Обслуживание электропечей

Современная индукционная электропечь для плавки катодного цинка рассчитана на длительную непрерыв­ную работу в течение нескольких лет. Электропечь очень чувствительна к изменению режима и нуждается во вни­мательном и тщательном обслуживании ее во время экс­плуатации. Наибольшую опасность представляет про­рыв расплавленного металла через футеровку печных трансформаторов или ванны печи. Нежелательные по­следствия вызывает и появление коротких замыканий в первичных катушках трансформаторов в результате обугливания изоляторов. Для нормальной эксплуатации и безаварийной работы электропечи необходимо соблю­дать следующие условия:

1. Сушку и разогрев новой или капитально отремон­тированной печи производить строго по графику.

2. После начала плавления цинка поднимать нагруз­ку на электропечь до рабочей постепенно, не менее чем за 2 сут.

3.  Не допускать повышения температуры охлажда­ющего воздуха, выходящего из печных трансформаторов, выше 60° С.

4. Ежесменно проверять сигнализацию отключения вентилятора, подающего воздух для охлаждения транс­форматоров.

5. Не допускать перерыва в загрузке катодного цин­ка в печь - держать постоянно в печи «столб» цинка.

6. Не перегревать ванну печи выше 550° С.

7. Не пользоваться ломами и другими массивными металлическими предметами для перемешивания цинка в ванне.

8. При внезапном отключении электроэнергии прекра­щать подачу охлаждающего воздуха.

9. При пуске печи в работу после внеплановых оста­новок медленно повышать силу тока, начиная с самой малой нагрузки.

10. Не загружать в печь влажных листов катодного цинка.

Обслуживание электропечей начинается с приема ка­тодного цинка из отделения электролиза. К переплавке должны приниматься строго по массе аккуратно сложен­ные пачки сухих цинковых листов. В этом случае меха­низированный подъем и загрузка катодного цинка в печь будут проходить без затруднений. Необходимо следить за тем, чтобы в печь вместе с цинком случайно не попа­дали железные предметы (сдирочные ножи, щетки и т. п.) и алюминиевые полотна или штанги катодов. Же­лезо, алюминий, медь очень хорошо растворяются в рас­плавленном цинке и могут сильно загрязнять чушковой металл. Ни в коем случае нельзя допускать в переплавку листы цинка с остатками электролита. Также не следует переплавлять вместе с катодным металлом цинковый скрап и дендриты. Большая часть этого материала окис­ляется и переходит в дроссы. Дендриты и мелкие куски катодного цинка необходимо перерабатывать отдельно. Листы цинка загружают в электропечь через загрузоч­ную коробку или вручную пачками по 5-7 листов или в больших количествах механизированным способом.

Основная задача плавильщиков - добиваться при переплавке катодного цинка максимального выхода его в чушковой металл. Этой цели подчинен весь режим плав­ки. Решающими условиями высокого выхода цинка в чушковой металл являются:

1. Подача в печь только сухого катодного цинка.

2. Быстрое плавление катодного металла в ванне печи.

3. Минимальный контакт поверхности ванны и листов цинка с воздухом.

4. Применение качественного флюса или создание восстановительной атмосферы в печи.

В соответствии с этими условиями температуру ван­ны в электропечи поддерживают в пределах 500-520° С. Для уменьшения окисления цинка в плавильной зоне иногда создают восстановительную атмосферу и положи­тельное давление внутри рабочего пространства. Стре­мятся также плотнее герметизировать рабочую дверцу. На поверхности ванны поддерживают определенный слой дросса толщиной не менее 5 см.

Большое влияние на выход чушкового металла ока­зывает умелое применение флюса - хлористого аммо­ния. Хлористый аммоний должен быть высокого качест­ва, тогда его расход не превысит 0,6 кг/т цинка. Добав­лять флюс нужно понемногу, в основном в загрузочную коробку, а небольшую часть забрасывать в печь перед снятием дросса с поверхности ванны. Снимают дросс только спустя некоторое время после хорошего переме­шивания его с хлористым аммонием.

Выход чушкового металла в значительной степени за­висит от структуры катодного цинка. Плотный и толстый осадок цинка, полученный при высоких плотностях то­ка или при двух- и трехсуточном наращивании из чистых растворов сульфата цинка, дает наибольший выход чуш­кового металла при переплавке. Цинк со следами корро­зии от действия вредных примесей, особенно сурьмы и кобальта, увеличивает выход дроссов и снижает выход в чушковый металла.

 

Разливка цинка

 

Разливку цинка в изложницы производят с по­мощью разливочных машин. Отечественные цинковые за­воды оснащены карусельными и прямолинейными разли­вочными машинами. Карусельная машина диаметром около 4 м имеет 22 водоохлаждаемые изложницы, рас­положенные по окружности. Металл заливают в излож­ницу графитовым черпаком, работающим синхронно с движением машины. При вращении машины изложница, достигшая узла разгрузки, опрокидывается с помощью специальных направляющих и после опорожнения вновь возвращается в исходное положение. Недостатком кару­сельных машин является ограниченная производитель­ность и неудобные условия для организации штабелиро­вания чушкового цинка.

Прямолинейные машины позволяют производить раз­ливку цинка из электропечей любой производительности. Комплекс для механизированной разливки цинка на прямолинейных машинах состоит из собственно маши­ны, штабелеукладчика и устройства для клеймения чу­шек. В Советском Союзе выпускают поточные линии для плавки катодного цинка в электропечах ИЦК-25 и ИЦК-40, включающие, кроме электропечей, машины для загрузки катодного цинка, прямолинейные разли­вочные машины и штабелеукладчики (рис. 90).

Производительность промышленных машин достига­ет 15 т/ч. Машина имеет 30-40 двойных изложниц, шарнирно закрепленных на цепи непрерывно действующего конвейера. Расплавленный цинк из зумпфа печи специ­альным насосным дозирующим устройством выливается в стальные желоба, футерованные асбестом, а затем в водоохлаждаемые изложницы. В конце конвейера имеет­ся ударный кулачковый механизм для клеймения. После клеймения изложницы опрокидываются и чушки цинка выпадают на каретку, подающую их к штабелеукладчи­ку. Как на карусельных, так и на прямолинейных разли­вочных машинах трудоемкая операция - съем пенки (слоя окислов ) с поверхности расплавленного цинка - осуществляется пока вручную.

Для получения хороших по внешнему виду чушек, полностью удовлетворяющих требованиям ГОСТа, при разливке должны соблюдаться следующие условия. С поверхности металла в зумпфе печи необходимо предва­рительно удалить пленку окислов цинка и возможные загрязнения. Цинк следует разливать только в хорошо прогретые изложницы. При перерывах в разливке во из­бежание переохлаждения изложниц поступающую в них воду нужно отключать. В каждой изложнице с поверхно­сти цинка должна тщательно удаляться пленка окислов.

Чушковый цинк укладывают в штабели с помощью штабелеукладчиков. На отечественных заводах работает несколько систем штабелеукладчиков. Один из наиболее простых и надежных - штабелеукладчик системы И. И. Котова.

Рис. 90. схема поточной линии для плавки катодного цинка:

1 – загрузочная машина; 2 – электропечь; 3 – карусельная разливочная машина

 

Рис. 91. Пакетирование чушкового цинка

 

Применяют также штабелеукладчики, располага­ющие чушки в штабеле попарно, крест на крест. Все типы указанных механизмов удовлетворяют своему назначению и позволяют перемещать штабели на склад для хранения. Для снижения трудовых затрат при транспор­тировании цинка железнодорожным и водным путем штабели необходимо обвязывать стальной лентой для придания им устойчивости при погрузочно-разгрузочных операциях. Для этой цели применяют обвязочную маши­ну «Циклоп» (рис.91).

Снятый с поверхности ванны цинка дросс направля­ют в дроссовое отделение. Выход дросса составляет от 4 до 10% к переплавленному катодному цинку. В нем со­держится свыше 50% металлического цинка в виде ко­рольков. Размер корольков не превышает 5-10 мм, большая часть их имеет крупность 1-3 мм. Чтобы из­влечь из дросса металлическую фракцию, его подверга­ют классификации. Для этой цели используют различные механизмы. Наиболее распространены вращающиеся си­та, с помощью которых крупные металлические король­ки цинка отделяются от окисленной части дросса.

Металлическую фракцию дросса возвращают на плавку в электропечь, а окисленную фракцию после из­мельчения направляют на склад обжигового цеха для подачи в шихту обжига или используют, как это делает­ся на Усть-Каменогорском свинцово-цинковом комбина­те и заводе «Укрцинк», для получения цинковых белил.

На ряде зарубежных и на некоторых отечественных заводах в отделении для переплавки катодного цинка организовано производство литых изделий из цинка или получение сплавов на основе цинка. В частности, на оте­чественных заводах организовано литье цинковых анодов и протекторов для защиты стальных конструкций от коррозии. Кроме того, на одном из заводов изготавлива­ют сплав ЦЛМ из цинка марки ЦВ1, алюминия чистотой не ниже марки А5, катодной меди марки МО и магния марки МГ.

Отливку изделий из расплавленного цинка осуществ­ляют путем заливки его в специальные изложницы с по­мощью дозатора. Для производства сплава ЦАМ указан­ные выше компоненты (кроме цинка), взятые по расчету, предварительно расплавляют в индукционной тигельной электропечи для приготовления лигатуры и затем зали­вают в цинкоплавильную электропечь, где перемешивают с расплавленным цинком графитовой мешалкой. Гото­вый сплав насосом откачивают по желобу в разливочную машину или в кокили для отливки блоков.

Совмещение переплавки катодного цинка с производ­ством изделий или сплавов на его основе экономически выгодно, так как этим исключается операция расплавле­ния чушкового цинка на заводах-потребителях, сопровож­даемая потерями металла через угар и окисление.