Черновую медь, полученную в конвертерах и содержащую различные примеси, подвергают очистке в две последовательные стадии: огневое рафинирование в печах и электролитическое — в электролизных ваннах. Огневое рафинирование проводят на медеплавильных или специальных рафинировочных заводах. В первом случае черновая медь поступает на рафинирование от конвертеров в жидком виде, во втором в слитках.

Огневое рафинирование проводят в отражательных печах и в наклоняющихся печах конвертерного типа, последние пригодны только для переработки жидкой меди. Печи для огневого рафинирования часто называют анодными печами, так как медь после рафинирования в них разливают в слитки пластинчатой формы — аноды.

Конструкция отражательных стационарных печей _

Конструкция стационарной отражательной печи показана на рис. 2.85. Печь очень схожа с устройством отражательных печей для выплавки медного штейна. Вмести­мость печей достигает 400 т.

Для печей малой вместимости (до 100 т) бетонный фундамент печи делают мо­нолитным. Большие печи имеют фундамент, выполненный из бетонных опор 4 на общей фундаментной основе 2 (столбчатый фундамент).

На бетонные опоры устанавливают чугунные плиты толщиной до 40-50 мм, на которые опирается лещадь, выложенная из огнеупорного кирпича в три слоя. Она имеет форму обратной арки. Свод 11 печи распорно-подвесной, арочный из хромо­магнезита; он опирается на подпятовые балки, которые в районе загрузочных окон охлаждают водой.

Каркас печи состоит из колонн 7 и поперечных и продольных тяг 9 диаметром 50-60 мм.

Твердую шихту (чушки, анодные остатки, лом и др.) и жидкий металл загружают через окна 10, расположенные в продольной степе, обращенной к загрузочному пролету. Обычно печи вместимостью до 150 т имеют два окна, а при вместимости свыше 150 т — три окна высотой 900-1200 мм и шириной 1500-1900 мм. Для съема шлака и операции «дразнения» используют торцевые окна высотой 700-800 мм и ши­риной 600 мм. Окна прикрывают охлаждаемыми заслонками с пневматическим или электромеханическим приводом.

Печь отапливается природным газом или мазутом через горелки 6, расположен­ные в торцевой стене, форкамера 8 обеспечивает лучшее воспламенение топлива.

Для выпуска рафинированной меди служит щелевая летка 3, которую перед на­чалом плавки закладывают огнеупорными кирпичами или глиной. Во время выпуска щель летки постепенно разбирают сверху, что обеспечивает почти постоянный напор струи меди, поступающей через желоб в изложницы разливочной машины.

Подобные печи применяют также для переплавки катодной меди при изготовле­нии из нее вайербасов — слитков для изготовления проволоки.

Конструкция наклоняющихся печей

Анодная наклоняющаяся печь вместимостью 200 т показана на рис. 2.86 и предна­значена для огневого рафинирования черновой меди. Конструкция печи аналогична конструкции горизонтального конвертера вместимостью 75-80т. Бочка печи 4 изго­
товлена из листовой стали толщиной 30 мм. Торцевые крышки соединены с бочкой при помощи пружинных амортизаторов 2 для восприятия линейного расширения футеровки, футеровка 5 печи выложена магнезитохромитовым или магнезитовым кирпичом.

Бочка опирается на два бандажа 7, которые опираются на четыре самоцентри - рующихся ролика 13 с балансирами. На одном из бандажей предусмотрен венец 9, входящий в зацепление с подвенечной шестерней 10 приво­да, состоящего из двигателя 12 постоянного тока мощностью 16 кВт и редуктора 11.

В случае прекращения подачи постоянного тока действу­ет двигатель переменного тока мощностью 16 кВт. Для пода­чи воздуха и газообразного восстановителя печь оборудована 20-ю фурмами 15, аналогичными применяемым в конвертерах.

Фурмы металлическим рукавом соединены с коллектором 16.

К коллектору воздух или газ из вертикального трубопровода подводится через патрубок 1 с сальниковым уплотнением.

В торцевой крышке располагается окно 3 для горелки и ввода в печь переносных окислительных трубок. В противоположной стенке сделано шлаковое окно 8. Заливка жидкого конвертер­ного металла и отвод газов осуществляются через горловину 6.

Горловина изготовлена из стальных листов и прикреплена к бочке болтами. Вокруг горловины установлен фартук из листовой стали толщиной 20 мм. Газы поступают в кессонированный напыльник, затем в газоход и трубу..

Для выпуска меди печь имеет летку 14 диаметром 60 мм, совмещающуюся с осью бочки при наклоне печи на 60°. Конструкция легочного устройства показана на рис. 2.87. Оно состоит из массивного корпуса 1, в котором укрепляется с помощью клиньев 5 разъемная стальная обойма 2. В обойму вставляется керамическая труб­ка 3, а перед разливкой — сменный графитовый носок 4■ Графитовый носок обмазы­вается смесью из огнеупорной глины и хромомагнезитового порошка, замешанных на жидком стекле. При такой обработке графитовый носок выдерживает несколько разливок.

Расчет опорных роликов

Центр тяжести наклоняющейся печи с жидким металлом смещается от централь­ной зоны в сторону расположения зубчатого венца. Это вызывает соответствующее повышение нагрузки на ближних к венцу роликах. Различие между минимальной нагрузкой роликов ртш и максимальной ртах составляет 30-50 %. Поэтому расчет на контактную прочность проводится по наиболее нагруженному ролику:

<7К = 0,418^/Ртах ‘ Е • KJb * Rn < [сг]к,

где Е — модуль упругости, Кд — коэффициент динамичности (Кц = 1,3 1,4); Ь —

ширина ролика; ЯП — приведенный радиус пары ролик-бандаж; [<т]к — допускаемое контактное напряжение. При твердости пары ролик-бандаж НВ< 350 величина [сг]к = (25 - і - 30)НВ, МПа и при твердости НВ> 350 допускаемое напряжение [сг]к = = 25HRC, МПа.

Приведенный радиус пары ролик-бандаж

Яп = яР/(і+-^),

где Rp, Re — соответственно радиусы ролика и бандажа. При большом различии Rp и Re радиус пары Rn « Rp.

Конструкция печей обезмеживания

Отражательные печи для огневого рафинирования свинца получили название пе­чей обезмеживания по той причине, что их. основным назначением является очистка свинца от меди.

Рис. 2.88. Отражательная печь непрерывного обезмеживания свинца

Печь (рис. 2.88) установлена на железобетонных столбах (на рисунке не показаны) и имеет стальной кожух, охваченный металлическим каркасом. Стены ванны 1, свод 3, сферический под и газоход 6 выложены из хромомагнезитового кирпича. С наружной стороны печь на уровне расплава кессонирована. Вместимость печи 400т, площадь зеркала металла 27,5м2, глубина ванны 1,7м. Печь отапливается природным газом с помощью двух горелок установленных в окнах 2 на торцевой стене. Черновой свинец из шахтных печей транспортируют краном в нефутерован- ных котлах вместимостью 2—4 т и заливают в печь по желобу 9. Твердые материалы (оборотные шликеры, соду, песок) загружают через окна 4 завалочной машиной.

Залитый в печь свинец разогревается в верхних слоях ванны до 1000° С, а в нижних слоях он охлаждается до 400-600° С и с другого конца печи выпускается через сифон 8 в котел. Для выпуска штейна и шлака на противоположной боковой стене газохода предусмотрено выпускное окно 7 с регулируемой высотой порога. Вначале выпускают шлак в изложницы, а затем штейн — в расположенную рядом другую отражательную печь небольших размеров, в которой осуществляется выделение свинца из штейна. Для контроля за работой печи предусмотрено окно 5.