Ватержакет

Плавка металла

ВАТЕРЖАКЕТ, название, присвоенное медно- и свинцовоплавильным шахтным печам, стенки которых представляют собой охлаждаемые водой пустотелые коробки из котельного железа. Они устроены так. обр., что внутренняя и наружная стенки вогнуты и свариваются или склепываются швом заклепок, расположенных по наружной стороне каждой стенки; т. о. получаются плотные швы, и устраняется возможность их раскрытия и взрывов от проникания воды во внутренние части печи. Вода, циркулирующая в коробках, способствует наращиванию на стенках ватержакета твердого слоя из проплавляемых материалов, образуя так наз. настыль, гарниссаж, который является так. обр. предохранительным слоем, заменяющим огнеупорную кирпичную кладку.

Ватержакет, как и другие медноплавильные и свинцовоплавильные шахтные печи, бывают круглого сечения (для медных ватержакетов диаметр в области фурм 0,9—1,4 м, для свинцовых 1—2,5 м) или прямоугольного (в прямоугольных ватержакетах для свинцовой плавки ширина в области фурм колеблется в пределах 1,1—1,3 м и длина - в пределах 1,5—4,5 м; в ватержакете для медной плавки ширина 0,9—1,4 м и длина 4,5—15,3 м). Жакеты печи имеют обычно толщину внутренней стенки 10—14 мм, наружной 6—8 мм; расстояния между стенками кессонов 100—140 мм.

Разрез свинцовоплавильной ватержакетной печи с внутренним тиглем и сифоном Арентса

На фиг. 1 изображен разрез свинцовоплавильной ватержакетной печи с внутренним тиглем и сифоном Арентса, а на фиг. 2 - вертикальные разрезы ватержакетной медноплавильной печи.

Вертикальные разрезы ватержакетной медноплавильной печи

Для подвода дутья в жакетах устраивают соответствующие отверстия - фурмы путем закатывания коротких труб, к которым дутье из трубопровода подводится специальными, удобными для регулирования соплами. Водяные коробки или кессоны ватержакета снабжаются трубами для подвода и отвода воды, расположенными таким обр., чтобы кессоны были совершенно заполнены циркулирующей водой и тем были устранены пространства, наполненные паром (в противном случае возможно прогорание жакетов). Вода обычно подводится к середине кессона и выводится сверху. Температура отходящей воды 35—60°; так. обр. потеря на охлаждение стенок 4—16% от потребляемого топлива. Полезная высота ватержакета, т. е. высота от горизонта фурм до поверхности шихты, в случае медной плавки 2,1—2,9 м и для свинцовой плавки 4,5—5 м. Высота печи есть функция требуемой для ведения процесса температуры. Потребная температура для свинцовой плавки 1050—1200° и для медной плавки 1150—1350°. Высота печи зависит от химического состава проплавляемой шихты, характера топлива, величины кусков шихты и от предварительной подготовки последней. Если при плавке свинцовых и медных руд восстановительный эффект высок, т. е. Fе2O3 восстанавливается не до FeO, как это требуется, а до Fe, то это ведет к образованию так называемых железных жуков. В случае мелкой руды высота печи делается меньше, чем в случае крупной. Существенной деталью устройства жакетов является угол наклона заплечиков. В свинцовых печах, где требуется более восстановительная атмосфера, заплечики имеют уклон 75—100 мм на каждые 300 мм высоты. При мелкой шихте наклон заплечиков должен быть больше, чем при крупной. Повышенный наклон заплечиков уменьшает скорость газов в шахте печи и улетучивание свинца.

Ватержакет в верхней своей части обычно снабжен шахтой из огнеупорного кирпича, поддерживаемой особыми колоннами, и имеет колпак и трубу для отвода газов. Колошник обычно открыт, и газы смешиваются с воздухом прежде, чем они достигнут пылеуловительной камеры и дымовой трубы. Колошниковые газы содержат обычно мало окиси углерода и потому не утилизируются. Нижняя часть печи имеет внутренний тигель или передовой горн, выложенные огнеупорным материалом (см. Вангрес). Внутренний тигель применяется по преимуществу в свинцовой плавке. В медной плавке, чтобы устранить образование настылей, расплавленные массы штейна и шлаков выпускаются в передовой горн, где и происходит их разделение. Если кессоны ватержакета доходят до лещади (постель горна), то футеровка горна излишня, а лещадь выкладывается огнеупорным материалом (магнезитовым кирпичом). Давление дутья, применяемое в ватержакете, небольшое и зависит от температуры, потребной в печи, что находится в прямой зависимости от химического состава руды и ее крупности.

При свинцовой плавке давление дутья 155 мм Hg (шихта более крупная и высота печи больше). При медной плавке давление дутья 103,5 мм Hg. Количество проплавляемой шихты в ватержакетной печи при плавке медных и других цветных металлов руд принято определять на единицу поперечного сечения в области фурм; проплав зависит от химического состава шихты, крупности кусков и качества топлива. При свинцовой плавке проплавляется 50—60 т/м2, при медной 60—85 т/м2. Расход топлива уменьшается с увеличением проплава на единицу площади сечения в области фурм. Ватержакетная печь обычно имеет солидный фундамент и плиту, поддерживающую лещадь или внутренний горн. Внутренний горн в случае свинцовой плавки солидно блиндирован для удержания больших количеств свинца. В свинцовой плавке свинец (или, при наличии благородных металлов, веркблей) выпускается через сифон Арентса (фиг. 1). Жакеты ватержакетных печей недороги и при хорошей воде несут службу 3 года. Стальные жакеты прочнее железных. Для выплавки свинца обычно устанавливают один ряд низких жакетов. Медноплавильные печи обычно имеют жакеты во всю вышину печи (ординарный или двойной).

Преимущества ватержакетных печей перед печами кирпичной кладки следующие: 1) их легче и быстрее строить, 2) легче задувать и выдувать, 3) в них легче устранять настыли, 4) состав шлака не оказывает влияния на стойкость стенок печи, 5) число фурм может быть увеличено, и т. о. работа может быть форсирована.

 

Источник: Мартенс. Техническая энциклопедия. Том 3 - 1928 г.

Избранное