ВАННА ПЕЧИ ДЛЯ ПЛАВКИ МЕТАЛЛОВ

Изобретение относится к металлургии, более конкретно к конструкциям ванн для плавки стали и других металлов.
Известна конструкция печи с футеровкой в виде брикетов из спрессованного металлического материала, см. авторское свидетельство СССР №1137289 МПК F 27 D 1/00. Недостатком является низкая долговечность ванны печи и ее высокая стоимость.
Ближайшим аналогом предлагаемой конструкции является ванна печи согласно патенту ФРГ №2822354, F 27 D 1/00 от 1978 г.
Данная ванна включает цилиндрический корпус с крышкой и сферическим днищем и слой огнеупорной футеровки. Недостатком конструкции является низкая долговечность корпуса печи под действием механических и термических напряжений, особенно при нагреве корпуса в процессе плавки до температур 300-400*С и более.
На корпус действуют механические напряжения от веса футеровки и плавки, а также термические напряжения от перепада температур и по толщине корпуса, и между отдельными его частями.
При термическом расширении футеровки она может также оказывать давление на корпус, создавая в нем дополнительные напряжения. Нагрев корпуса, особенно при износе футеровки, снижает его прочность и жесткость.
Ввиду влияния этих факторов происходит деформация корпуса ванны печи, в нем возникают трещины, что создает опасность разрушения ванны с тяжелой аварией. Поэтому приходится заменять корпус или ремонтировать его уже после года эксплуатации.
Задачей данного изобретения является увеличение долговечности ванн печей для плавки и переплава металлов при обеспечении их высокой надежности.
Указанная задача решена тем, что корпус печи выполнен в виде двух стенок, соединенных кольцами, а полость между указанными стенками соединена с системой подачи в нее и отвода охладителя - в виде газа или смеси газов.
Общими признаками с прототипом является наличие металлического корпуса, днища и футеровки. Отличительными признаками являются то, что корпус выполнен в виде двух стенок, соединенных кольцами, а полость между указанными стенками соединена с системой подачи в нее и отвода охладителя в виде газа или смеси газов, например, воздуха.
Ванна, печи иллюстрируется чертежом, фиг.1. Здесь приняты обозначения - 1 внутренняя стенка корпуса печи, 2 - его наружная стенка, 3 - полость между стенками корпуса, 4 - днище ванны печи. Трубы 5 и 6, 7 и 8 соединяют полости между стенками корпуса с системой подачи охладителя. Печь имеет футеровку ванны - 9 и футеровку верхней части печи 10. Если печь электродуговая, то она включает и электроды 11, 12 и т.д. Они могут быть укреплены на металлическом корпусе верхней части печи, крышке 13, (или на отдельном держателе).
Ванна имеет отверстие 14 с шиберным затвором для выпуска жидкого металла.
При эксплуатации ванны печи от футеровки более сильному нагреву подвергается внутренняя стенка 1 и ее можно выполнить более тонкой, - она воспринимает только давление футеровки.
Наружная стенка 2 нагрета до гораздо меньшей температуры именно благодаря тому, что в полость 3 между стенками подают охладитель.
Днище 4 соединено с корпусом и в основном нагрузку от веса днища (и футеровки с плавкой) воспринимает наружное кольцо - 2, более холодное и более прочное.
Нижняя часть корпуса охлаждается воздухом, подаваемым через отверстия и трубы 5 и отводимым через трубы 6 от компрессора или цеховой сети подачи воздуха.
Верхняя часть корпуса охлаждается воздухом, подводимым через отверстия и трубы 7 и отводимым через трубы 8. Футеровка нижней части печи 9 и верхней 10 обеспечивает защиту корпуса от нагрева и теплоизоляцию расплава, нагреваемого электродами 11, 12. В индукционных печах нагрев может быть осуществляться индуктором.
Верхняя часть корпуса 13 обеспечивает расположение и опору нагревательных устройств.
Выпуск жидкого металла по окончании плавки обеспечивается через отверстие 14 шиберным устройством. Благодаря выполнению корпуса в виде двух стенок с полостью между ними и подаче в эту полость охладителя обеспечивается высокая прочность наружной стенки, обеспечивающей прочность и жесткость корпуса. В качестве охладителя можно использовать иной газ или пар или несколько увлажненный воздух.