ЛИТЕЙНЫЙ МОДУЛЬ С ТИГЕЛЬНОЙ ПЕЧЬЮ Российский патент 2004 года по МПК F27B14/00 F27B14/08 

Изобретение относится к металлургии, касается плавки и рафинации сплавов, преимущественно лома и отходов цветных металлов, в основном свинцовых и алюминиевых.

Известен литейный модуль с тигельной печью [1], содержащий, наклоняющийся с помощью направляющих роликов, тигель с леткой, находящейся вверху. Последняя снабжена сервоприводом для перемещения тигля от одной изложницы к другой.

Недостатком такой печи является большая вероятность засорения ее летки шлаками, образующимися в процессе плавления. Это может привести к ухудшению качества отливок.

Кроме того, такая печь не обеспечивает получения качественных отливок из-за не однородности расплава, проходящего через летку печи. Модуль также имеет ограниченную подвижность.

Более однородный расплав можно получить с помощью литейной печи [2], содержащей в своем корпусе нагреватели, выполненные в виде двух параллельно расположенных форсунок, разделенных между собой отражательной перегородкой.

Недостатками такого аналога являются большие потери тепла, а также трудность в обслуживании, выражающаяся в необходимости применения защитных костюмов и теплоотражательных экранов.

Наиболее близким по сущности к изобретению является литейный модуль с тигельной печью [3], содержащий в своем корпусе нагреватели, предохранительный затвор и тигель, в котором встроено устройство донного слива.

Существенными недостатками прототипа являются сложность и громоздкость конструкции, неудобство загрузки шихты.

В такой схеме требуется лишняя технологическая операция для подготовки шихты путем дробления. Это не позволяет использовать вторичные отходы с повышенной засоренностью и разными габаритными размерами. Предохранительный затвор шиберного типа сложен и относительно ненадежен в работе.

Кроме того, расположение нагревателей неудачно, так как наблюдается большая зона "тени", что не обеспечивает равномерность нагрева шихты. Поэтому сравнительно велико время плавления металла. Для предотвращения застывания металла над предохранительным затвором такая печь должна снабжаться дополнительно подогревающим устройством, что также приводит к усложнению конструкции литейного модуля.

Из-за своей громоздкости он не может быть мобильным. При этом используется тигель небольшой вместимости и он служит для литья в основном фасонных заготовок. Это сужает область применения литейного модуля.

Задачей изобретения является создание упрощенной конструкции литейного модуля с тигельной печью, обладающего расширенной областью применения, улучшенной мобильностью и небольшим временем разогрева шихты.

Задача решается тем, что в литейном модуле с тигельной печью, содержащем в своем корпусе нагреватели, предохранительный затвор и тигель, в котором встроено устройство донного слива, имеются следующие отличительные признаки, а именно устройство донного слива выполнено в виде игольчатого запорного клапана, а нагреватели расположены в разных уровнях тигля.

Рекомендуется при этом нагреватели располагать с возможностью регулировки их угла установки; игольчатый запорный клапан располагать внутри тигля; корпус совмещать с выхлопной трубой; под корпусом располагать рольганг с изложницами и кристаллизатором; игольчатый запорный клапан снабжать контргрузами с регулировкой усилия запирания сливного отверстия тигля.

Желательно также снабжать литейный модуль хотя бы одним из ниже перечисленных элементов: автономным источником электропитания; системой очистки выбросов литейных газов; секцией сбора готовой продукции и секцией сбора шлаков.

Если под корпусом будет расположен рольганг с изложницами и кристаллизатором, то целесообразно сам корпус располагать на станине. К ней и крепятся рольганг с изложницами и кристаллизатором, а также опрокидыватель и обратный рольганг. В этом случае желательно к станине прикрепить погрузочное устройство и расположить ее в контейнере. При этом контейнер рекомендуется снабжать хотя бы одним из элементов: лапами; колесами и устройством для транспортировки его тягачом; устройством сквозной продувки воздуха; системой вытяжной вентиляции; системой подогрева топлива, подаваемого к нагревателям; системой очистки и утилизации печных газов.

Если литейный модуль будет снабжен секцией сбора готовой продукции и секцией сбора шлаков, а контейнер -колесами и устройством для транспортировки его тягачом, то рекомендуется упомянутые секции располагать на тягаче.

Выполнение устройства донного слива в виде игольчатого запорного клапана позволит дать более равномерную и быструю регулировку струи расплавленного металла при простоте конструкции этого клапана.

Расположение нагревателей в разных уровнях тигля направлено на обеспечение равномерности подогрева всех зон тигля, в особенности зоны снятия шлака и зоны разлива.

Упомянутые выше существенные признаки, в совокупности с признаками перечисленных зависимых пунктов, позволят решить поставленную задачу изобретения в части создания упрощенной конструкции литейного модуля с тигельной печью, обладающего расширенной областью применения, улучшенной мобильностью и небольшим временем разогрева шихты.

Сущность изобретения поясняется иллюстрациями: на фиг.1 показан общий вид литейного модуля; на фиг.2 - вид сверху (по стрелке "А" на фиг.1); на фиг.3 - вид-разрез печи литейного модуля; на фиг.4 - вид сверху (по стрелке "Б" на фиг.3) с разрезом на нагреватели; на фиг.5 - литейный модуль в транспортном положении.

Литейный модуль (фиг.1, 2) содержит тигельную саморазгружающую печь 1, состоящую из корпуса 2, тигля 3 (фиг.3), устройства донного слива, выполненного в виде игольчатого запорного клапана 4 и летки 5 с отверстием 6, а также нагреватели, выполненные в виде горелок 7 и 8 (фиг.4). Последние находятся в разных уровнях возле тигля 3 с возможностью регулировки их углов α и β установки. Между горелками 7 и 8 расположены отражатели 9.

Печь 1 снабжена внутренней и наружной футеровками 10, 11. Над печью 1 расположена система вытяжной вентиляции 12.

Игольчатый запорный клапан 4 снабжен рычажным приводом 13 с контргрузами 14, а тигель 3 закрыт крышками-склизами 15.

Корпус 2 установлен на станине 16, на которой закреплен прямой и обратный рольганги 17, 18 с изложницами 19.

К летке 5 крепится предохранительное запорное устройство, выполненное, например, в виде поворотного шибера 20.

В литейный модуль также встроена система продувки воздуха, например в виде блока осевых вентиляторов 21 (фиг.1 и 2).

Станина 16 расположена в контейнере 22, который снабжен колесами 23 (фиг.5) и дышлом 24 для соединения с тягачом 25. На тягаче 25 располагается секция для готовой продукции 26 и секция для шлаков 27, а на его прицепе - топливный бак 28, воздухозаборники кристализатора 29, выхлопная труба 30 (фиг.1, 2 и 5) печи 1.

Литейный модуль также может иметь погрузочное устройство, например в виде вертикального подъемника 31 (фиг.1), и тележки 32 для готовых слитков 33 (фиг.3), поступающих туда из изложниц 19 с помощью опрокидывателя 34 (фиг.1).

Контейнер 22 может снабжаться лапами 35 (фиг.1) для закрепления в фундаменте или для установки на прицепном транспортном средстве, а также - циклоном 36 для очистки литейных газов, поступающих в атмосферу.

Литейный модуль с тигельной печью действует следующим образом.

В кузов вертикального подъемника 31 (фиг.1) загружается шихта (не показана), например в виде лома. Далее она поднимается в зону загрузки печи 1. По мере открытия и закрытия крышек-склизов 15 (фиг.3, 4) шихта загружается в тигель 3 партиями. После загрузки каждой партии происходит расплавление шихты горелками 7, 8 и снимается промежуточный слой образовавшегося шлака. Эта процедура повторяется несколько раз до полной загрузки тигля 3.

Затем, в течение 15-40 мин, происходит рафинация расплава (например, свинца или алюминия) в тигле 3. После чего разливка осуществляется в следующей последовательности.

Изложница 19 фиксируется на прямом рольганге 17 в зоне разливки под шибером 20, который впоследствии открывается своим поворотом. Далее поднимается игольчатый запорный клапан 4. Это происходит путем воздействия на рычажный механизм 13 во время (10-20 с) заливки изложницы 19.

Затем, под воздействием контргрузов 14, игольчатый запорный клапан 4 закрывает отверстие 6. Также, после этого, закрывается шибер 20. По прямому рольгангу 17 залитая изложница 19 перемещается в зону кристаллизатора 29. Следующая изложница 19 с обратного рольганга 18 устанавливается на прямой рольганг 17 под отверстие 6.

По мере остывания изложница 19 двигается по прямому рольгангу 17, минуя кристаллизатор 29 и охлаждаясь там. Затем она поступает к опрокидывателю 34, в котором фиксируется. С помощью системы рычагов (не показаны) опрокидывателя 34 в тележку 32 поступает содержимое изложницы 19 в виде готовых слитков 33. После заполнения тележки 32 готовые слитки 33 (10-15 штук) транспортируются в секцию для готовой продукции 26 (фиг.5), расположенную на тягаче 25.

Ниже приводятся технические данные опытно-экспериментальной установки МЛ-1, созданной по описанному принципу построения литейного модуля:

Емкость печи по шихте - свинец

(алюминий), кг 1200(300)

Максимальная температура

плавления, °С 600(1000)

Производительность по разливке, т/ч, Не менее 0,2(0,05)

Время расплавления и разогрева, ч 1(2)

Масса модуля в снаряженном

состоянии, т 7

Высота в рабочем положении, м 3,6

Высота в транспортном положении, м 3

Ширина, м 2,5

Длина, м 6,1

Суммарная мощность потребления электроэнергии, кВт 10

Применение такого мобильного передвижного литейного модуля позволит оперативно, охватывая сравнительно большие территории, производить переработку и утилизацию лома, отходов, содержащих цветные металлы.

Источники информации

1. SU №1343171 А1, МПК F 27 В 14/02 от 26.05.86, опубл. 07.10.87.

2. JР №3198207 В2, МПК F 27 В 14/14 от 15.10.93, опубл. 13.08.01.

3. SU №1763836 А1, МПК F 27 В 14/04 от 10.12.90, опубл. 23.09.92 /прототип/.

Изобретение относится к металлургии, касается плавки и рафинации сплавов, преимущественно лома и отходов из цветных металлов, в основном свинцовых и алюминиевых. Устройство содержит в своем корпусе нагреватели, предохранительный затвор и тигель, в котором встроено устройство донного слива. Устройство донного слива выполнено в виде игольчатого запорного клапана и летки, а нагреватели расположены в разных уровнях тигля. Нагреватели расположены с возможностью регулировки их угла установки, игольчатый запорный клапан расположен внутри тигля, корпус совмещен с выхлопной трубой, под корпусом расположен рольганг с изложницами и кристаллизатором. Причем литейный модуль может быть установлен на транспортном средстве, что позволяет оперативно производить переработку и утилизацию лома, отходов, содержащих цветные металлы, на сравнительно больших территориях. Устройство позволяет создать упрощенную конструкцию литейного модуля с тигельной печью, обладающего расширенной областью применения, улучшенной мобильностью и небольшим временем разогрева шихты. 18 з.п.ф-лы, 5 ил.

1. Литейный модуль с тигельной печью, содержащий в своем корпусе нагреватели, предохранительный затвор и тигель, в котором встроено устройство донного слива, отличающийся тем, что устройство донного слива выполнено в виде игольчатого запорного клапана и летки, а нагреватели расположены в разных уровнях тигля.2. Модуль по п.1, отличающийся тем, что нагреватели расположены с возможностью регулировки их угла установки.3. Модуль по п.1, отличающийся тем, что игольчатый запорный клапан расположен внутри тигля.4. Модуль по п.1, отличающийся тем, что корпус совмещен с выхлопной трубой.5. Модуль по п.1, отличающийся тем, что под корпусом расположен рольганг с изложницами и кристаллизатором.6. Модуль по п.1, отличающийся тем, что игольчатый запорный клапан снабжен контргрузами с регулировкой усилия запирания сливного отверстия тигля.7. Модуль по п.1, отличающийся тем, что он снабжен автономным источником электропитания.8. Модуль по п.1, отличающийся тем, что он снабжен системой очистки выбросов литейных газов.9. Модуль по п.1, отличающийся тем, что он снабжен секцией сбора готовой продукции и секцией сбора шлаков.10. Модуль по п.5, отличающийся тем, что корпус расположен на станине вместе с кристаллизатором, опрокидывателем, изложницами, прямым и обратным рольгангом.11. Модуль по п.10, отличающийся тем, что к станине прикреплено погрузочное устройство.12. Модуль по п.10, отличающийся тем, что станина расположена в контейнере.13. Модуль по п.12, отличающийся тем, что контейнер снабжен лапами.14. Модуль по п.12, отличающийся тем, что контейнер снабжен колесами и устройством для транспортировки его тягачом.15. Модуль по п.12, отличающийся тем, что контейнер снабжен устройством сквозной продувки воздуха.16. Модуль по п.12, отличающийся тем, что контейнер снабжен системой вытяжной вентиляции.17. Модуль по п.12, отличающийся тем, что контейнер снабжен системой подогрева топлива, подаваемого к нагревателям.18. Модуль по п.12, отличающийся тем, что контейнер снабжен системой очистки и утилизации печных газов.19. Модуль по п.9 и 14, отличающийся тем, что секция сбора готовой продукции и секция сбора шлаков расположены на тягаче.