Печь взвешенной плавки. Процесс плавки во взвешенном состоянии, страница 12

Кладка аптейка, обращенная к котлу-утилизатору, в верхней части аптейка закруглена и имеет небольшое отклонение от вертикали. Это, с одной стороны, снижает аэродинамическое сопротивление при повороте газового потока и износ кладки, а с другой – позволяет выпадающему из газового потока расплаву стекать в печь. Небольшая длина участка кладки на входе в котел, не более 1,5 , определяет относительно небольшое образование настылей и создает удобство для их удаления с помощью взрыва. Входное отверстие в котел перекрыто арочным магнезитовым сводом, а шахта аптейка – плитой из жаропрочного бетона. Последняя может убираться для отвода газо- и тепловыделений из печи при аварийном останове котла утилизатора.

Конструкция печи взвешенной плавки достаточно сложна – она сочетает в себе две шахты и горизонтальную камеру. Еще более конструкция печи усложняется большим числом водоохлаждаемых элементов, тем не менее, их применение позволяет значительно удлинить срок службы агрегата.

Печи взвешенной плавки других медеплавильных заводов по своей конструкции аналогичны печи завода “Харьявалта” [1].

2.2. Физико-химическое содержание процессов, протекающих в шахте печи.

Промышленная практика даёт многочисленные примеры чрезвычайно серьёзных осложнений процесса по причине образования значительного количества магнетита. Для этого есть все основания в самой сути плавки, которая реализуется в системе твердое - газ. Шихта, внесённая воздушно-кислородным дутьём в зону обжига-плавки, испытывает высоко кинетические процессы окисления сульфидов, и в первую очередь, и даже исключительно, идёт окисление сульфидов железа  и в эти моменты никакого контакта с флюсами  практически нет. Тем самым создаются условия переокисления сульфидов железа до магнетита.

В силу отмеченных причин, в окислительно-плавильной шахте процесс шлакообразования не носит массового характера, здесь происходит лишь подготовка к последующему шлакообразованию. Об этом свидетельствуют: диссоциация сложных компонентов пустой породы, появление оксидов железа, повышение реакционной способности, усреднение состава штейно-шлаковых продуктов.

Таким образом, в шахте обжига-плавки происходят значительные физико-химические преобразования исходной шихты: 1) автогенное окисление сульфидного железа,  обеспечивающее мощный перегрев всех участников процесса; 2) в соответствие с запланированной десульфуризацией, в продуктах окисленного плавления появляются в оптимальном состоянии все участники будущего шлака  ; 3) компоненты будущего штейна в первичном состоянии образуют первичные сульфидные эвтектики; 4) перегретые участники процесса оказываются в отстойной зоне печи, где заканчивается формирование каждого продукта штейна и шлака, и их физическое разделение.

2.3. Физико-химическое содержание технологической оптимизации процессов  в отстойной зоне.

В эту зону печи поступают два компонента из вертикальной шахты: полурасплавленная шихта и газовая фаза. Технологические газы характеризуются высокими температурами на входе  (1400 - 1500)  и на выходе  (1200 - 1300). Главным их компонентом является . В зависимости от концентрации кислорода (воздух-кислород), содержание  колеблется от 28 до 68 %. Другой особенностью газов является их индеферентность  по отношению к продуктам плавки.

Раскалённые продукты плавки накапливаются в отстойной зоне печи, в первую очередь, из них уходит сульфидная часть, обладающая большей плотностью, меньшими температурами плавления, взаимной растворимостью сульфидов, отсутствием растворимости в шлаке. Поэтому процесс формирования штейна не лимитирует плавку ПВП. К тому же в погоне за автогенностью вынуждены работать с высокой десульфуризацией, что естественно приводит к образованию богатых по меди штейнов (до 60 – 70 %). И поэтому в таких штейнах содержание магнетита будет минимальным [1].