RU2009230C1

RU2009230C1 - Constant current electric furnace for reduction smelting

Info

Publication number: RU2009230C1
Authority: RU
Inventors: И.А. Савостьянов; Л.Н. Соколов
Original assignee: Савостьянов Игорь Андреевич
Priority date: 1991-12-11
Filing date: 1991-12-11
Publication date: 1994-03-15

Abstract

FIELD: metallurgy. SUBSTANCE: furnace is additionally provided with a water-cooled crucible top having a volume equal to 0.2-0.5 volume of the crucible. A hearth anode is made in the form of a cylindrical graphite bath; the graphite crucible consists of at least two sections along the full vertical extent having thermal insulation between the sections. Each graphite crucible section has lower part cross-section diameter equal 0.6-0.9 that of the lower mounted section. The upper part of the graphite crucible is provided with a cooler having, instead of water-cooled case, its lining protruding out for 0.1-0.4 height of the crucible measured from its base which is additionally warmed-up from outside. EFFECT: increased efficiency of operation. 4 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к конструкциям электроустановок проведения восстановительных процессов, например, получение сплавов бора и т. п. The invention relates to structures of electrical installations for conducting recovery processes, for example, the production of boron alloys, etc.

Так известна установка для получения сплавов с редкоземельными металлами, состоящая из графитового тигля с устройством для заливки жидких расплавов, когда с целью сокращения выбросов металла и попадания шлака в металл при разливке, тигель снабжен графитовым экраном, выполненным в виде усеченного конуса, обращенного малым основанием внутрь тигля с загрузочным отверстием и расположенным перпендикулярно основанию экрана выступом [1] . So known is the installation for producing rare-earth metal alloys, consisting of a graphite crucible with a device for pouring liquid melts, when in order to reduce metal emissions and slag entering the metal during casting, the crucible is equipped with a graphite screen made in the form of a truncated cone facing a small base inward crucible with a loading hole and a protrusion located perpendicular to the base of the screen [1].

Недостатком приведенной конструкции печи с графитовым тиглем является ее неприспособленность для ведения восстановительной плавки. The disadvantage of the design of the furnace with a graphite crucible is its inadequacy for conducting smelting.

Наиболее близкой по технологической сути и достигаемым конечным результатам является конструкция рудно-термической печи, имеющей футеровку, включающую компенсационный слой, огнеупорную кирпичную кладку, боковую угольную обстановку и угольную подину, когда для повышения стойкости угольная подина имеет, по крайней мере, одну прослойку их графита или графитированного материала, отношение толщины которой к толщине угольной подины составляет от 0,04 до 0,3 при этом для плавки используют графитовые электроды [2] . The closest in technological essence and the final results achieved is the design of the ore-thermal furnace, which has a lining, including a compensation layer, refractory brickwork, side coal furnish and coal hearth, when the coal hearth has at least one layer of their graphite to increase durability or graphitized material, the ratio of the thickness of which to the thickness of the coal hearth is from 0.04 to 0.3, while graphite electrodes are used for melting [2].

Недостатком приведенной конструкции печи при выплавке, например сплавов бора является: невозможность равномерного поступления шихты в верхнюю часть графитового тигля по всей ее площади поперечного сечения; возможность газовых выбросов и недостаточно надежная фильтрация газов отходящих из реакционного пространства выше расположенным слоем шихты; высокие скорости и температуры уходящих газов; подвисание шихты по периметру графитового тигля; зарастание выпускного отверстия и подины гарнисажем; невозможность варьирования места расположения летки, без выполнения соответствующих отверстий в водоохлаждаемом корпусе печи; возможность ухода металла в случае прожига подины графитового тигля. The disadvantage of the design of the furnace during smelting, for example, boron alloys is: the impossibility of a uniform flow of the charge into the upper part of the graphite crucible over its entire cross-sectional area; the possibility of gas emissions and insufficiently reliable filtration of gases leaving the reaction space with a higher located charge layer; high speeds and temperatures of the flue gases; suspension of the charge along the perimeter of the graphite crucible; overgrowth of the outlet and the bottom with a skull; the impossibility of varying the location of the tap hole without making the corresponding holes in the water-cooled furnace body; the possibility of metal leaving in case of burning the bottom of the graphite crucible.

Данное изобретение направлено на равномерное поступление шихты в верхнюю часть графитового тигля, обеспечение самосхода шихтовых материалов, разогрев и варьирование положения летки, предотвращение ухода расплава через днище печи, отвод тепла от анода, предотвращение зарастания тигля гарнисажем. This invention is directed to the uniform flow of the charge into the upper part of the graphite crucible, ensuring self-charge of the charge materials, heating and varying the position of the notch, preventing the melt from leaving the bottom of the furnace, removing heat from the anode, and preventing the crucible from overgrowing with a skull.

Поставленная цель достигается тем, что печь дополнительно снабжена водоохлаждаемой надставкой с объемом 0,2-0,5 емкости графитового тигля, подовым цилиндрическим анодом в виде ванны из графита, а графитовый тигель состоит, по крайней мере, из двух частей по высоте с теплоизоляционными слоями между ними, причем каждая из частей графитового тигля имеет внизу диаметр поперечного сечения рабочего пространства равный 0,6-0,9 диаметра ниже расположенной части графитового тигля. This goal is achieved in that the furnace is additionally equipped with a water-cooled extension with a volume of 0.2-0.5 capacity of a graphite crucible, a hearth cylindrical anode in the form of a bath of graphite, and a graphite crucible consists of at least two parts in height with heat-insulating layers between them, each of the parts of the graphite crucible below has a cross-sectional diameter of the working space equal to 0.6-0.9 diameters below the located part of the graphite crucible.

Конструкция печи поясняется чертежами. На фиг. 1 показан водоохлаждаемый корпус 1, огнеупорная футеровка 2 по всей высоте водоохлаждаемого корпуса 1, огнеупорная засыпка 3, футеровка 4 верхней части 5 графитового тигля, асбестовая прокладка 6, графитовое кольцо 7 и асбестовое кольцо 8. Позиции 6, 7, 8 образуют теплоизоляционный слой, которых может быть и 2 и более в зависимости от количества составных частей графитового тигля по высоте. Для простоты и наглядности в данном случае графитовый тигель состоит из двух частей: верхней 5 в виде графитовой трубки и нижней 9 в виде графитового тигля с выпускным отверстием 10, проходящим также через полость трубки (кольца ) 11. Выпускное отверстие закрывается электродом 12 с пробкой на торце. Цилиндpический анод 13, в виде ванны из графита, подовый электрод 14 с токоподводом. Слой асбеста 15 и днище печи 16. Печь дополнительно снабжена обечайкой 17 с водоохлаждаемой надставкой 18 с объемом 0,2-0,5 емкости графитового тигля. Электрод (плазмотрон) 19 с графитовым катодом 20 опускается к подине графитового тигля и между подиной графитового тигля или расплавом 21 и катодом 20 показана дуга 22, горящая в атмосфере плазмообразующего газа (аргон и т. п. ). При этом в зависимости от емкости надставки 21 зависит поступление сыпучей шихты из нее в верхнюю часть графитового тигля, что очень сильно влияет на фильтрацию, температуру и скорость отходящих газов. При емкости надставки менее 0,2 емкости графитового тигля ухудшается фильтрация отходящих газов, повышается их скорость и температура, что экологически и экономически невыгодно. При емкости надставки 18>0,5 дополнительных положительных эффектов не достигали, кроме увеличения высоты печи и необходимости постоянного прокола слоя шихты для обеспечения ее нормального схода. Снабжение печи постоянного тока вместо стержневого анода, графитовым цилиндрическим анодом 13 в виде ванны из графита, позволило при прекращении подачи шихты в случае прожига подины графитового тигля, полностью осуществить проплавление оставшейся шихты в графитовом тигле. При прожоге подины расплав 21 поступал в ванну графитового анода 13. Каждая из выше расположенных частей графитового тигля имеет внизу диаметр поперечного сечения рабочего пространства равный 0,6-0,9 диаметра верхнего сечения ниже расположенной части графитового тигля, что наряду с теплоизоляционным слоем позволяло изолировать нижнюю реакционную часть 9 графитового тигля, обеспечить в нее самосход шихты. При величине диаметра выше расположенной части графитового тигля более 0,9 диаметра верха ниже расположенной части приводило к образованию сплошного вязкого слоя на стенке графитового тигля, вплоть до середины части 5 графитового тигля, содержащего до 50-55% В₂О₃, что мешало самосходу шихты. При значениях указанной выше величины менее 0,6 из-за резкого сужения поперечного сечения графитового тигля в верхней его части, возможны случаи газовых выбросов совместно с шихтой, что недопустимо, при этом электрод 19 не должен оказывать препятствия для схода шихты вниз. Закрытие летки 10 электродом 12 с пробкой на торце позволяет при помощи дуги обеспечить открытие летки и ее разделку перед выпуском расплава 21 из печи. Новизна усматривается также в том, что верхняя часть графитового тигля снабжена холодильником, а днище корпуса печи является изолированный от него анод.The design of the furnace is illustrated by drawings. In FIG. 1 shows a water-cooled body 1, a refractory lining 2 over the entire height of the water-cooled body 1, a refractory backfill 3, a lining 4 of the upper part 5 of a graphite crucible, an asbestos gasket 6, a graphite ring 7 and an asbestos ring 8. Positions 6, 7, 8 form a heat-insulating layer, which may be 2 or more, depending on the number of components of the graphite crucible in height. For simplicity and clarity, in this case, the graphite crucible consists of two parts: the top 5 in the form of a graphite tube and the bottom 9 in the form of a graphite crucible with an outlet 10 also passing through the cavity of the tube (ring) 11. The outlet is closed by an electrode 12 with a stopper butt. A cylindrical anode 13, in the form of a bath of graphite, a bottom electrode 14 with a current supply. The asbestos layer 15 and the bottom of the furnace 16. The furnace is additionally equipped with a shell 17 with a water-cooled extension 18 with a volume of 0.2-0.5 capacity of a graphite crucible. An electrode (plasmatron) 19 with a graphite cathode 20 is lowered to the bottom of the graphite crucible and between the bottom of the graphite crucible or melt 21 and cathode 20 is shown an arc 22 burning in a plasma-forming gas atmosphere (argon, etc.). Moreover, depending on the capacity of the extension 21 depends on the flow of bulk charge from it into the upper part of the graphite crucible, which greatly affects the filtration, temperature and speed of the exhaust gases. When the extension capacity is less than 0.2 of the capacity of the graphite crucible, the filtration of the exhaust gases deteriorates, their speed and temperature increase, which is environmentally and economically disadvantageous. When the extension capacity was 18> 0.5, additional positive effects were not achieved, except for increasing the height of the furnace and the need for a constant puncture of the charge layer to ensure its normal descent. The supply of a direct current furnace instead of a rod anode, a graphite cylindrical anode 13 in the form of a bath of graphite, made it possible to completely melt the remaining charge in the graphite crucible when the charge was cut in the case of burning the bottom of the graphite crucible. When the hearth was burned through, the melt 21 entered the bath of the graphite anode 13. Each of the above parts of the graphite crucible has a bottom cross-sectional diameter of the working space equal to 0.6-0.9 of the diameter of the upper section below the part of the graphite crucible, which, together with the heat-insulating layer, made it possible to isolate the lower reaction part 9 of the graphite crucible, to ensure self-charge in it. When the diameter above the located part of the graphite crucible is more than 0.9, the diameter of the top below the located part led to the formation of a continuous viscous layer on the wall of the graphite crucible, up to the middle of part 5 of the graphite crucible containing up to 50-55% В ₂ О ₃ , which prevented self-propelled charge. When the values of the above value are less than 0.6 due to a sharp narrowing of the cross section of the graphite crucible in its upper part, there may be gas emissions together with the charge, which is unacceptable, while the electrode 19 should not prevent the charge from coming down. The closure of the notch 10 with the electrode 12 with the stopper at the end allows using the arc to ensure the opening of the notch and its cutting before the melt 21 is released from the furnace. The novelty is also seen in the fact that the upper part of the graphite crucible is equipped with a refrigerator, and the bottom of the furnace body is an anode isolated from it.

Как показано на фиг. 2, печь состоит из тех же элементов, что и на фиг. 1 с тем отличием, что появились новые элементы: холодильник 23, изолятор из огнеупорных материалов 24, обечайка 25 и основание 26 с охлаждением. Применение холодильника 23 позволило избежать нагрев верхней части 5 графитового тигля и образования на его стенке вязкого слоя. Применение в качестве днища корпуса печи графитового анода-ванны 13 с охлаждением его донной части, позволило установить его на огнеупорное основание 26. Преимуществом данной конструкции является отсутствие газовых пустот под анодом-ванной 13 из-за спекания и усадки огнеупорной засыпки 3. As shown in FIG. 2, the furnace consists of the same elements as in FIG. 1 with the difference that new elements have appeared: a refrigerator 23, an insulator of refractory materials 24, a shell 25 and a base 26 with cooling. The use of the refrigerator 23 made it possible to avoid heating the upper part 5 of the graphite crucible and the formation of a viscous layer on its wall. The use of a graphite anode bath 13 as the furnace bottom with cooling of its bottom part made it possible to install it on a refractory base 26. The advantage of this design is the absence of gas voids under the anode bath 13 due to sintering and shrinkage of the refractory backfill 3.

Новизна усматривается также в том, что корпус печи состоит из верхнего и нижнего водоохлаждаемого кожуха и футеровки между ними, высотой 0,1-0,4 высоты графитового тигля, считая от его основания. На фиг. 3 показана конструкция печи, отличающаяся от приведенных ранее тем, что корпус печи комбинированный, а для упрощения конструкции анод-ванна 13 заменена стержневым подовым электродом 14. Дополнительно показано второе отверстие 28 для выпуска расплава 21. Выпускное отверстие проходит через полость трубки 29 и закрывается электродом 30 с пробкой на торце, на подине графитового тигля позицией 31 показан гарнисаж. Технический эффект от наличия огнеупорной части корпуса, образованной незащищенной частью огнеупорной кладки 2 состоит в том, что можно сделать не одну летку, а сколько угодно и где угодно по периметру на высоте 0,1-0,4 высоты графитового тигля, что также позволяет осуществить выпуск при зарастании летки 10 гарнисажем 31 через летку 28 и т. п. расположенных выше уровня гарнисажа 31. При высоте промежутка между частями 1 и 27 водоохлаждаемого корпуса печи менее 0,1 высоты графитового тигля от его основания не позволяет и затрудняет разделку летки, а свыше 0,4 приводит к ухудшению условий работы у летки из-за высокой температуры футеровки 2. Требуются дополнительные меры защиты. The novelty is also seen in the fact that the furnace body consists of an upper and lower water-cooled casing and a lining between them, with a height of 0.1-0.4 of the height of a graphite crucible, counting from its base. In FIG. Figure 3 shows the design of the furnace, which differs from the previous ones in that the furnace body is combined, and to simplify the design, the anode bath 13 is replaced by a rod-shaped bottom electrode 14. Additionally, a second hole 28 for releasing the melt 21 is shown. The exhaust hole passes through the cavity of the tube 29 and is closed by the electrode 30 with a stopper at the end, on the bottom of the graphite crucible, position 31 shows a skull. The technical effect of the presence of the refractory part of the body formed by the unprotected part of the refractory masonry 2 is that it is possible to make not one notch, but any number and anywhere around the perimeter at a height of 0.1-0.4 of the height of the graphite crucible, which also allows when overgrown with a notch 10, the release 31 through the notch 28, etc. located above the level of the skull 31. When the height of the gap between parts 1 and 27 of the water-cooled furnace body is less than 0.1, the height of the graphite crucible from its base does not allow and complicates the cutting of the notch, and sv Above 0.4 leads to a deterioration of the working conditions of the notch due to the high temperature of the lining 2. Additional protective measures are required.

Новизна усматривается также в том, то печь дополнительно оборудована устройством для наружного подогрева подины графитового тигля. The novelty is also seen in the fact that the furnace is additionally equipped with a device for external heating of the bottom of the graphite crucible.

Как показано на фиг. 4, конструкция печи отличается тем, что дополнительно снабжена изоляторами-уплотнителями 32 и 35, между которыми горит дуга 36. Дуга 36 обогревает подину нижней части 9 графитового тигля, позволяя поддерживать температуру подины не ниже 1750^оС, что снижает скорость нарастания гарнисажа на подине графитового тигля. Обогрев можно осуществить другими способами.As shown in FIG. 4, the furnace design is characterized in that is further provided with insulators, seals 32 and 35 between which the arc burns 36. The arc 36 heats the hearth bottom of a graphite crucible 9, allowing to maintain the hearth temperature not lower than 1750 ^C, which reduces the slew rate on the hearth ledge graphite crucible. Heating can be done in other ways.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Перед загрузкой шихты в графитовый тигель печи опускали плазмотрон 19, с катодом 20 на торце, и зажигали дугу 22, прогревали тигель до температуры ≈1750^оС после чего начинали загрузку шихты с постепенным доведением ее уровня в надставке 18 в пределах от середины до верхнего среза, что позволило снизить температуру отходящих газов и их скорость, предотвратить пылегазовые выбросы, которые происходили при порционной загрузке сыпучей шихты в графитовый тигель непосредственно (без надставки 18). При плавке ток и напряжение поддерживали в пределах 350-600 А и 10-50 В соответственно, когда напряжение увеличивалось уменьшали длину дуги 22. Наличие надставки 18 позволило упорядочить сход шихты, было установлено, что при емкости надставки менее 0,2 емкости графитового тигля (данной конструкции печи) ухудшалась фильтрация отходящих газов, повышалась температура и скорость, что увеличивало пылевынос и ухудшало показатели плавки. А при емкости надставки 18 более 0,5 емкости графитового тигля привело к необходимости постоянного прокола всего слоя шихты, затруднялся сход шихты, что недопустимо. В заявляемых пределах емкости 18 от 0,2 до 0,5 емкости графитового тигля печи заявляемой конструкции результаты оптимальны. Заявляемое соотношение диаметров частей 5 и 9 графитового тигля позволило достичь самосхода шихты, без зависания при условии наличия теплоизоляционного слоя между ними. Диаметр нижней части 9 графитового тигля обозначен буквой Д, верхней части 5 - Д₁, а диаметр нижнего среза надставки 18 - Д₂. При величине соотношения Д₁ к Д в пределах 0,6-0,9 самосход шихты был удовлетворительный, а при величине соотношения менее 0,6 из-за очень резкого уменьшения диаметра Д₁ возможен выброс шихты с отходящими газами, движение которых показано стрелками вверх, а при величине указанного отношения более 0,9 в нижней части 9 и в верхней части 5 графитового тигля образуется сплошной вязкий слой на стенке графитового тигля, который вызывает подвисание шихты над дуговым разрядом 22, что недопустимо. Беспрепятственный сход шихты позволил проводить непрерывный процесс плавления шихты, стабилизировал режим плавления, ускорил образование ванны расплава 21 без его значительного перегрева. Наличие теплоизоляционного слоя позволило совместно со сходящим потоком шихты локализовать реакционную зону в нижней части 9 графитового тигля, свести к минимуму передачу тепла от нижней части 9 графитового тигля к верхней части 5. Все это позволило вести плавку с равномерным поступлением шихты в графитовый тигель из надставки 18, отсутствие газовых выбросов совместно с шихтой, фильтрация отходящих газов слоем шихты, что снижало пылевынос до величины 0,2-2 мг/м³ отходящих газов при отсутствии надставки 18 пылевынос достигал 5-20 мг/м³ и выше в случае газовых выбросов. За счет расширения надставки снижалась скорость газов, их температура с учетом подсоса воздуха не превышала 50-150^оС, отсутствие подвисания шихты над реакционной зоной с плазменной дугой 22. Объем газов, включая подсос, составлял 510-530 нм³/час, содержание В₂О₃ в пыли составило 10-30% .Before loading the charge into the graphite crucible of the furnace, the plasmatron 19 was lowered, with the cathode 20 at the end, and the arc 22 was ignited, the crucible was heated to a temperature of ≈1750 ^о С and then the charge was loaded with its gradual increase in the extension 18 in the range from the middle to the upper cut , which allowed to reduce the temperature of the exhaust gases and their speed, to prevent dust and gas emissions that occurred during portioned loading of the bulk charge into a graphite crucible directly (without extension 18). During smelting, the current and voltage were kept between 350-600 A and 10-50 V, respectively, when the voltage increased, the length of the arc 22 decreased. The presence of extension 18 made it possible to order the charge flow, it was found that when the extension capacity was less than 0.2, the capacity of the graphite crucible ( of this furnace design), the filtration of the exhaust gases worsened, the temperature and speed increased, which increased the dust removal and worsened the melt performance. And when the extension capacity 18 is more than 0.5 of the capacity of the graphite crucible, it led to the need for a constant puncture of the entire layer of the charge; In the claimed range of capacity 18 from 0.2 to 0.5 capacity of a graphite crucible furnace of the claimed design, the results are optimal. The claimed ratio of the diameters of parts 5 and 9 of the graphite crucible made it possible to achieve self-propulsion of the charge, without hanging, provided that there is a heat-insulating layer between them. The diameter of the lower part 9 of the graphite crucible is indicated by the letter D, the upper part 5 - D ₁ , and the diameter of the lower section of the extension 18 - D ₂ . With a ratio of D ₁ to D in the range of 0.6-0.9, the charge self-saturation was satisfactory, and with a ratio of less than 0.6, due to a very sharp decrease in diameter D ₁ , the charge may be ejected with exhaust gases, the movement of which is shown by up arrows and when the value of the specified ratio is more than 0.9 in the lower part 9 and in the upper part 5 of the graphite crucible, a continuous viscous layer forms on the wall of the graphite crucible, which causes the charge to hang over the arc discharge 22, which is unacceptable. The unimpeded flow of the charge made it possible to carry out a continuous process of melting the charge, stabilized the melting mode, and accelerated the formation of the molten bath 21 without significant overheating. The presence of a heat-insulating layer, together with the downward flow of the charge, allowed the reaction zone to be localized in the lower part 9 of the graphite crucible, to minimize heat transfer from the lower part 9 of the graphite crucible to the upper part 5. All this made it possible to conduct melting with a uniform flow of the mixture into the graphite crucible from the extension 18 , the absence of gas emissions together with the charge, the filtering of the exhaust gases by the charge layer, which reduced dust removal to 0.2-2 mg / m ^{3 of} exhaust gases in the absence of an extension 18, the dust removal reached 5-20 mg / m ³ and higher in s beam of gas emissions. Due to the extension of the extension, the gas velocity decreased, their temperature, taking into account the air suction, did not exceed 50-150 ^о С, the absence of the charge hanging over the reaction zone with the plasma arc 22. The gas volume, including the suction, was 510-530 nm ³ / h, content B ₂ About ₃ in the dust was 10-30%.

Процесс плавления шел непрерывно до тех пор пока можно было осуществить выпуск расплава 21 через летку 10, которая закрывалась электродом 12 с пробкой на торце, что облегчало разделку летки, если выпуск шел плохо, то промывали подину графитового тигля от гарнисажа и продолжали плавку до тех пор, пока не наступит износ подины графитового тигля, в результате которого расплав из тигля вытекал в ванну-анод 13, после чего прекращали подачу шихты, доплавляли всю шихту в графитовом тигле и затем производили замену его нижней части 9. The melting process went on continuously until it was possible to release melt 21 through a notch 10, which was closed by an electrode 12 with a stopper at the end, which facilitated cutting the notch, if the release was poor, then washed the bottom of the graphite crucible from the skull and continued melting until until the bottom of the graphite crucible is worn out, as a result of which the melt from the crucible flows into the anode bath 13, after which the charge is stopped, the entire charge is melted in the graphite crucible, and then its lower part 9 is replaced.

Работа на конструкции, показанной на фиг. 2, имеет преимущества по сравнению с конструкцией фиг. 1. Так благодаря установке анода ванны 13 на основание 26 оседания графитового тигля не наблюдали, так как отсутствовала периклазовая засыпка под анодом-ванной 13. Оседание тигля, перекос его составных частей затрудняли эксплуатацию печи еще задолго до полного износа подины. Одновременно это позволило при эксплуатации рассредоточить нагрузки на обечайку 25 и анод-ванну 13. Work on the structure shown in FIG. 2 has advantages over the construction of FIG. 1. So, due to the installation of the anode of the bath 13 on the base 26, graphite crucible sedimentation was not observed, since there was no periclase backfill under the anode bath 13. Deposition of the crucible, skewing of its components made the furnace difficult to operate long before the hearth was completely worn out. At the same time, this allowed during operation to disperse the load on the shell 25 and the anode bath 13.

Работа конструкции печи, приведенной на фиг. 3, отличается тем, что имеется комбинированный корпус печи, имеющий на величину 0,1-0,4 высоты графитового тигля, считая от его основания, незащищенную водоохлаждаемым корпусом огнеупорную стенку, что позволило варьировать высотой и местом расположения леток по периметру. The design of the furnace shown in FIG. 3, characterized in that there is a combined furnace body, having a value of 0.1-0.4 of the height of the graphite crucible, counting from its base, an unprotected refractory wall with a water-cooled body, which allowed varying the height and location of the slots along the perimeter.

В данном случае выпуск расплава 21 может быть осуществлен через летку 28 и т. п. в случае зарастания летки 10 гарнисажем 31, который интенсивно образовывался благодаpя тому, что не всегда в реакционной зоне (нижняя часть графитового тигля) температура достаточна для прямого восстановления бора из В₂О₃ до элементарного бора, минуя образование карбида бора, образующегося при меньшей температуре.In this case, the release of melt 21 can be carried out through the recess 28, etc., in the case of overgrowth of the recess 10 with a skull 31, which was intensively formed due to the fact that the temperature is not always in the reaction zone (lower part of the graphite crucible) for direct reduction of boron from In ₂ About ₃ to elemental boron, bypassing the formation of boron carbide formed at a lower temperature.

Процесс плавки на приведенной конструкции шел нормально, при спекании засыпки 3 под подиной графитового тигля, возникала дополнительная нагрузка на подовый электрод 14. The melting process on the above structure was normal, when sintering the backfill 3 under the bottom of the graphite crucible, there was an additional load on the hearth electrode 14.

Работа конструкции, приведенной на фиг. 4, имеет то дополнительное преимущество перед работой описанных выше конструкций, что подина графитового тигля дополнительно подогревалась дугой снаружи, что позволило иметь температуру подины тигля не менее 1750^оС, что позволило избежать интенсивного образования карбидной фазы и образование гарнисажа замедлилось, что увеличило межпромывочный период, количество промывных плавок уменьшилось.The operation of the structure shown in FIG. 4 has the additional advantage over the operation described above constructions that hearth graphite crucible is further heated by the arc outside, which allowed to have the temperature of the hearth of the crucible is not less than 1750 ^{° C,} thus avoiding the intensive formation of the carbide phase and the formation of ledge slowed, which increased mezhpromyvochny period the number of washing heats decreased.

Предлагаемая конструкция печи постоянного тока для восстановительной плавки имеет следующие преимущества: равномерное поступление шихты в графитовый тигель; самосход шихтовых материалов по всей высоте графитового тигля; варьирование положением летки по периметру и по высоте графитового тигля; предотвращение ухода расплава под печь благодаря наличию анод-ванны из графита; минимальное зарастание печи гарнисажем; снижение количества промывных плавок. The proposed design of a direct current furnace for reduction smelting has the following advantages: uniform charge flow into a graphite crucible; self-breeding of charge materials along the entire height of the graphite crucible; variation in the position of the notch along the perimeter and height of the graphite crucible; preventing the melt from leaving under the furnace due to the presence of an anode bath made of graphite; minimum overgrowing of the furnace with a skull; reduction in the number of washing heats.

С экономической точки зрения затраты на производство единицы продукции снижаются в 3-4 раза, при получении основной массы ферробора с высоким процентом ведущего элемента. From an economic point of view, the cost of producing a unit of production is reduced by 3-4 times, when receiving the bulk of the ferroboron with a high percentage of the leading element.

Предложенное техническое решение может быть использовано при восстановительной плавке ферросплавов в печах постоянного тока с использованием сыпучей шихты. Плавка ферробора характеризовалась стабильным электрическим режимом при значительном изменении напряжения на дуге. Само падение напряжения незначительно и в стабильном режиме не превышало 10-30 В. (56) 1. Авторское свидетельство СССР N 281506, кл. F 27 B 14/04, 1970. The proposed technical solution can be used in the reduction smelting of ferroalloys in direct current furnaces using a bulk charge. Ferroboron smelting was characterized by a stable electric mode with a significant change in arc voltage. The voltage drop itself is insignificant and in a stable mode did not exceed 10-30 V. (56) 1. USSR copyright certificate N 281506, class. F 27 B 14/04, 1970.

2. Авторское свидетельство СССР N 602580, кл. C 22B 4/08, 1976. 2. USSR copyright certificate N 602580, cl. C 22B 4/08, 1976.

Claims

1. DC FURNACE FOR REDUCING Smelting furnace, comprising a water-cooled casing, a refractory lining with a graphite crucible and a refractory filling between them, as well as at least one electrode lowering into the working space of the graphite crucible from above, a hearth anode, characterized in that the furnace is additionally equipped with water-cooled extension with a volume of 0.2 - 0.5 capacity of the graphite crucible, the hearth anode is made in the form of a cylindrical bath of graphite, and the graphite crucible is made of at least two parts in height with heat with olation layers between them, each of the parts of the graphite crucible having a bottom diameter of the cross section of the working space equal to 0.6 - 0.9 of the diameter below the part of the graphite crucible.

2. The furnace according to claim 1, characterized in that the upper part of the graphite crucible is equipped with a refrigerator, and the bottom of the furnace body is made in the form of an anode isolated from it.

3. The furnace according to claim 1 or 2, characterized in that the furnace body consists of an upper and lower water-cooled casing and a lining between them, with a height of 0.1 - 0.4 times the height of the graphite crucible, counting from its base.

4. The furnace according to claim 1 or 2, characterized in that it is additionally equipped with a device for external heating of the bottom of the graphite crucible.