Ватер-жакет

Ватер-жакет, название, присвоиваемое 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 ов от проникания воды во внутренние части печи. Вода, циркулирующая в коробках, способствует наращиванию на стенках В.-ж. твердого слоя из проплавляемых материалов, образуя так называемым н πότη ль, гарниссаж, который является так. обр. предохранительным слоем, заменяющим огнеупорную кирпичную кладку. В.-ж., как и другие медноплавильные и свинцовоплавильные шахтные печи, бывают круглого сечения (для медных В.-ж. диаметр в области фурм 0,9—1,4 м, для свинцовых 1—2,5 м) или прямоугольного (в прямоугольных В.-ж. для свинцовой плавки ширина в области фурм колеблется в пределах! ,1—1 ,3ж и длина—в пределах 1,5—4,5«; в ватер-жакете для медной плавки ширина 0,9—1,4 метров и длина 4,5—15,3 м). Жакеты печи имеют обычно толщ, внутрен. стенки 10—14 миллиметров, наружной 6—8 миллиметров; расстояния между стенками кессонов 100—140 миллиметров. На фигуре 1 изображен разрез свинцовоплавильной ватер-жакетной печи с внутренним тиглем и сифоном Арен-тса, а на фигуре 2 — вертикальн. разрезы ватер-жакетной медноплавильной печи. Для подвода дутья в жакетах устраивают соответствующие отверстия—фурмы путем закатывания коротких труб, к которым дутье из трубопровода подводится специальн., удобными для регулирования соплами. Водяные коробки или кессоны ватер-жакета снабжаются трубами для подвода и отвода воды, расположенными таким обр., чтобы кессоны были совершенно заполнены циркулирующ. водой и тем были устранены пространства, наполненные паром (в противном случае возможно прогорание: жакетов). Вода Фигура 1. обычно подводится к середине кессона и выводится сверху. Темп-pa отходящей воды 35—60°; так. обр. потеря на охлаждение стенок 4—16% от потребляемого топлива. Полезная высота В.-ж., то есть высота от горизонта фурм до поверхности шихты,

в случае медной плавки 2,1—2,9 метров и для свинцовой плавки 4,5—5 метров Высота печи есть функция требуемой для ведения процесса t°. Потребная темп-pa для свинцовой плавки 1050—1200° и для медной плавки 1 150—1 350°. 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. e. Fe₂0₃восстанавливается 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. Существен, деталью устройства жакетов является угол наклона заплечиков. В свинцовых печах, где требуется более восстановительная атмосфера, заплечики имеют уклон 75—100 миллиметров на каждые 300 ли высоты. При мелкой шихте наклон заплечиков должен быть больше, чем при крупной. Повышенный наклон заплечиков уменьшает скорость газов в шахте печи и улетучивание свинца.

В.-ж. 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 пыле-уловительной 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 (смотрите 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 В.-ж. доходят до лещади (постель горна), то футеровка горна излишня, а лещадь выкладывается огнеупорным материалом (магнезитовым кирпичом). Давление дутья, применяемое в

В.-ж., небольшое и зависит от t°, потребной в печи, что находится в прямой зависимости от хим. состава руды и ее крупности.

При свинцовой плавке давление дутья 155 миллиметров Hg (шихта более крупная и высота печи больше). При медной плавке давление дутья 103,5 миллиметров Hg. Количество проплавляемой шихты в ватер-жакетной печи при плавке медных и других цветных металлов руд принято определять на единицу поперечного сечения в области фурм; проплав зависит от химич. 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. Ватер-жакетная 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, верк-блей) выпускается через сифон Арентса (фигура 1). Жакеты ватер-жакетных 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 ватер-жакетных 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.

Лит.: Hof man Н. 0„ General Metallurgy, N.Y.,1913; Hof man H. 0, Metallurgy of Lead, N. Y., 1918; Hofman H.O. a. Hayward C.R., Metallurgy of Copper, N. Y., 1924. В. Ванюков.