ПЛАВИЛЬНАЯ ПЕЧЬ Российский патент 2012 года по МПК F27B7/00 C22B7/00 

Изобретение относится к печам для плавки металлосодержащих отходов и нанесения металлических покрытий термодиффузионным методом (шерардизация) и может быть использовано для извлечения цветных металлов из смесей и оксидов и обработки поверхностей деталей.

Известна плавильная печь для плавки металлосодержащих отходов, включающая съемный корпус, установленный с возможностью поворота на основании; съемный плавильный барабан выполнен с возможностью установки на консольном приводном валу, установленном посредством подшипника в крышке корпуса, к которой прикреплен привод вала; дно плавильного барабана выполнено под углом к его продольной оси (WO 2008/147188).

Устройство обеспечивает возможность слива расплава в изложницу только в вертикальном положении барабана, при этом после вскрытия летки в изложницу поступит весь объем расплава; прекращение слива расплава, например, при выходе изложницы из строя, или порционный слив расплава в разные изложницы невозможны без применения специальных механизмов для закрытия летки в процессе слива расплавленного металла, что является весьма непростой задачей, и в техническом решении по WO 2008/147188 эта задача не решена.

Известна плавильная печь для плавки металлосодержащих отходов, включающая жестко укрепленное на фундаменте основание, установленный на основании съемный корпус с крышей и дверью, размещенный в съемном корпусе съемный плавильный барабан, выполненный с возможностью установки на консольно закрепленном приводном валу, а также нагреватель (RU 2102668).

Данное техническое решение принято в качестве прототипа настоящего изобретения.

Съем барабана с приводного вала осуществляется путем последовательных небольших (в пределах зазора между приводным валом и гнездом барабана) вертикальных и горизонтальных перемещений барабана относительно приводного вала; при этом продольная ось барабана все время остается под углом к горизонтали. Устройство-прототип в отличие от описанного выше аналога по WO 2008/147188 обеспечивает возможность прекращения слива расплава путем поворота плавильного барабана вокруг продольной оси в положение, когда летка оказывается выше уровня расплава; кроме того, плавильная печь может использоваться не только для плавки, но и для нанесения металлических покрытий термодиффузионным методом с использованием порошков и смесей.

Недостатки прототипа состоят в следующем:

- при осуществлении плавки не обеспечивается возможность влияния (увеличения) на площадь зеркала расплава в плавильном барабане, увеличения тем самым захвата корольков металла из шихты, сокращения времени плавки и повышения выхода металла;

- съем плавильного барабана с приводного вала, находящегося под углом к горизонту, весьма затруднен, поскольку осуществляется путем ряда подвижек в пределах зазора между валом и гнездом барабана; съем барабана подъемным механизмом (краном) вдоль вала невозможен;

- при осуществлении нанесения металлических покрытий термодиффузионным методом возможна обработка только небольших деталей; если длина обрабатываемой детали близка к глубине барабана, такая обработка невозможна, поскольку при наклонном положении барабана часть обрабатываемой детали не будет покрыта порошковой смесью.

Задачей настоящего изобретения является обеспечение возможности влияния (увеличения) на площадь зеркала расплава в плавильном барабане и тем самым увеличения захвата корольков металла из шихты, сокращения времени плавки, а также увеличения срока службы плавильного барабана, повышения выхода металла; решается задача упрощения съема плавильного барабана с приводного вала; кроме того, решается задача обеспечения возможности нанесения металлических покрытий термодиффузионным методом в случаях, когда длина обрабатываемой детали близка к глубине барабана.

Согласно изобретению в плавильной печи, включающей установленное на фундаменте основание, установленный на основании корпус с крышей и дверью, размещенный в корпусе съемный плавильный барабан, выполненный с возможностью установки на консольном приводном валу, а также нагреватель, установленный на корпусе посредством шарниров, основание установлено на фундаменте посредством шарнира с горизонтальной осью поворота, перпендикулярной оси вращения барабана; нагреватель может быть снабжен средством, обеспечивающим его колебательное движение.

Заявителем не выявлены источники, содержащие информацию о технических решениях, идентичных настоящему изобретению, что позволяет сделать вывод о его соответствии критерию «Новизна».

Реализация отличительных признаков изобретения обеспечивает важные новые свойства объекта. Обеспечивается возможность увеличения площади зеркала расплава в плавильном барабане путем поворота основания и размещенных на нем элементов относительно горизонтальной оси, в результате чего увеличивается захват корольков металла из шихты; обеспечивается возможность съема плавильного барабана с приводного вала в один прием при приведении вала в горизонтальное положение; в этом положении при нанесении металлического покрытия термодиффузионным методом порошковой смесью обрабатываемые детали покрыты полностью, даже если их длина близка к глубине барабана.

Заявителем не выявлены источники, в которых содержались бы сведения о влиянии отличительных признаков изобретения на достигаемый технический результат. Указанное новое свойство объекта обусловливает, по мнению заявителя, соответствие изобретения критерию «Изобретательский уровень».

Сущность изобретения поясняется чертежами, где изображено:

на фиг.1 - вид сбоку с вырезом;

на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1;

на фиг.3 - вариант установки основания на фундаменте с размещением шарнира в средней части основания;

на фиг.4 - то же, что на фиг.1, вариант выполнения фундамента.

Плавильная печь включает установленное на фундаменте 1 основание 2. На основании 2 размещен корпус 3 с крышей 4 и дверью 5. В корпусе 3 размещен съемный плавильный барабан 6, который выполнен с возможностью установки на консольном валу 7, имеющем квадратное сечение, соединенном с приводом 8. Нагреватель 9 представляет собой пламенную горелку, укрепленную, в конкретном примере, на боковой стенке корпуса 3. Основание 2 установлено на фундаменте 1 посредством шарнира 10 с горизонтальной осью поворота, перпендикулярной оси вращения барабана. Шарнир 10 может находиться в передней части основания 2 (со стороны двери - фиг.1) или в средней его части (фиг.3). Между задней частью основания 2 (со стороны привода) и фундаментом 1 установлен подъемник 11, в частности гидроцилиндр. Нагреватель 9 установлен на стенке корпуса 3 посредством шарниров 12 и снабжен средством, обеспечивающим его колебательное движение, в данном примере кулачковым механизмом 13 с приводом (привод на чертеже не показан). Для слива расплава предусмотрена летка 14. Слив осуществляется по желобу 15 в изложницу 16. В крыше 4 установлена труба 17 для выхода топочных газов. Для передачи вращательного момента от вала 7 к барабану 6 в барабане выполнено гнездо 18, сечение которого по форме соответствует квадратному сечению вала.

Печь в режиме плавки металлосодержащих отходов работает следующим образом.

С помощью подъемника 11 основание 2 поднимают до достижения продольной осью консольного приводного вала 7 горизонтального положения. Затем открывают дверь 5 и снимают крышу 4 корпуса 3. После этого с помощью крана или автопогрузчика плавильный барабан с закрытой леткой 14, загруженный шихтой и закрытый крышкой 20, надевают на приводной вал 7, устанавливают крышу 4 корпуса 3 и закрывают дверь 5. Основание 2 с помощью подъемника 11 возвращают в исходное положение (фиг.1, 3), включают привод 8 вращения приводного вала 7 с установленным на нем барабаном 6. После этого включают нагреватель 9 и осуществляют нагрев вращающегося барабана 6. Для более равномерного нагрева плавильного барабана с помощью кулачкового механизма 13 осуществляют колебательное движение нагревателя. Поддержка температуры внутри корпуса печи осуществляется с помощью автоматической системы регулирования (на чертежах не показана).

Образующиеся в процессе плавки газы выходят через трубу 17.

В процессе плавки площадь зеркала расплава может быть увеличена путем уменьшения угла наклона приводного вала 7 к горизонту с помощью подъемника 11. Благодаря этому интенсифицируется захват зеркалом расплава корольков металла, содержащихся в шихте, что позволяет сократить время плавки и увеличить выход металла.

После окончания плавки печь приводят в исходное положение, барабан 6 останавливают в положении, когда летка 14 находится напротив окна 19, выполненного в корпусе 3.

Затем вскрывают летку 14, включают привод 8 и приводят барабан 6 в положение леткой 14 вниз. Расплавленный металл по желобу 15 сливается в изложницу 16.

В случае необходимости прерывания слива расплава барабан 6 приводят во вращение и останавливают в положении, когда летка находится выше уровня расплава.

По окончании плавки выключают нагреватель.

Съем барабана с приводного вала осуществляется в последовательности, обратной его установке. Благодаря тому, что установка и съем барабана происходят при горизонтальном расположении приводного вала, указанные операции осуществляются по значительно более простой, нежели в прототипе, траектории.

В режиме нанесения металлических покрытий термодиффузионным методом печь работает аналогично, за исключением того, что в барабан загружают не шихту, а изделия, подлежащие обработке, и порошковую смесь.

Для обработки деталей, длина которых близка к глубине барабана 6, приводной вал 7 приводят в положение, близкое к горизонтальному. После окончания обработки барабан 6 извлекают и его содержимое просеивают через сито, отделяя обработанные детали от порошковой смеси.

Изобретение относится к печам для плавки металлосодержащих отходов и нанесения металлических покрытий термодиффузионным методом и может быть использовано для извлечения цветных металлов из смесей и оксидов и обработки поверхностей деталей. В плавильной печи, содержащей установленное на фундаменте основание, установленный на основании корпус с крышей и дверью, размещенный в корпусе съемный плавильный барабан, выполненный с возможностью установки на консольном приводном валу, и нагреватель, установленный на корпусе посредством шарниров, основание установлено на фундаменте посредством шарнира с горизонтальной осью поворота, перпендикулярной оси вращения барабана, а нагреватель может быть снабжен средством, обеспечивающим его колебательное движение. Обеспечивается возможность влияния (увеличения) на площадь зеркала расплава в плавильном барабане и тем самым увеличивается захват корольков металла из шихты, сокращается время плавки, увеличивается срок службы плавильного барабана и повышается выход металла; упрощается съем плавильного барабана с приводного вала; кроме того, обеспечивается возможность нанесения металлических покрытий термодиффузионным методом в случаях, когда длина обрабатываемой детали близка к глубине барабана. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Плавильная печь, содержащая установленное на фундаменте основание, установленный на основании корпус с крышей и дверью, размещенный в корпусе съемный плавильный барабан, выполненный с возможностью установки на консольном приводном валу, и нагреватель, установленный на корпусе посредством шарниров, отличающаяся тем, что основание установлено на фундаменте посредством шарнира с горизонтальной осью поворота, перпендикулярной оси вращения барабана.

2. Плавильная печь по п.1, отличающаяся тем, что она снабжена средством обеспечения колебательного движения нагревателя.