устройство для извлечения металлов или соединений металлов из материала, содержащего металл или соединение металлов

Формула изобретения

1. Устройство для извлечения металлов или соединений металлов из содержащего металл или соединение металла материала в печи с металлоприемником (2), с первым впуском для загрузки материала, первым выпуском (10) для отвода отработанного газа, с зоной электрической восстановительной печи, с одним или несколькими обычным образом работающими в режиме переменного тока и переключаемыми на режим работы постоянного тока электродами (1) для плавления и/или восстановления загруженного материала, которые выступают в металлоприемник печи, с предусмотренным в зоне выпуска (12) шлаков и служащим в качестве зоны осаждения пространством (16), с подовым электродом (5), выполняющим функцию катода, между которым и дополнительным электродом (4), выполняющим функцию анода, или переключаемыми на режим постоянного тока электродами (1) создается магнитный поток, обусловленный постоянным током, и с электро- или постоянным магнитом (6), который таким образом установлен в металлоприемнике печи, что созданный в металлоприемнике магнитный поток, обусловленный постоянным током, пересекается этим магнитным полем так, что с помощью наложенных магнитного потока, обусловленного током, и магнитного поля получающиеся в результате этого силы приводят в движение находящуюся в печи среду таким образом, что в комбинации получается эффект перемешивания, а также с выпуском (8) для отбора расплавленного металла или соединения металла и переливом или выпуском (12) для шлаков.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что дополнительный электрод (4) расположен в зоне пространства (16), служащего в качестве зоны осаждения.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в металлоприемник печи выступают 3 или 6 расположенных в ряд или на части круга электродов (1), причем металлоприемник печи (2) выполнен круглым или многогранным.

4. Устройство по одному из пп.1-3, отличающееся тем, что между зоной металлоприемника печи, в которую выступают электроды (1), и пространством (16), служащим в качестве зоны осаждения, в которое простирается дополнительный электрод (4), предусмотрена разделяющая области поперечная переборка (7).

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к устройству для извлечения металлов или соединений металлов из материала, содержащего металл или соединение металлов.

Областью применения изобретения является очистка шлаков при выплавке чугуна и не чугуна, а также благородных металлов и повышение выхода металла в процессе получения ферросплавов, сопровождающихся появлением шлаков.

Из ЕР 1807671 В1 известно устройство для извлечения металла из содержащих металл шлаков с первой печью, выполненной в виде электропечи переменного тока и со второй печью, выполненной в виде электропечи постоянного тока, причем между первой печью и второй печью предусмотрено соединительное средство для расплава, так что расплав после нагрева в первой печи может направляться во вторую печь.

Интенсивная очистка шлаков с помощью технологии постоянного тока с одним или несколькими электродами и подовым электродом (электродами) с направленным поперек магнитным полем уже предлагалась. Круглая или прямоугольная печь для электрохимического восстановления уже является надежным стандартным агрегатом для очистки, например, медных шлаков.

Недостатки

Установка для интенсивной очистки шлаков требует двух включенных друг за другом агрегатов. Это в свою очередь требует места, соответствующей логистики, соединяющих желобов, двойного оборудования, как-то управления или труб для отвода газов. Между обоими агрегатами происходит охлаждение шлаков, что связано с тепловыми потерями. Стандартная печь и установленная за ней печь могут относиться к различным поставщикам.

Задачей изобретения является интегрирование очистки шлаков с помощью поля, создаваемого постоянным током, и магнитного поля в предусмотренной до сих пор только в отдельной установленной последовательно печи, в известном промышленном объекте SAF (Submerget Arc Furnance), далее повышение эффективности классической технологии только в одной ступени и только в одном агрегате с направленностью только на один агрегат, а также на несложное использование. При этом появляется возможность отказа от двух агрегатов и возможность восстановления электрических тепловых потерь.

Согласно изобретению эта задача решается с помощью устройства для извлечения металлов или соединений металлов из материала, содержащего металл или соединение металлов, с металлоприемником в печи с первым впуском для загрузки материала, первым выпуском для отвода отработанного газа, одним или несколькими электродами для плавления и/или восстановления загруженного материала, которые выступают в металлоприемник печи, с подовым электродом, образованным в качестве катода, предусмотренным в области выпуска шлака, служащим в качестве осадочной зоны пространством, с электромагнитом - или постоянным магнитом, который таким образом расположен в металлоприемнике печи, что созданный в металлоприемнике магнитный поток, обусловленный постоянным током, пересекается магнитным полем, так что с помощью наложенных магнитных полей от тока и магнита и получающихся в результате этого сил находящаяся в печи среда таким образом приводится в движение, что в комбинации создается эффект перемешивания, а также с выпуском для отбора расплавленного металла или соединения металла и переливом или выпуском для шлаков.

Согласно исполнению предусмотрено, что 3 или 6 расположенных в ряд или на полукруге электродов выступают в металлоприемник в печи, и металлоприемник в печи образован круглым или многогранным.

Магнитный поток, обусловленный постоянным током, к подовому электроду согласно исполнению изобретения создается дополнительным электродом с функцией анода, который расположен в зоне, остающейся у выпуска шлака.

Преимущественно между зоной металлоприемника в печи, в которую выступают электроды, и зоной, в которую выступает дополнительный электрод, предусмотрена разделяющая зоны поперечная переборка.

Упрощение обычных печей может быть достигнуто, принимая во внимание основную идею изобретения, с помощью того, что при отказе от дополнительного электрода существующие электроды могут переключаться на режим работы постоянного тока с подовым электродом.

Идея предложенного согласно изобретению решения заключается в том, что основной принцип магнитного поля, направленного поперек магнитному потоку, обусловленному постоянным током, интегрируется в концепцию стандартного SAF. Благодаря этому достигается последовательная поэтапная обработка шлака в зависимости от металлургического процесса, процесс очистки шлака не прерывается, снижение температуры предотвращается, общая длина установки становится меньше, электрическое оборудование может быть собрано в пучки, переработка отработанного газа становится проще.

Отсюда следует ряд преимуществ:

процесс интенсивной очистки шлака в металлоприемнике в печи может направленно управляться;

наложение различных электрических величин может оптимально настраиваться друг на друга;

требуется меньше места и отпадает этап транспортировки благодаря отсутствию дополнительного металлоприемника в печи.

Осуществление изобретения схематически изображено на фигуре и должно быть описано ниже.

Осуществление включает комбинацию классической выполненной круглой или многогранной электрической восстановительной печи (SAF), обычно с переменным током и восстановительной печи постоянного тока с анодом и катодом с дополнением ориентированных поперек к ним постоянных магнитов или электромагнитов. Таким образом, согласно осуществлению в плане техники процесса печь объединяет в одном агрегате известную электрическую восстановительную печь и печь для интенсивной очистки шлака.

Эта сама по себе обычная печь 15 ("Enforced slag cleaning furnace"), имеет, как правило, 3 или 6 расположенных в ряду или на полукруге электродов 1 в исполненном круглым или многогранным металлоприемнике 2 в печи. С помощью этих электродов, обычно работающих в режиме переменного тока, к среде (шлакам) 14 для восстановления, плавления и осаждения подводится энергия. Печь в противоположность известным печам, однако, выполнена таким образом, что в зоне выпуска шлаков оставлено пространство 16, в котором может располагаться, по меньшей мере, один другой электрод с функцией анода. Кроме того, печь имеет подовый электрод в качестве катода 5. От этого/этих дополнительных (дополнительного) электродов (электрода) теперь напряжение подается на подовый электрод, так что в среде возникает дополнительный магнитный поток, обусловленный током. Сердечник электрического или постоянного магнитов 6 теперь так расположен в металлоприемнике в печи, что постоянный магнитный поток, создаваемый током, под прямым углом (или с подобным действием) пересекается магнитным полем. С помощью этих наложенных полей, а именно: магнитного поля, обусловленного током, и магнитного поля и образующихся в результате этого сил (правило 3-пальцев), среда (шлаки) в печи приходят в движение, так что создается эффект перемешивания, который поддерживает эффективность классического печного процесса, в частности, улучшается осаждение еще имеющихся в шлаках мелких частиц металла.

Через систему постоянного тока при этом, как правило, подается только мощность, которая требуется для форсированных процессов. Магнитное поле достигает своей эффективности даже при низкой магнитной напряженности <100 гаусс. В комбинации всех 3 видов внесения энергии (переменный ток, постоянный ток, магнитное поле) отдельные составляющие могут еще оптимизироваться.

Для специальных процессов возможны также варианты с дополнительным электродом постоянного тока (анодом) в зоне впуска шлаков.

В то время как в зоне анодов загрузка 13 желательна, например, на уровне, равном диаметру электрода и таким образом на сравнительно высоком уровне, чтобы на шлаке представлять собой печатную плату, такая высокая загрузка в зоне обычных электродов скорее нежелательна, поскольку она может вести к сквозным токам. Если между этими обоими противоположными аспектами в отдельном случае нельзя найти какого-либо компромисса, то установка поперечной переборки 7 для разделения технологических помещений возможна выше ванны для шлаков подобно Кивцет-печи.

Вариант изобретения представляет возможность переключения классических, например, 3-6 электродов в сочетании с видом процесса загрузки. В этом случае еще электроды 1, работающие в режиме переменного тока, переключались бы на режим постоянного тока, и в этом случае можно было бы отказаться от дополнительного электрода. Соединение электродов 1 таким образом временно менялось бы на режим постоянного тока с подовым электродом 5. Это означает, что либо был бы приведен в действие классический процесс восстановления, либо осуществлялся бы печной процесс постоянным током с 3-6 параллельно включенными электродами и подовым электродом и на него, как описано, налагалось бы магнитное поле. Таким образом, существующую печь можно было бы переоборудовать еще легче.

В части остальных позиций следует заметить, что на чертеже позицией 8 обозначен выпуск для металла или соединения металла, который/которое скопился ниже в металлоприемнике под шлаками 14 при 9.

Отработанные газы отводятся с помощью дымовой трубы 10.

Для удаления шлаков 14 из металлоприемника в печи служит выпуск 12 для шлака.