печь для свинцовой плавки со сравнительно высокой удельной производительностью. Печь имеет два ряда фурм, причем нижний ряд расположен в самой узкой части печи. Верхний ряд фурм 6 расположен по периметру широкой части шахты на рас­

стоянии около 900 мм от нижнего ряда. Шахта печи образована тремя рядами кессонов. Кессоны нижнего ряда криволинейной формы. Ширина шахты вверху 2997 мм, а внизу 1524 мм. Свинец выпускают через сифоны 2 в ковши, устанавливаемые на тележке 1. Шлаковая

летка расположена на торцовой стороне печи. Двухрядное распо­ ложение фурм на резко отличающихся уровнях позволяет создать более равномерное движение дутья и газов по всей площади шахты.

Длина печи составляет около 10,6 м, а площадь сечения в области верхних фурм — около 32,5 ма; диаметр фурм 76 мм, а их число 30—42. Расход сжатого воздуха равен 225—250 м3 в 1 мин при на-

445

Рис. 237. Шахтная печь ступенчатой формы для свинцовой плавки:

1 — ковш для свинца; 2 — сифон; 3 — шлаковая летка; 4 — фурма нижнего ряда; 5 — ниж­ ний кессон; 6 — фурма верхнего ряда; 7 — верхний кессон; 8 — газоотсасывающая труба;

9 — воздушный коллектор; 10 — колошниковая площадка; 11 — бункер; 12 — подвесная вагонетка; 13 — газоход; 14 — колонна

446

поре 16 кН/м2 (1600 мм вод. ст.). По данным фирмы Порт-Пири (Ав­ стралия), в печи переплавляется в сутки около 600 т шихты и вы­ дается из нее около 250 т чернового свинца. Шихта подается к печи в подвесных вагонетках 12, передвигающихся по монорельсовому пути. Разгрузка вагонетки в бункер 11 происходит автоматически.

Из бункера шихта поступает в шахту печи равномерно через шесть разгрузочных отверстий, расположенных по два отверстия на боко­ вых стенках и по одному — на торцовых.

Для уменьшения настылей углы шахты имеют округленную форму. Печь снабжена открытым колошником. Топочные газы отво­ дятся в газоход через коробку, опущенную в шахту. Печи этой кон­ струкции применяют во многих странах.

На рис. 238 представлена шахтная печь для плавки никелевой шихты. Печь прямоугольного сечения установлена на массивном железобетонном фундаменте 14. На верхней плите фундамента в два ряда расположены чугунные колонны 1. На колоннах уложены чу­ гунные массивные ребристые плиты 13, которые служат основанием для горна печи 2. Между плитами и колоннами положены стальные

балки — связи. Горн приподнят над уровнем пола цеха примерно на 800 мм. Этим создается возможность охлаждения горна и наблю­ дения за его состоянием. Стенки горна собраны из ребристых сталь­ ных плит, связанных болтами. Продольные стенки укреплены вер­ тикальными стальными стойками, соединенными одна с другой сталь­ ными регулируемыми тягами. Стойки укреплены в проемах фунда­ мента. Внутренние стенки горна зафутерованы огнеупорными кир­ пичами. Толщина огнеупорной кладки составляет 350—500 мм. На боковых стенках горна размещены шпуровое отверстие и шла­ ковая летка для выпуска штейна и шлака.

с тем, чтобы защитить подколошниковые балки от температурного воздействия. Кессоны закреплены внизу на боковых плитах горна, а вверху и посредине — винтовыми растяжками 9, упирающимися

вопорные конструкции и колонны печи 12. Дутье к фурмам 3 по­ ступает от воздушного кольцевого коллектора 6. Холодная вода

подается к кессонам по кольцевому коллектору 7, а нагретая вода стекает в сборный желоб. Печь загружается с обеих сторон через загрузочные окна 10 и отбойные плиты 8. Колошник И — металли­

ческий водоохлаждаемый.

Печь для медно-серной плавки (рис. 239) отличается герметичным двухколокольным затвором 1, через который из бункера поступает

впечь шихта, и колошником 2, выложенным из огнеупорного кир­

пича.

Суммарная площадь сечений фурм для печей свинцовой плавки

составляет 3—5%, а для печей медной и медно-никелевой плавки 4—7% от площади печи в области фурм. Скорость движения воздуха в воздухопроводах и рукавах фурм принимают в пределах 10—18 м/с. Скорость движения газов в газоходах колеблется от 3 до 8 м/с, а при высокой запыленности газов — в пределах 15—18 м/с. Такую

447

большую скорость принимают во избежание оседания пыли в газо­ ходе.

Расход воды для охлаждения кессонов печи составляет 8—12 м3/ч на 1 м2 площади сечения печи. Все большее применение находит

испарительное охлаждение шахтных печей. Результаты работы пер­ вых печей показывают хорошую экономическую эффективность использования тепла для получения пара, а также улучшение тех­

нологического процесса, так как резко уменьшается образование настылей и удлиняется кампания печи.

Удельная производительность (проплав) шахтной печи зависит от многих факторов: крупности, содержания металла, газопрони­ цаемости и механической прочности агломерата; качества и расхода кокса; качества дутья и содержания в нем кислорода; степени подо­ грева дутья. Проплав зависит также от качества обслуживания печи, соблюдения требований технологического процесса. Примерная величина проплава на 1 м2 площади печи в области фурм для плавки свинцовой шихты составляет 35—100, медно-серной 35—40 и пирит-

ной 50—70 т.

Детали шахтных печей

Основными рабочими деталями шахтных печей являются фурмы и кессоны. Фурмы бывают круглые и щелевидные. Преимуществен­ ное распространение получили фурмы круглого сечения. Существует большое разнообразие конструкций этих фурм. Вследствие отсут­

ствия типовых конструкций каждый завод пользуется своей кон­ струкцией, разработанной применительно к своим производственным условиям.

Фурма (рис. 240) имеет чугунный тройник 3. В воздухопроводя­ щем патрубке установлен дроссельный клапан 4 для регулирования подачи дутья. Пружинный фиксатор 2 с рукояткой 1 предохраняет

клапан от самопроизвольного поворачивания. Крышка 7 сопряжена с корпусом фурмы по сферической поверхности и закреплена откид­ ными болтами 5. Этим достигается плотность соединения, предотвра­ щается утечка сжатого воздуха. Крышка 6 смотрового глазка дер­

450