Доклад: Отражательные печи - устройство, технология процесса и принцип работы

Отражательная печь – промышленная плавильная печь, в которой тепло передается материалу излучением от газообразных продуктов сгорания топлива, а так же от раскаленной внутренней поверхности огнеупорной кладки печи.

Отражательная плавка является традиционным способом переработки богатых сульфидных и карбонатных руд, обожженных и необожженных (сырых) флотационных концентратов. В печи перерабатывают также конвертерные шлаки, оборотные пыли.

Так же данные печи применяются для получения металлов и полупродуктов в цветной металлургии (выплавка штейна [промежуточный продукт производства некоторых цветных металлов (Cu, Ni, Pb и др.) - сплав сульфидов цветных металлов и железа] из медных руд или концентратов, свинца из свинцовых сульфидных концентратов, рафинирование меди, свинца, олова и др.), варки стекла, а также для расплавления чёрных и цветных металлов и сплавов в литейном производстве.

По принципу работы отражательные печи могут быть непрерывными или садочными. В непрерывных отражательных печах загрузка шихтовых материалах [смесь исходных материалов, а в некоторых случаях (например, при выплавке чугуна в доменной печи) и топлива в определённой пропорции, подлежащая переработке] и выдача продуктов плавки идут в течение всей работы печи (например, при стекловарении или непрерывном рафинировании свинца). В садочных отражательных печах шихтовые материалы загружаются периодически, а после окончания процесса вся плавка выпускается из печи. Отражательными, или рефлекторными, называются также печи, главным образом лабораторные, в которых излучение высокотемпературного источника тепла с помощью зеркала фокусируется на нагреваемом объекте.

Особенностями отражательных печей является - наличие ванны, заполняемой расплавом, и свода, участвующего в теплообмене между факелом – газообразными продуктами горения, с одной стороны, и слоем шихты, с другой.

Структурно, печь состоит из: фундамента, подины – лещади, отделенной от фундамента слоем огнеупора (обычно динас или огнеупорная глина), стен, свода, крепления его и устройств для загрузки шихты и выпуска продуктов плавки – шлака и штейна.

Если требуется одновременно большое количество металла, например, для получения крупной отливки или необходима высокая производительность литейной, для плавки используют отражательные печи. Такие печи применяются в заготовительных литейных цехах, производящих слитки, и литейных цехах, выпускающих крупное фасонное литье. Емкость отражательных печей составляет от 0,2—5 т (фасоннолитейные цехи легких сплавов) до 50—100 т (заготовительные цехи). По способу обогрева отражательные печи бывают пламенные и электрические.

Схема печи для алюминиевых сплавов

1 — летка и желоб; 2 — яма для ковша; 3 — дымоход; 4 — горелки; 5 — металлический каркас; 6 — огнеупорная кладка; 7 — завалочное окно

Газовые отражательные печи хорошо зарекомендовали себя в литейных цехах, так как имеют ряд преимуществ перед печами, отапливаемыми мазутом, в которых обеспечить полноту сгорания топлива и нужную печную атмосферу труднее. Кроме того, большинство мазутов содержит в своем составе влагу — основной источник водорода в печи, для удаления которой требуется дополнительная очистка. Поэтому в свое время для плавки легких сплавов пламенные мазутные печи заменили электрическими отражательными печами.

Схема плавильно-литейного агрегата для плавки и литья слитков методом непрерывного литья

1 — печь; 2 — сифон для перелива металла; 3 — миксер; 4 — кристаллизатор; 5 — литейная машина; 6 — привод литейной машины

Современные печные устройства в заготовительных цехах снабжены системой автоматического регулирования горения топлива в печи и миксере (регулируется температура печи, соотношение между расходом топлива и воздуха, давление в печи, а также подогрев топлива—мазута). В результате снижается расход топлива, улучшается качество горения и облегчаются условия труда обслуживающего персонала.

Отражательные наклоняющиеся печи в отличие от стационарных печей можно наклонять при выпуске и загрузке металла с помощью специальных приводных механизмов.