Курсовая работа: Отражательная печь для плавки медных концентратов на штейн

2,6

1,0

30,6

8,0

3,2

1,0

30,0

8,0

3,8

0,9

Набивная

Сифонный

Арочная

Через шпуры

* 1 Свод арочный из магнезитохромита. * 2 Свод арочный из динаса.

* 3 Свод распорно-подвесной из магнезитохромита.

Отражательные печи работают в основном на газовом, реже газомазутном и крайне редко на пылеугольном топливе. Для интенсификации процессов горения топлива на некоторых предприятиях используют дутье, обогащенное кислородом. Для большинства печей применяют торцевую подачу топлива, на ряде агрегатов торцевую подачу комбинируют со сводовым отоплением. При торцевом отоплении обычно используют комбинированные газомазутные горелки, производительность которых по природному газу составляет 1100–1600 м³ /ч, по мазуту – до 300 кг/ч. Основное назначение мазута – повышение степени черноты газового факела. В тех случаях, когда нет необходимости в интенсификации внешнего теплообмена в рабочем пространстве отражательной печи, горелки такого типа успешно работают на одном природном газе.

В зависимости от производительности агрегата на печи устанавливают от 4 до 6 горелок. Такое же число горелок устанавливают на печи и при пылеугольном отоплении. Пылеугольные горелки типа «труба в трубе» работают с коэффи­циентом расхода воздуха порядка 1,1-1,2и обеспечивают хоро­шее перемешивание топливовоздушной смеси.

При комбинированном отоплении отражательных печей на своде печи могут быть установлены плоскопламенные радиацион­ные горелки типа ГР, работающие на природном газе с исполь­зованием холодного и подогретого до 400 °С воздуха.

Основными элементами отражательной печи (рисунок 1) яв­ляются: фундамент, под, стены и свод, которые в совокупности образуют рабочее пространство печи; устройства для подачи шихты, выпуска продуктов плавки и сжигания топлива; система отвода дымовых и технологических газов, боров и дымовая труба. Фундамент печи представляет собой массивную бетонную плиту толщиной 2,5–4 м, верхняя часть которой выполнена из жаро­прочного бетона. В фундаменте обычно имеются вентиляционные каналы и смотровые проходы. Рабочее пространство является основной частью печи, так как в нем протекает технологический процесс и развиваются высокие температуры (1500–1650 °С). Подина (лещадь) выпол­няется в виде обратного свода, толщиной 1,0–1,5 м. Для кислых шлаков в качестве огнеупорных материалов при кладке пода и стен печи используют динас, для основных шлаков – хромомагнезит. Толщина стен на уровне ванны 1,0–1,5 м, над ванной –0,5–0,6 м. Для теплоизоляции стен обычно используют легко­весный шамот. Расстояние между боковыми стенами (ширина печи) в зависимости от конструкции агрегата изменяется в пределах 7–11 м, между торцевыми стенами (длина печи) 28–40 м.

Рисунок 1 – Общий вид отражательной печи для плавки на штейн

1 – ванна; 2 – свод; 3 – каркас; 4 – загрузочное устройство; 5 – наклонный газоход; 6– окно для выпуска шлака; 7–шпур для выпуска штейна; 8 – фундамент; 9 – подина; 10 – стена

Свод печи является наиболее ответственным элементом ее
конструкции, так как о стойкости зависит продолжительность кампании печи. Свод имеет толщину 380–460 мм и выклады­вается из специального магнезитохромитового и периклазошпинелидного кирпича. Как правило, используют распорно-подвесные и подвесные своды. У боковых стен свод опирается на стальные пятовые балки. Для компенсации распирающих усилий создавае­мых ванной расплава и сводом, стены печи заключены в каркас, состоящий из стоек, расположенных через 1,5–2 м вдоль стен, скрепленных продольными и поперечными тягами. На концах тяги оснащены пружинами и гайками, которые позволяют ком­пенсировать температурные расширения кладки.

Для загрузки шихты используют специальные отверстия, рас­положенные в своде через каждые 1,0–1,2 м вдоль боковых стен печи, в которых установлены воронки с патрубками диаме­тром 200–250 мм. К загрузочным воронкам шихта подается ленточными или скребковыми транспортерами. В некоторых случаях загрузка шихты производится с помощью шнековых питателей или забрасывателей через окна в боковых стенах печи. Загрузочные отверстия имеются по всей длине печи, но шихта подается, как правило, только в плавильную зону.

Конвертерный шлак заливается в печь через окно в торцевой стенке, расположенное над горелками. Иногда для этого исполь­зуют специальные отверстия в своде или окна в боковых стенах, расположенные вблизи от передней торцевой стенки печи. Для выпуска штейна применяют сифонные или специальные разборные металлические шпуровые устройства с керамическими или графи­товыми втулками. Устройства для выпуска штейна расположены в двух или трех местах вдоль боковой стенки печи. Шлак выпускается периодически по мере его накопления через специаль­ные окна, расположенные в конце печи в боковой или торцевой стенке на высоте 0,8–1,0 м от поверхности пода.

Отвод газов из рабочего пространства печи осуществляется через специальный газоход (аптейк), наклоненный к горизон­тальной плоскости под углом 7–15°. Наклоненный газоход пере­ходит в боров, который служит для отвода продуктов сгорания топлива в котел-утилизатор или в дымовую трубу. Боров пред­ставляет собой горизонтально расположенный газоход прямо­угольного сечения, внутренняя поверхность которого выложена из шамота, наружная – из красного кирпича.

Для утилизации тепла отходящих газов в сборном борове отражательных печей устанавливают водотрубные котлы-утилизаторы, которые оборудованы специальными экранами, позволяющими эффективно бороться с заносом и ошлакованием рабочей поверхности котлов, содержащимися в газах пылью и каплями расплава. Для предотвращения сернокислотной коррозии металли­ческих элементов температура газов на выходе из котла должна быть существенно выше 350 С. После котла-утилизатора устанавливают металлический петлевой рекуператор, позволяющий использовать тепло газов, выходящих из котла, для нагрева дутьевого воздуха.

Основными достоинствами отражательной плавки являются: относительно небольшие требования к предварительной подго­товке шихты (влажность, повышенное содержание мелких фракций и т. п.); высокая степень извлечения меди в штейн (96–98 %); незначительный унос пыли (1–1,5 %); повышенная производи­тельность единичного агрегата, достигающая до 1200–1500 т в сутки по проплавляемой шихте, а также высокий коэффициент использования топлива в печи, который составляет в среднем около 40–45 %.