электрокальцинатор для прокалки антрацитов

Формула изобретения

1. Электрокальцинатор для прокалки антрацитов, включающий вертикальную прокалочную камеру с разгрузочными каналами в ее нижней части, верхний и нижний электроды с соответствующими электроконтактными узлами, отличающийся тем, что прокалочная камера выполнена бочкообразной формы, нижний электрод выполнен составным из угольных блоков, уложенных друг на друга в нижней части прокалочной камеры, при этом внешние части контактных узлов помещены в угольную футеровку прокалочной камеры между разгрузочными каналами-труботечками.

2. Электрокальцинатор по п.1, отличающийся тем, что электроконтактный узел нижнего электрода выполнен в виде медной водоохлаждаемой плиты, помещенной в паз угольного блока.

3. Электрокальцинатор по п.1, отличающийся тем, что верхняя конусообразная часть прокалочной камеры составляет 1/3 общей ее высоты и выполнена под углом, равным 80°, нижняя конусообразная часть составляет 1/2,5 высоты прокалочной камеры и выполнена под углом, равным 75°, а средняя цилиндрическая часть прокалочной камеры выполнена в пределах 1/4 ее высоты.

4. Электрокальцинатор по п.1, отличающийся тем, что нижняя часть прокалочной камеры оснащена четырьмя выпускными отверстиями, расположенными попарно по обе стороны относительно нижнего электрода по углам воображаемого вписанного прямоугольника со сторонами, равными от 1/2 до 1/3 диаметра основания нижней части прокалочной части.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для глубокой прокалки углеродистых материалов, например антрацита, используемого при производстве электродной массы.

Известны электрокальцинаторы для прокалки углеродистых материалов [1, 2], включающие цилиндрическую прокалочную камеру, верхний и нижний электроды, электроконтактный узел к последнему и разгрузочные каналы в нижней части прокалочной камеры.

В качестве прототипа нами принят электрокальцинатор [2], включающий футерованную огнеупорами цилиндрическую камеру, в которую введены верхний и нижний электроды, из которых нижний выполнен в кольцевом исполнении, разделяющий прокалочную камеру на две части без изменения их поперечного сечения.

Недостатком прототипа является конструктивная сложность нижнего электрода и недостаточная надежность его функционирования. Отметим, что выполнение нижнего электрода из дефицитных угольных дорогостоящих фасонных изделий предопределяет наличие сложного электроконтактного узла, а исполнение нижнего электрода из металла, последний, работая в высокотемпературной зоне (более 1500С), быстро выходит из строя в связи с науглероживанием металла до стадии чугуна, который выплавляется при более низкой (около 1150С) температуре. Кольцевое исполнение нижнего электрода не гарантирует равномерного распределения энергии в цилиндрической прокалочной камере и, следовательно, равномерную по всему объему камеры глубокую прокалку углеродистых материалов.

Отметим также, что выполнение прокалочной камеры в виде вертикального цилиндра не обеспечивает эффективного нагревания сыпучего материала отходящими газами, так как последние, поднимаясь вверх, охлаждаются и, сокращаясь в объеме, выходят из камеры, неравномерно распределяясь по сечению камеры.

Задачей предлагаемого изобретения является создание конструкции прокалочной камеры, обеспечивающей глубокую и равномерную прокалку углеродистых материалов и надежную работу нижнего электрода с электроконтактным узлом подвода электроэнергии за счет упрощения его конструктивного исполнения.

Задача решается тем, что прокалочная камера выполнена бочкообразной формы, т.е. переменного поперечного сечения, а нижний электрод выполнен составным из угольных блоков, уложенных друг на друга соосно в горизонтальной плоскости в диаметральном направлении нижней части прокалочной камеры, при этом концевые части электрода помещены в угольную футеровку прокалочной камеры между разгрузочными каналами (труботечками).

Действительно, выполнение прокалочной камеры с переменным поперечным сечением позволяет решить вопрос глубокой, равномерной прокалки сыпучих углеродистых материалов за счет стабилизации концентрации отходящих газов в любом сечении верхней части камеры по всей ее высоте.

Выполнение нижнего электрода составным из угольных блоков, уложенных друг на друга, обеспечивает надежность его функционирования за счет их усиления, а выполнение элетроконтактных узлов в виде медных водоохлаждаемых плит, помещенных в пазы концов угольных блоков и прижатых сверху футеровкой прокалочной камеры, отличается простотой конструктивного решения и эффективностью его работы.

Сравнение предлагаемого технического решения с прототипом позволяет сделать вывод, что оно существенно отличается от известного введением новых существенных признаков, указанных выше, соответствует критерию новизны, обладает изобретательским уровнем и промышленно применимо.

Принципиальная схема электрокальцинатора представлена чертежами, где на фиг.1 показан вертикальный продольный разрез электрокальцинатора; на фиг.2 - разрез Б-Б фиг.3; на фиг.3 - разрез А-А фиг.2.

Электрокальцинатор (фиг.1, 2, 3) включает футерованную муллитовыми огнеупорами прокалочную камеру 1 переменного сечения с четырьмя разгрузочными каналами (труботечками 5, верхней графитированный или самоспекающийся электрод 2, нижний электрод 3 из угольных блоков, уложенных друг на друга, два электроконтактных узла 4.

Прокалочная камера выполнена бочкообразной, при этом верхняя конусообразная часть составляет 1/3 общей ее высоты с углом наклона образующей конуса к горизонтальной плоскости, равным 80.

Подобное исполнение верхней части прокалочной камеры обеспечивает равномерное распределение по сечению отходящих охлаждающихся газов и более глубокую и равномерную прокалку углеродистых материалов, поступающих с загрузочного торца камеры. Средняя часть камеры выполнена цилиндрической и составляет 1/4 общей высоты камеры.

Нижняя часть камеры выполнена конусообразной протяженностью, равной 1/2,5 высоты камеры, с углом наклона образующей конуса к горизонтальной плоскости, равным 75.

Выполнение нижней части камеры конусообразной формы способствует размещению четырех труботечек 5 для разгрузки углеродистых материалов, а наклонное устье труботечек улучшает процесс отвода этих материалов из прокалочной камеры, при этом сами устья труботечек располагают в нижней части тигля по углам прямоугольника со сторонами, составляющими от 1/2 до 1/3 диаметра прокалочной камеры в ее нижней части.

Нижний электрод 3 выполняют из угольных блоков, уложенных друг на друга, как правило, квадратного сечения соосно в горизонтальной плоскости в диаметральном направлении. Концевые части блоков оснащены специальными пазами, в которые уложены электроконтактные узлы 4, выполненные в виде медных плит с залитыми в них водоохлаждаемыми змеевиками 6. Электроконтактные узлы 4 совместно с электродами 3 уложены и закоксованы в угольную футеровку прокалочной камеры, т.е. надежно прижаты массой вышерасположенной футеровки, в результате чего обеспечивается эффективный электрический контакт электроконтактных узлов 4 с угольными электродами. Проточная холодная вода, циркулирующая по змеевикам 6, способствует отводу тепла от медных пластин и предохраняет их от термического разрушения. Верхняя часть электрода 3 выполнена двухскатной, скаты которой направлены в сторону разгрузочных труботечек 5, чем обеспечивается эффективность процесса истечения прокаленного углеродистого материала.

Отметим, что вышеприведенные размеры и параметры определены, исходя из опытной эксплуатации электрокальцинатора в заводских условиях в АО “Кузнецкие ферросплавы” г. Новокузнецка Кемеровской области.

В комплексе эти технические решения позволяют упростить конструкцию и значительно повысить надежность функционирования элекрокальцинатора.

Электрокальцинатор работает следующим образом.

Сырой антрацит непрерывно загружают в прокалочную камеру 1 через верхнюю его горловину самотеком по соответствующим течкам (не показаны). На верхний электрод 2 и нижний 3 подают напряжение (порядка 55 В) и осуществляют прокалку материала при токе силой 5-6 кА. Выпуск прокаленного антрацита осуществляют циклически через труботечки 5 с интервалом в один час.

Опытная эксплуатация показала, что электросопротивление прокаленного антрацита составило 9-10² Омм, что соответствует требованиям его использования при производстве электродной массы и превышает показатели прокалки на электрокацинаторах известных конструкций.

Источники информации:

1. Гасик М.И., Лякишев Н.П., Емлин Б.Н. Теория и технология производства ферросплавов. Металлургия, 1988, с.702.

2. Гутенберг В.Л., Орлов Г.И., Ложкин Ю.А. и др. Авт. св. СССР № 654846, “Электрокацинатор”, F 27 D 11/02, опубл. В Б.И. № 1, 1986.