Рудовосстановительные печи

Рудовосстановительными называются печи, в которых одновременно с нагревом руд восстанавливается один или несколько оксидов руды за счет восстановителя, загружаемого вместе с ней, с образованием продукта, содержащего один или несколько элементов из восстанавливаемых оксидов руды.

Рудовосстановительные печи, как правило, работают непрерывным процессом. Восстановитель − углерод. Электроды в этих печах постоянно погружены в шихту, которая загружается в печь по мере ее проплавления, сплав и шлак выпускаются из печи периодически. Непрерывным процессом выплавляются ферросилиций, углеродистый феррохром, углеродистый ферромарганец, силикокальций, силикохром и силикомарганец, высокомарганцовистый бесфосфористый шлак. Печи этого типа оснащены мощными трансформаторами (16,5−102 MB∙А), так как реакция восстановления углеродом протекает с поглощением тепла.

По конструкции эти печи могут быть открытыми, полузакрытыми и герметизированными, с дожиганием газа под сводом. Ванна печи может быть стационарной и вращающейся. В зависимости от формы ванны печи бывают круглыми, прямоугольными и овальными.

При питании переменным током нормальной (50 Гц) и пониженной (10 Гц) частоты печи могут быть однофазными и трехфазными. Перспективно использование печей, работающих на постоянном токе. Однофазные печи применяются ограниченно, так как являются однофазной нагрузкой в электрическую сеть. Это создает асимметрию в трехфазной сети и необходимость регулирования нагрузки в других фазах при изменении нагрузки печи. Трехфазные печи строят с тремя электродами, которые располагают в линию и по углам равностороннего треугольника, с шестью электродами, расположенными в линию, и с двенадцатью, располагая их по кругу.

В настоящее время наиболее распространены круглые трехфазные печи. Так как теплоотдающая поверхность относительно мала, под электродами образуется общая плавильная ванна, что дает возможность оборудовать печь только одной леткой. Эти печи можно делать с вращающейся ванной. Если короткая сеть этих печей имеет рациональную конструкцию и они снабжены установками компенсации реактивной мощности, то коэффициент мощности у них может достигать 0,95.

Закрытые рудовосстановительные печи (рис. 10.3) используют для выплавки большинства сплавов кремния, хрома, марганца. Наличие свода позволяет утилизировать колошниковые газы с теплотворной способностью до 20 мДж/м³. Шихту в закрытые печи загружают через установленные в своде загрузочные воронки. Часть газа (до 15 %) из подсводного пространства проходит через шихту в загрузочных воронках и сгорает над ними. Как правило, загрузочные воронки расположены симметрично электродам, и шихта, загружаемая в зазор между электродом и воронкой, служит уплотнителем, препятствующим чрезмерным потерям печных газов в атмосферу. Наличие свода на руднотер-мической печи делает необходимым удлинение рабочего конца электрода, что приводит к дополнительным потерям электроэнергии. Недостатков закрытых печей лишены герметизированные печи, у которых электрододержатель помещен в подсводное пространство. Шихта в печь подается по труботечкам. Зазоры между электродами, труботечками и сводом тщательно уплотнены, что исключает потерю даже минимального количества газа. Колошник печи обслуживается самоходным и стационарным прошивающим устройством. Установлено, что количество тепла отходящих от печи газов соизмеримо с расходом электроэнергии, в связи с этим в последнее время в практике ферросплавного производства все шире применяют печи, оборудованные устройствами для улавливания тепла отходящих газов. На этих печах обеспечивают сжигание газа на колошнике под сводом печи за счет подсасываемого воздуха. Газ разбавляется воздухом в два - три раза. Над колошником печи устанавливается пароперегреватель. Газ очищается в рукавных фильтрах (степень очистки 98 %).

Для обеспечения технологической схемы производства заданного сплава и технологических параметров всего производственного цикла печи снабжаются системами:

- подготовки, дозировнаия, транспортировки и загрузки в печь шихтовых материалов;

- энергопитания;

- токоподвода;

- воздухо- и водоохлаждения;

- обеспечение формования, спекания и обжига электродов;

- газоотвода и газоочистки;

- транспортировки, разливки, дробления или грануляции продуктов плавки;

- механизации и автоматизации всех операций технологического цикла.