УНИВЕРСАЛЬНАЯ ЭЛЕКТРОДУГОВАЯ ПЕЧЬ ДЛЯ ПЛАВКИ ОКСИДНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Полезная модель относится к огнеупорной промышленности, а именно к конструкции электродуговых печей для плавки различных оксидных материалов и получения плавленых материалов, которые используются для производства огнеупорных изделий.
В зависимости от теплофизических свойств оксидных материалов различают два способа плавки оксидных материалов: плавка на блок и плавка на слив. Так, особо тугоплавкие оксидные материалы на основе оксида магния (магнезит, брусит, химически обогащенный оксид магния) плавят в электродуговых печах только методом на блок, а тугоплавкие оксидные материалы на основе оксида алюминия (глинозем, боксит, алюмомагнезиальная шпинель, легированный корунд) плавят в электродуговых печах методом на слив.
Известны электродуговые печи для плавки методом на блок: например, из учебника Никольского Л.Е. «Промышленные установки электродугового нагрева и их параметры» (М.: «Энергия», 1971 г. с. 123-124, 145-146) [1], журнала «Огнеупоры» (1988, №7, с. 31-35) [2], патента RU 2068534, F27B 3/10, 1996 [3].
Плавка на блок производится периодически, кристаллизация продукта осуществляется непосредственно в печи. После накопления закристаллизованного расплава печь отключается, охлаждается и слиток разбивается.
Конструкция таких печей подвижная и состоит из: печного трансформатора, короткой сети, электродержателей с механизмом перемещения, установленных на нулевой отметке - полу, свода печи, закрепленного на технологической площадке, и ванны, установленной, на тележке, с возможностью выкатывания и закатывания под свод печи.
Метод плавки на блок позволяет получить лишь определенный ряд оксидных материалов на основе оксида магния.
Такой способ является малопроизводительным, в первую очередь, по причине больших потерь при дроблении в связи с образованием большого количества некондиционной мелочи, а также значительными трудо- и энергозатратами.
Известны электродуговые печи для плавки методом на слив: например, из справочника Соколова А.Н. и др. «Плавленые огнеупорные оксиды» (М.: Металлургия, 1988 г., с. 31-34, 77-82) [4], патента RU 2326318, F27B 3/10, 2008 [5], состоящие из: печного трансформатора, короткой сети, электродержателей, оснащенных механизмом перемещения, установленных на полке, приваренной к корпусу ванны, на которой закреплен свод, имеющий возможность поворачиваться вокруг оси на угол 15-35 градусов за счет механизма наклона для слива расплава в изложницы.
При таком способе плавки материалы непрерывно расплавляются в печи, а образующийся расплав периодически выпускают в изложницы, где он кристаллизуется в виде слитков различной массы.
Данные электродуговые печи позволяют производить плавку методом на слив только тугоплавких материалов на основе оксида алюминия.
Для получения более широкого диапазона плавленых оксидных материалов (как на основе оксида магния, так и на основе оксида алюминия) необходима установка двух различных электродуговых печей: одной, предназначенной для плавки особо тугоплавких материалов на блок, второй - для плавки тугоплавких материалов методом на слив, что требует двойных капитальных затрат. Кроме того, установка группы печей предполагает наличие значительных производственных площадей, а также затраты на энергоснабжение и обслуживание каждой из печей.
Задачей полезной модели является устранение указанных недостатков путем совмещения двух вышеописанных способов плавки тугоплавких материалов в едином печном пространстве при одном цикле нагрева за счет создания конструкции высокопроизводительной универсальной электродуговой печи, ориентированной для плавки как на блок, так и на слив, сокращение эксплуатационных и энергетических затрат.
Техническим результатом является расширение ассортимента получаемых огнеупорных плавленых материалов, повышение производительности процесса плавки, сокращение эксплуатационных и энергетических затрат. Для решения поставленной задачи и достижения технического результата, согласно формуле полезной модели, универсальная электродуговая печь состоит из: короткой сети, электродержателей с механизмом перемещения, установленных на площадке, выполненной в виде подковы, имеющей возможность поворачиваться вокруг оси на угол 15-35 градусов за счет механизма наклона и имеющей отверстия для крепления сменной ванны для слива расплава в изложницы и одновременно имеющей отверстия для крепления свода печи со стояками.
Сущность полезной модели состоит в том, что при осуществлении плавки тугоплавких материалов на основе оксида алюминия используют ванну для плавки на слив, а при необходимости получения продукции из особо тугоплавких материалов на основе оксида магния используют ванну для плавки на блок.
Полезная модель поясняется примером выполнения универсальной печи для плавки широкого диапазона оксидных материалов, общий вид которой без ванн представлен на фигуре №1, с ванной на слив - на фигуре №2 и с ванной на блок - на фигуре №3. Печной трансформатор на фигурах не показан.
Заявляемая универсальная печь содержит: короткую сеть (показана частично) - 1; электродержатели с электродами - 2; механизм перемещения электродержателей - 3; подковообразную площадку - 4; подшипники поворота подковообразной площадки - 5; гидравлический механизм наклона - 6, отверстия для крепления - 7; сменную ванну для плавки на слив - 8; свод ванны на слив - 9; сменную ванну для плавки на блок - 10; свод ванны на блок со стойками - 11.
Универсальная электродуговая печь работает следующим образом. При необходимости выплавки тугоплавких материалов на основе оксида алюминия методом на слив с помощью кран-балки на подковообразную площадку 4 устанавливают и закрепляют в отверстиях 7 ванну для плавки на слив 8 со сводом 9, в которой производят плавку материалов на основе оксида алюминия. Периодически, с помощью гидравлического, механизма наклона 6 подковообразную площадку 4 наклоняют и производят слив расплава в изложницу.
Для плавки на блок особо тугоплавких материалов на основе оксида магния с помощью кран-балки с подковообразной площадки 4 снимают ванну для плавки на слив 8 и свод 9 и устанавливают свод со стойками 11, перемещают на тележке на подковообразную площадку 4 ванну для плавки на блок 10, опускают свод 11 на ванну для плавки на блок 10 и проводят плавку материала до заполнения ванны, после чего печь отключают, поднимают электродержатели с электродами 2 и свод 11, с подковообразной площадки 4 выкатывают ванну 10 для охлаждения, с помощью кран-балки на рельсы ставят тележку с другой сменной ванной 10, перемещают ее на подковообразную площадку 4 и повторяют следующий рабочий цикл плавки на блок.
Как показала практика, предложенная конструкция универсальной электродуговой печи позволяет значительно расширить ассортимент, получаемых оксидных огнеупорных материалов, повысить производительность процесса плавки, сократить эксплуатационные и энергетические затраты и решить поставленную задачу.
Источники информации:
1. Промышленные установки электродугового нагрева и их параметры. Под общ. ред. Л.Е. Никольского. М: «Энергия». 1971. - с. 123-124, 145-146 [1];
2. Журнал «Огнеупоры», 1988, №7, с. 31-35 [2];
3. Патент RU №2068534 F27B 3/10, 1996 [3];
4. Плавленые огнеупорные оксиды. / Соколов А.Н., Ашимов У.Б., Болотов А.В. и др. - М.: Металлургия. 1988. - 232 c. C. 31-34, 77-82 [4];
5. Патент RU №2326318 F27B 3/10, 2008 [5].