ПЕЧЬ ДЛЯ ПЛАВКИ ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ Российский патент 1996 года по МПК F27B14/00 

Изобретение относится к металлургическому оборудованию, в основном к печам для плавки цветных металлов и сплавов, имеющих низкую температуру кипения и выделяющих ядовитые пары.

Известна печь для плавки цветных металлов и сплавов, имеющая герметичную крышку и сифон для выпуска металла (а.с. N 146041).

Недостатком указанной печи является то, что во время ее дозагрузки при снятой крышке шихтой ядовитые пары попадают в окружающую среду.

Наиболее близкой, принятой за прототип, можно считать печь, содержащую герметичную крышку, люк для загрузки и сифон для выпуска металла (см.кн. "Плавка и литье цветных металлов и сплавов", Авт. Милицин К.Н. Металлургиздат, 1956 г. с.566).

Недостатком известной печи является то, что образующиеся пары в печном пространстве под герметичной крышкой в момент ввода в ванну печи шихтовых материалов при ее дозагрузке через люк поступают в окружающую среду, что связано, с одной стороны, с нарушением экологии, с другой стороны, с безвозвратными потерями, в том числе и драгоценных металлов.

Предлагается печь для плавки цветных металлов и сплавов с герметичной крышкой, люком для загрузки и сифоном для выпуска металла, в которой крышка содержит конденсационную камеру и укрепленный на крышке вытяжной зонт, сопряженный со стенкой печи с зазором, при этом конденсационная камера имеет рассредоточенные входы со стороны вытяжного зонта и выходы в направлении стенки печи, выполненные в виде труб, к внешней поверхности которых подведена охлаждающая среда; выходы в направлении стенки печи выполнены из дополнительной, соединенной с конденсационной камерой, распределительной полости.

Предлагаемое техническое решение позволяет практически устранить поступление паров из печного пространства в окружающую среду, а также обеспечивает их улавливание и возврат в виде конденсата.

На фиг.1 (вид спереди-разрез) и фиг.2 (вид сверху) показана описываемая печь. Печь состоит из тигля 1, сифона 2 с запором 3, крышки, имеющей полый фланец 4 с подводом 5 и отводом 6 для охлаждающей среды. Полость фланца 4 через отверстие 7 соединена с камерой охлаждения 8, через которую проходят трубы 9, соединяющие вытяжной, укрепленный на крышке, зонт 10 с конденсационной камерой 11, имеющей разгрузочные люки 12 и соединенной через отверстия 13 с распределительной полостью 14, которая сообщается с пространством печи через трубы 15, расположенные в направлении продолжения стенки печи. Распределительная полость имеет вход 16 для подключения сжатого (инертного) газа. Крышка имеет загрузочную камеру 17 с откидным люком 18, а ее поверхность, обращенная в печное пространство, имеет встроенную теплоизоляцию 19. Для монтажа и перемещений крышка имеет цапфы 20, фиксация крышки на тигле осуществляется посредством направляющих штырей 21, выполненных на промежуточном водоохлаждаемом фланце 22, к которому крышка крепится откидными болтами 23, сам же промежуточный фланец 22 крепится к тиглю печи через герметизирующую прокладку 24 струбцинами 25.

Работа на печи осуществляется в следующем порядке: открывается люк 18 и загружаются материалы, подлежащие плавлению, кратковременно открывая подачу инертного газа через вход 16, удаляют воздух, замещая его газом, люк закрывают и подают охлаждение на крышку и промежуточный фланец 22, включают нагрев и производят плавление, при этом отсутствует окисление материалов, а образующиеся восходящие пары (свинца, цинка и др.) по центру печи направляются вытяжным зонтом 10 и заполняют трубы 9, пары охлаждаются с выделением конденсата и падением давления, в результате создается тяга в направлении труб 9 с выходом паров в конденсационную камеру 11, в которой происходит выпадение конденсата, а газ-носитель (инертный) поступает через отверстие 13 в распределительную полость 14, в которой дополнительно охлаждается и по трубам 15 перетекает в печное пространство в зазор между стенкой и вытяжным зонтом, смывая пары от стенок и перемещая их под вытяжной зонт с последующим воспроизводством описанной циркуляции, в результате которой в печном пространстве концентрация паров будет составлять ничтожную величину и определяться "эффектом холодной стенки". Для большинства металлов температура холодной стенки, чтобы получить эффект очистки, лежит в пределах обычных цеховых температур (достаточно применять для охлаждения водопроводную воду), но для тех из них (например, ртути), упругость паров которых высока и при обычных температурах, необходимо пользоваться специальными охладительными системами. Все операции, производимые во время расплава, осуществляются через люк 18, при этом когда его кратковременно открывают, в печном пространстве отсутствуют опасные концентрации паров и в то же время не нарушается их постоянное удаление в конденсационной системе крышки. Выпуск металла производят из закрытой печи непосредственно в формы через сифон 2, создавая в печном пространстве через вход 16 незначительное избыточное давление инертной среды. По мере накопления конденсата его периодически удаляют через разгрузочные люки 12 с возможной последующей металлургической переработкой.

Такое выполнение печи исключает поступление паров в окружающую среду и обеспечивает их утилизацию.

Использование: в металлургической промышленности и на машиностроительных заводах в литейных цехах. Сущность: печь имеет герметичную крышку с люком для загрузки и сифоном для выпуска металла. Крышка имеет вытяжной зонт и конденсационную камеру, сообщающуюся с пространством печи через систему водоохлаждаемых труб с образованием замкнутой направленной циркуляции образующихся паров через конденсационную камеру. 2 ил.

1. Печь для плавки цветных металлов и сплавов, содержащая герметичную крышку, люк для загрузки и сифон для выпуска металла, отличающаяся тем, что крышка выполнена с конденсационной камерой и укрепленным на крышке вытяжным зонтом, сопряженным со стенкой печи с зазором, при этом конденсационная камера имеет рассредоточенные входы со стороны вытяжного зонта и выходы в направлении стенки печи, выполненные в виде труб, к внешней поверхности которых подведена охлаждающая среда. 2. Печь по п.1, отличающаяся тем, что выходы в направлении стенки печи выполнены из дополнительной, соединенной с конденсационной камерой, распределительной полости.