СИСТЕМА ДЛЯ ПОГРУЖЕНИЯ МЕТАЛЛОЛОМА Российский патент 2017 года по МПК F27B3/04 

Приоритет настоящей заявки заявляется по предварительной заявке №61/505156 на патент США, поданной 7 июля 2011 года, и по предварительной заявке №61/625134 на патент США, поданной 17 апреля 2012 года, содержание которых включено в настоящий документ посредством ссылки.

ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0001] Настоящее изобретение относится к системе для погружения металлолома, которая обычно используется при переработке расплавленного металла. Например, она находит применение, но без ограничения этим, в повторной переработке алюминия. При повторной переработке металлов необходимо обеспечить плавление кусков металлолома для обработки и переработки. Большая часть кусков металлолома являются тонкостенными, так как они получены в результате придающего форму механического воздействия, такого как снятие стружки, сверление и холодная прокатка. Плавление тонкостенных кусков скрапа является особенно сложной задачей вследствие (i) длительной выдержки в агрессивной атмосфере в обычной плавильной печи, приводящей к весьма значительной потере в результате процесса окисления, и (ii) затрудненного проведения быстрого погружения в расплавленный металл, так как тонкостенные куски металлолома всплывают в расплавленном металле.

[0002] При обычном плавильном процессе плавильная печь снабжена закрытой топкой и присоединенной открытой плавильной секцией или загрузочным колодцем. Насос или другое устройство, нагнетающее поток расплавленного металла, заставляет расплавленный металл проходить от топки к загрузочному колодцу. В загрузочный колодец загружают куски металлолома. Насосы могут быть вариантами центробежных лопастных насосов или электромагнитными насосами. Настоящее изобретение совместимо с любым из этих устройств, но более предпочтительно применение электромагнитных насосов, которые могут использоваться в режиме сухой топки, то есть при относительно низком заполнении расплавленным металлом (например, <4 дюймов (<10 см)). Электромагнитные насосы работают по принципу линейного двигателя, в котором проводник отталкивается под действием магнитного поля, создаваемого окружающей обмоткой. Другие детали этой конструкции, принципы ее действия и работы можно найти в патентном документе GB-B-2269889, содержание которого, в частности, что касается особенностей принципов электромагнитного насоса, а также режима работы и конструктивного решения устройства, включено в настоящий документ посредством ссылки.

[0003] В плавильной секции (в частности, в загрузочном колодце) используются различные устройства, способствующие погружению металлического лома ниже поверхности ванны из расплавленного металла. Существует три основных типа систем. Первый тип включает механические системы, конструктивно состоящие, главным образом, из ротора, создающего поток расплавленного металла у верхней поверхности. Примеры этих устройств известны из патентов США №№3873305, 3997336, 4128415 и 4930986. Система второго типа использует механическое устройство, предназначенное для физического проталкивания металлолома ниже поверхности расплава ("стопы слона"/"колодезные движители" (elephant feet/well-walkers)). В основу работы системы третьего типа положено использование формы камеры, без вращения ротора, для создания потока металла, обеспечивающего погружение кусков металлолома в загрузочном колодце. В частности, за счет управления потоком расплавленного металла в загрузочном колодце достигается вихревое движение, втягивающее скрап с верхней поверхности в ванну. Эти системы известны, например, из патентов США №№3955970, 3984234, 4286985 и 6217823, каждый из которых включен в данный документ посредством ссылки. Настоящее изобретение относится к указанному третьему типу систем для погружения металлолома.

[0004] На фиг.1 проиллюстрирована одна известная система для погружения металлолома, относящаяся к тому же типу систем, что и настоящее изобретение. Указанная установка включает загрузочный колодец 1, в который вводят твердый металл 3 так, что он входит в непосредственный контакт с расплавленным металлом 5. Загрузочный колодец 1 имеет внутренний профиль, который в сочетании с быстрым потоком расплавленного металла вызывает образование вихревого движения на поверхности расплавленного металла, способствующего смешению твердого метала 3 с расплавленным металлом 5. Указанный быстрый поток расплавленного металла создается электромагнитным насосным блоком 7. Более конкретно, расплавленный металл 5 выходит из загрузочного колодца 1 через выпускное отверстие 9 и проходит через трубопровод 11 в печь (не показано). Насосный блок 7 извлекает из печи расплавленный металл через трубопровод 12 и затем вводит его в загрузочный колодец 1 через трубопровод 13 и впускное отверстие 15. Трубопровод 13 ориентирован относительно периферийной стенки загрузочного колодца 1 по существу по касательной для обеспечения образования вихревого движения в загрузочном колодце 1. На фиг.2 показан вид сверху в плане примера загрузочного колодца.

[0005] На фиг.3 показано устройство 100 для переплавки металлолома, выполненное в виде блока 102 из огнеупорного материала, который может иметь размеры, подходящие для сопряжения с относительно малыми допусками с размерами существующего загрузочного колодца, или который может самостоятельно формировать заново сконструированный загрузочный колодец. Предпочтительно устройство 100 выполнено из отвержденного материала, такого как алюмосиликатный огнеупорный материал или другого литьевого огнеупорного материала, известного специалистам в данной области техники. Блок 102 содержит камеру 116 по существу с цилиндрической боковой стенкой 118, базовой стенкой 120, наклонной поверхностью 121, расположенной вокруг внутренней стенки 122, образующей центральную полость 123, проходящую к выпускному отверстию 124 и выпускному каналу 125. Наклонная поверхность 121 имеет передний край, смежный с впускным отверстием 126, проходящим к камере 116. На практике было установлено, что устройство 100 обеспечивает превосходные эксплуатационные показатели по переплавке металлолома.

[0006] Как изложено выше, настоящее изобретение подходит не только для повторной переработки. Точнее, на различных этапах во время плавления, обработки, очищения и распределения расплавленных металлов оно также может быть необходимым для введения внешних материалов в расплавленный металл дополнительно к металлолому. Эти материалы могут быть газообразными веществами, обеспечивающими извлечение нежелательных компонентов из расплавленного металла, или порошками, предназначенными для введения необходимых компонентов в расплавленный металл. Настоящее изобретение также относится к установке и способу эффективного введения таких материалов в расплавленный металл. Указанные установка и способ преимущественно обеспечивают больший контакт между добавленным материалом и расплавленным металлом в целом.

[0007] Настоящее изобретение также относится к установке и способу с улучшенной совместимостью с различными существующими в настоящее время конструкциями печей для расплавленного металла.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0008] В соответствии с одним аспектом примера варианта выполнения предложена печь, содержащая загрузочный колодец. Загрузочный колодец содержит открытую сверху камеру, имеющую боковую и базовую стенки из жаропрочного материала. В боковой стенке камеры выполнено впускное отверстие для приема расплавленного металла. Смежно с указанной боковой стенкой выполнена наклонная поверхность, при этом внутренняя стенка образует центральную полость. Наклонная поверхность расположена между внутренней и боковой стенками. Наклонная поверхность по существу проходит под углом от места пересечения с базовой стенкой к месту, расположенному смежно с верхней поверхностью внутренней стенки. Указанная полость проточно сообщается с выпускным отверстием. Канал во внутренней стенке обеспечивает проточное сообщение между впускным отверстием и полостью.

[0009] В соответствии со вторым вариантом выполнения предложена печь, содержащая загрузочный колодец с открытой сверху камерой, имеющей боковую и базовую стенки из жаропрочного материала, впускное отверстие, выполненное в боковой стенке камеры для приема расплавленного металла, наклонную поверхность, расположенную смежно с указанной боковой стенкой, и внутреннюю стенку, образующую центральную полость. Указанная наклонная поверхность расположена между внутренней и боковой стенками. Наклонная поверхность проходит под углом от места пересечения с базовой стенкой к месту, расположенному смежно с верхней поверхностью внутренней стенки. Указанная полость проточно сообщается с выпускным отверстием. Канал во внутренней стенке обеспечивает проточное сообщение между впускным отверстием и полостью. Кроме того, предложена съемная вкладка, выполненная из жаропрочного материала, с формой, обеспечивающей съемное крепление внутри указанного канала. Съемная вставка перекрывает по меньшей мере часть канала и, как вариант, весь канал.

[0010] В соответствии с третьим вариантом выполнения предложен загрузочный колодец для расплавленного металла. Указанный загрузочный колодец содержит смесительную чашу, имеющую впускное и выпускное отверстие. Впускное отверстие принимает первый трубопровод. Выпускное отверстие принимает коленчатое соединение. Указанное коленчатое соединение содержит второй трубопровод, выполненный с возможностью стыковки с соответствующей печью.

[0011] В соответствии с четвертым аспектом настоящего изобретения предложена печь, содержащая резервуар для расплавленного металла. Резервуар внутри имеет максимальную глубину для расплавленного металла и содержит первый трубопровод, соединенный с резервуаром на входе, и коленчатый элемент, соединенный с резервуаром на выходе. Первый трубопровод связан с формирователем потока. Коленчатый элемент обеспечивает проточное сообщение между выходом и вторым трубопроводом.

[0012] В соответствии с четвертым вариантом выполнения предложена установка для погружения расплавленного металла, содержащая загрузочный колодец, проточно сообщающийся с трубопроводом для приема расплавленного металла из печи. Указанный трубопровод соединен с указанной печью посредством переходника, который имеет удлиненный корпус, выполненный из огнеупорного материала. Указанный корпус ограничивает канал, имеющий первый конец с первым размером (W) и вторым поперечным размером (Н), где W>Н, и второй по существу круговой конец с диаметром (D), где D≤Н.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0013] На фиг.1 показана известная система для расплавления металлолома.

[0014] На фиг.2 представлен вид в разрезе первого известного загрузочного колодца.

[0015] На фиг.3 представлен вид в разрезе второго известного загрузочного колодца.

[0016] На фиг.4 представлен вид в аксонометрии загрузочного колодца в соответствии с настоящим изобретением.

[0017] На фиг.5А представлен вид сверху частично в разрезе загрузочного колодца, показанного на фиг.4, а на фиг.5В представлен вид в разрезе, взятый по линии С-С.

[0018] На фиг.6 представлен вид в аксонометрии верхнего конца альтернативной вставки для загрузочного колодца, содержащего регулируемый закрыто-открытый сообщающийся канал.

[0019] На фиг.7 представлен вид в аксонометрии нижнего конца вставки, показанной на фиг.6.

[0020] На фиг.8 представлен вид в аксонометрии верхнего конца альтернативной вставки для загрузочного колодца, содержащего ограниченный сообщающийся канал.

[0021] На фиг.9 представлен вид в аксонометрии нижнего конца вставки, показанного на фиг.8.

[0022] На фиг.10 представлен вид в аксонометрии нижнего конца загрузочного колодца, содержащего вставку, относящуюся к типу вставок, изображенных на фиг.6 - 9.

[0023] На фиг.11 представлен вид сверху (частично в разрезе) смесительной системы в соответствии с третьим и/или четвертым вариантом выполнения изобретения.

[0024] На фиг.12 представлен вид сбоку смесительной системы, показанной на фиг.11.

[0025] На фиг.13 представлен увеличенный вид сверху (частично в разрезе) смесительной системы, показанной на фиг.11.

[0026] На фиг.14 представлен вид сверху в аксонометрии частично в разрезе смесительной системы другого варианта выполнения, содержащей выпускной переходник, состыкованный с печью.

[0027] На фиг.15А-F представлен детальный вид переходника, показанного на фиг.14, причем

на фиг.15А представлен вид в аксонометрии нижней стороны,

на фиг.15В представлен вид левой стороны,

на фиг.15С представлен вид сверху в сечении, взятом по линии С-С, показанной на фиг.15В,

на фиг.15D представлен вид в разрезе нижней стороны,

на фиг.15Е представлен вид левого конца, и

на фиг.15F представлен вид правого конца.

Изображение частично в разрезе использовано для иллюстрации деталей.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0028] В соответствии с первым аспектом изобретения предложена обрабатывающая установка для расплавленного металла. Указанная установка содержит печную камеру для расплавленного металла, насос, выпускное отверстие, проходящее от печной камеры к насосу, выпускное отверстие, проходящее от насоса к загрузочному колодцу, и канал, ведущий от загрузочного колодца к печной камере. Обрабатывающая установка может быть предназначена для расплавления металла или материала, содержащего металл, и/или для обработки расплавленного металла, и/или для очищения расплавленного металла, и/или для распределения расплавленного металла. Насос может быть центробежным или электромагнитным.

[0029] Со ссылкой на фиг.3, было установлено, что в режиме холодного запуска или сухой печи использование образующего вихревое движение колодца в качестве загрузочного колодца установки, изображенной на фиг.1, описанной в патентном документе США 6217823, оказалось проблематичным. Помимо этого, если обрабатывающая расплавленный металл установка работает при низком уровне металла (сухая топка), то внутренняя стенка 122 создает преграду для потока расплавленного металла и препятствие для прохождения потока расплавленного металла к выпускному отверстию 124.

[0030] Соответственно, в данной области техники был предложен другой вариант, как показано на фиг.2. Эта конструкция позволяет установке работать, даже при очень низких уровнях расплавленного металла. В этой конструкции в основу камеры 204 для погружения металлолома было заложено создание тангенциальных потоков посредством расположенных компланарно впускного отверстия 206 и выпускного отверстия 208 для создания вихревого движения для погружения металлолома. При таком решении между впускным отверстием 206 и выпускным отверстием 208 отсутствует промежуточная конструкция, ограничивающая поток расплавленного металла. Однако было установлено, что вихревое движение, создаваемое конструкцией, показанной на фиг.2, не обязательно является достаточным для всех прикладных задач, связанных с погружением металлолома. Например, если сплав алюминия содержит относительно высокий процент кремния, то погружение металлолома становится особенно сложным.

[0031] Обратимся теперь к фиг.4 и 5А - 5В, на которых изображена модифицированная вставка загрузочного колодца (в качестве одного примера), пригодная для использования в системе, показанной на фиг.1, обеспечивающая преимущества как конструкции с сильным вихреобразованием, так и конструкции, способной работать в режиме с малой глубиной расплавленного металла, таком как режим холодного запуска и/или сухой топки. Преимущество указанной конструкции также заключается в том, что она обеспечивает возможность для изменения направления потока расплавленного металла на обратное направление. Это является уникальным свойством электромагнитного насоса и полезно для разрушения засоров в трубопроводах установки.

[0032] Загрузочный колодец 300 определяет образующую вихревое движение камеру 302, внутри которой находится наклонная поверхность 304. Через впускной канал 308 в камеру 302 поступает расплавленный металл. Поступающий в камеру 302 расплавленный металл принудительно продвигается вверх по наклонной поверхности 304, расположенной между наружной стенкой 310 и внутренней стенкой 314 камеры. Наклонная поверхность 304 по существу проходит приблизительно на 225° вокруг камеры 302 от нижней точки смежной с базовой стенкой загрузочного колодца относительно рядом с впускным каналом 308 к точке соединения с полкой 316, которая также соединяется с внутренней стенкой 314. Расплавленный металл, поднимаясь по наклонной поверхности 304, создает вращение ванны с расплавленным металлом внутри камеры 302 и падает в полость 320, сообщающуюся с выпускным каналом 322. Падение расплавленного металла в полость 320 создает необходимое перемешивающее действие в ванне расплавленного метала, что является высокоэффективным при погружении скрапа.

[0033] Через внутреннюю стенку 314 камеры от смежного впускного канала 308 проходит канал 324, обеспечивающий проточное сообщение с полостью 320. Такое решение обеспечивает возможность прохождения потока расплавленного металла между впускной ветвью и выпускной ветвью системы, даже если уровень расплавленного металла не является достаточно высоким для подъема выше внутренней стенки 314 камеры. Соответственно, ветви 11 и 13 (фиг.1) сообщаются посредством расплавленного металла даже при его низких уровнях. Аналогично, если направление потока расплавленного металла изменено на обратное направление, когда выпускной канал 322 становится впускным, а впускной канал 308 становится выпускным, то сообщающийся канал 324 обеспечивает эту возможность. Предохраняющее от переливания отверстие 326 выполнено для возможности направления расплавленного металла в печь без переливания через верхнюю часть загрузочного колодца в случае засорения. Однако указанное отверстие может быть исключено при соответствующем оснащении датчиками уровня металла. Канал 328, предназначенный для очищения, выполнен для обеспечения доступа соответствующего инструмента к впускному каналу 308 и выше по потоку от него к электромагнитному насосу.

[0034] Форма из полистирола может быть использована для формирования элементов, таких как сужения и каналы в отливках из огнеупорного материала. Предпочтительно поверхности, принимающие трубопроводы и т.д. должны быть гладкими для обеспечения возможности эффективного уплотнения.

[0035] Обратимся теперь к фиг.6-10, на которых изображена другая вкладка для загрузочного колодца. Указанная вкладка подобна конструкции, описанной в соответствии с фиг.4 и 5. Небольшое отличие вкладки, показанной на фиг.6-9, заключается в отсутствие наружной стенки колодца и наклонной поверхности. Вместо этого, изображенные вкладки (600, 800) расположены внутри колодца, содержащего эти компоненты.

[0036] Помимо этого, в частности со ссылкой на фиг.10, вкладка 402 загрузочного колодца находится внутри по существу цилиндрической огнеупорной наружной стенки 403, окруженной изоляционным слоем 404, расположенным внутри металлической обшивки 406. Наклонная поверхность 408 расположена между огнеупорной стенкой 403 и внутренней стенкой 410 вкладки 402. Наклонная поверхность может быть неотъемлемым компонентом огнеупорной стенки, внутренней стенки или может быть отдельным элементом, как показано в данном случае. Наклонная поверхность 408 может иметь самую низкую точку, выровненную приблизительно с точкой R, и может подниматься по мере ее прохождения вокруг боковой стенки 412 огнеупорной стенки 403 до пересечения с верхней поверхностью 414. Точка R выбрана так, чтобы передняя кромка наклонной поверхности была обращена к впускному отверстию канала 416, принимающему расплавленный металл в загрузочный колодец. Поток расплавленного металла поднимается по наклонной поверхности 408 и выливается в полость 418, выходящую через выпускное отверстие 420. Кроме того, для содействия прохождению расплавленного металла непосредственно из впускного отверстия 416 к выпускному отверстию 420 без подъема по наклонной поверхности 408 выполнен паз 422. Такое решение способствует работе при низких уровнях металла.

[0037] Обратимся снова к фиг.6 и 7, на которых изображен один вариант подходящей вкладки для загрузочного колодца. Вкладка 600 может быть выполнена с выборочно удаляемым перегораживающим элементом 609, перекрывающим проход 611, имеющийся в противном случае в огнеупорной стенке 601. Как изложено выше, проход 611 выполнен для состояний, таких как режимы сухой топки, при которых имеются низкие уровни металла. В этом случае перегораживающий элемент 609 может быть удален с обеспечением возможности прохождения расплавленного металла непосредственно из канала 605 через проход 611 в полость 613 и выпуск 615. При эксплуатации расплавленный металл образует вихревое движение в камере по мере его подъема по наклонной поверхности смежно с наружной поверхностью 601 вкладки 600 и переливается через верхнюю поверхность 603 в полость 613, выходящую через выпускное отверстие 615.

[0038] Вкладка 600 может содержать множество отверстий 617, размещающих крюки или другие элементы, облегчающие введение и извлечение вкладки 603 из загрузочного колодца. Подобным образом, перегораживающий элемент 609 снабжен отверстием 619 для размещения крюков или других элементов, облегчающих избирательное введение и/или извлечение перегораживающего элемента 609 из его положения, перекрывающего проход 611. Перегораживающий элемент 609 удерживается внутри прохода 611 с помощью взаимодействующих шпоночных элементов 621 и пазовых элементов 623, выполненных в боковой стенке 601.

[0039] Обратимся теперь к фиг.8 и 9, на которых изображена друга вкладка 800 для расплавленного металла, в которой выполнен лишь частично перегораживающий элемент 802. Элемент 802 частично перекрывает тракт прохождения расплавленного металла через проход 808, расположенный между впускным отверстием 804 и полостью 806, помимо этого выполнена прилегающая верхняя поверхность 810 для минимизации ухудшения вихревого движения. Перегораживающий элемент 802 может содержать шпоночные элементы 816, при этом боковая стенка вкладки 800 может содержать взаимодействующие пазовые элементы 818, способствующие закреплению с возможностью удаления.

[0040] Другим недостатком установки, показанной на фиг.1, является ограничение в расположении впускного и выпускного трубопроводов. Кроме того, ограничены возможные варианты для выбора относительного угла между трубопроводами для обеспечения должной работы загрузочного колодца. В частности, для достижения оптимальной циркуляции внутри указанной чаши, предпочтительно иметь тангенциальное прохождение впускного отверстия загрузочного колодца. Выпускное отверстие может быть центральным отверстием или может проходить тангенциально к чаше. Это решение приводит в результате к ограниченным вариантам, что касается требуемой точки пересечении трубопроводов с печью (например). Вкратце, прямолинейные ветви трубопроводов не могут обеспечить оптимальные точки пересечения загрузочного колодца и печи.

[0041] Обратимся теперь к фиг.11-13, на которых предложен загрузочный колодец 900. Загрузочный колодец 900 состоит из по существу цилиндрического корпуса 902, образующего смесительную камеру 904, содержащую наклонную поверхность 906, смежную с наружной стенкой 907 смесительной камеры 904, и внутреннюю стенку 908, определяющую границы выпускной полости 909. Впускной трубопровод 910 связан с электромагнитным насосом 912, который проточно сообщается с ванной 914 расплавленного металла печи 916. Впускной трубопровод 910 расположен с возможностью создавать поток расплавленного металла внутри смесительной камеры 904 и, в частности, с возможностью выпуска расплавленного металла в направлении передней кромки 916 наклонной поверхности 906.

[0042] Выпускной трубопровод 918 состоит из коленчатого элемента 920, прикрепленного посредством разрезного фланца 922 к выпускному переходнику 924, выполненному на наружной поверхности загрузочного колодца 900. Коленчатый элемент 920 присоединен вторым разрезным фланцем 926 к прямому трубопроводу 928, предназначенному для стыковки с печью 916. Коленчатый элемент может образовывать угол в 15-90°. Для ясности изложения, в случае, когда выпускное отверстие расположено параллельно лицевой поверхности печи, выпускное отверстие расположено под углом 0° к смесительной камере, а угол 90° образуется при вхождении трубопровода в печь перпендикулярно лицевой поверхности печи.

[0043] Коленчатый элемент 920 соединен с предназначенным для очищения каналом 930, в котором расположен ленточный конусообразный элемент 932. Уплотнение 934 обеспечивает доступ к каналу 930 для очищения, создавая возможность для принудительного введения ленточного конусообразного элемента 932 в выпускной трубопровод 918 для очищения. Преимущественно за счет обеспечения коленчатого элемента с заданным углом поворота положение, при котором выпускной трубопровод 918 сопрягается с печью 916, может быть отрегулировано по необходимости.

[0044] Для содействия перемещению загрузочного колодца 900 может быть выполнена рельсовая система, в которой два рельса 940, 942 обеспечивают возможность для расположения загрузочного колодца 900, как это требуется, смежно с печью, а третий рельс 944 может быть выполнен для поддержания выпускного трубопровода 928 и коленчатого элемента 920 при отсоединении от загрузочного колодца 900.

[0045] Впускной трубопровод 910, подобным образом, является доступным для очищения через впускной канал 946 для очищения, содержащий расположенный в нем ленточный конусообразный элемент 948.

[0046] Типичный трубопровод (например, 910 и 918) выполнен из керамической трубы, окруженной огнеупорным материалом, заключенным в стальную оболочку. Коленчатый элемент также может быть выполнен из литого огнеупорного материала, такого как карборунд 446.

[0047] Преимущество представленного варианта выполнения заключается в том, что загрузочный колодец 900 может быть стандартизован для эффективности производства, тогда как использование коленчатого элемента 918 обеспечивает возможность изготовления по техническим условиям заказчика каждой конструкции печи и пригодной для этого площади помещения. Помимо этого, за счет выполнения коленчатого элемента с требуемым углом возможно использование загрузочного колодца стандартной конструкции с преимущественным расположением в ней впускного и выпускного отверстий. Кроме того, эта установка является регулируемой посредством регулировки угла коленчатого элемента для надлежащей стыковки с соответствующей печью. Необходимо отметить, что также имеется возможность обеспечения коленчатого соединения на впускном трубопроводе для обеспечения большей гибкости конструкции системы.

[0048] В соответствии с другим вариантом выполнения, со ссылкой на фиг.14-15A-F, переходник 708 обеспечивает улучшенное взаимодействие трубопровода 702 обратной ветви и выпускного отверстия 704 печи 706. Переходник 708 представляет собой литой огнеупорный корпус, упрочненный волокнами из нержавеющей стали.

[0049] Переходник 708 может иметь любую форму, например форму прямоугольной призмы. В некоторых вариантах выполнения может быть предпочтительным, чтобы первый конец прямоугольной призмы имел наклонную торцевую стенку. Аналогично, может быть желательно, чтобы конец, входящий в контакт с печью, был расположен с наклоном снизу вверх или сверху вниз. Помимо этого, как показано на фиг.14, трубопровод 702 может пересекать печь не под углом 90°. Соответственно, преимущественным является выполнение переходника с наклонной торцевой стенкой, по существу согласующейся с углом вхождения трубопровода в печь. Кроме того, указанный трубопровод не обязательно имеет горизонтальное расположение в печи. Поэтому может быть преимущественным изменение угла вертикального наклона сопрягающейся поверхности для согласования с наклоном трубопровода.

[0050] В соответствии с фиг.15A-F, переходник 708 имеет верхнюю стенку 710, нижнюю стенку 712, удлиненную боковую стенку 714 и усеченную боковую стенку 716. От наклонной торцевой стенки 718 к квадратной торцевой стенке 720 выполнен канал 717. Наклонная торцевая стенка 718 выполнена под составным углом от боковой до боковой стенки и от нижней до верхней стенки. Канал 717 имеет впускной конец 722 с сечением, превышающим проходное сечение выпускного конца 724. Более конкретно, впускной конец может иметь эллиптическую форму с шириной W и высотой Н, тогда как выпускной конец может иметь круговую форму с диаметром D. Первый размер (W) и второй поперечный размер (Н) могут иметь соотношение W>Н, а второй по существу круговой конец может иметь диаметр (D) с соотношением D≤Н. Предпочтительно между впускным концом 722 и выпускным концом 724 выполнена переходная зона 726, которая может постепенно сужаться для предотвращения возмущения структуры потока.

[0051] В целом, указанный переходник может иметь любую требуемую форму впускного отверстия, при условии, что размер впускного отверстия больше размера выпускного отверстия. Например, может быть желательным иметь прямоугольное, овальное или эллиптическое впускное отверстие, проходящее в горизонтальном направлении. Это конструктивное решение обеспечивает увеличенную поверхностную площадь, что, несмотря на то, что увеличенная поверхностная площадь сжата по вертикальному размеру, дает возможность подвергать воздействию сниженный уровень расплавленного металла в течение самых длительных периодов времени.

[0052] Для размещения винтов, болтов, стоек и т.д., используемых для крепления переходника к трубопроводу и печи, может быть выполнено множество отверстий 728.

[0053] Указанная конструкция была разработана для обеспечения достаточной подачи расплавленного металла к входу электромагнитного насоса с доведением тем самым до максимума производительности насоса. Кроме того, указанное конструктивное решение снижает отрицательные воздействия динамики текучей среды, имеющие место во входном участке стандартной конструкции впускной трубы, и исключает отложение частиц.

[0054] Указанная конструкция содержит средства, обеспечивающие полное регулирование высоты и расположения огнеупорного блока во время установки в основные огнеупоры печи. Длина блока может быть выполнена с увеличенным размером, чтобы после встраивания в огнеупоры печи обеспечить возможность для срезания задней стенки блока для установки на уровне с горячей поверхностью печи.

[0055] Иллюстративный вариант выполнения был описан в соответствии с предпочтительными вариантами выполнения. Очевидно, что специалистам при прочтении и понимании вышеприведенного подробного описания будут понятны модификации и вариации. Подразумевается, что указанный иллюстративный вариант должен быть истолкован, как включающий все такие модификации и вариации в тех пределах, насколько они или их эквиваленты подпадают в объем правовой охраны прилагаемой формулы изобретения.

Изобретение относится к печи для переработки металлолома, содержащей загрузочный колодец. Загрузочный колодец содержит открытую сверху камеру, имеющую боковую и базовую стенки из жаропрочного материала. В боковой стенке камеры выполнено впускное отверстие для приема расплавленного металла. Смежно с боковой стенкой выполнена наклонная поверхность, при этом внутренняя стенка образует центральную полость. Наклонная поверхность расположена между внутренней стенкой и боковой стенкой и, по существу, проходит под наклоном от места пересечения с базовой стенкой к месту, расположенному смежно с верхней поверхностью внутренней стенки. Указанная полость проточно сообщается с выпускным отверстием. Канал во внутренней стенке обеспечивает проточное сообщение между впускным отверстием и полостью. Во впускное и выпускное отверстия вставлен трубопровод, при этом по меньшей мере один из этих трубопроводов может содержать коленчатое соединение. Обеспечивается возможность стандартизации загрузочного колодца для повышения эффективности производства. 2 н. и 19 з.п. ф-лы, 15 ил.

1. Загрузочный колодец плавильной печи для переработки металлолома, содержащий открытую сверху камеру, которая имеет боковую и базовую стенки из жаропрочного материала, впускное отверстие для приема расплавленного металла, выполненное в боковой стенке камеры, наклонную поверхность, расположенную смежно с указанной боковой стенкой камеры, и внутреннюю стенку, образующую центральную полость, причем указанная наклонная поверхность расположена между указанными внутренней стенкой и боковой стенкой и проходит под наклоном от места пересечения с базовой стенкой к месту, расположенному смежно с верхней поверхностью указанной внутренней стенки, указанная полость проточно сообщается с выпускным отверстием, и в указанной внутренней стенке выполнен канал, обеспечивающий проточное сообщение между указанным впускным отверстием и указанной полостью.

2. Загрузочный колодец по п. 1, который дополнительно содержит вкладку, выполненную из жаропрочного материала с возможностью извлечения и имеющую форму, которая обеспечивает крепление внутри указанного канала с возможностью извлечения, при этом вкладка перекрывает по меньшей мере часть указанного канала.

3. Загрузочный колодец по п. 2, в котором вкладка имеет верхнюю поверхность, образующую обод, по меньшей мере, по существу, смежный с верхней поверхностью указанной внутренней стенки.

4. Загрузочный колодец по п. 2, в котором вкладка расположена выше базовой стенки.

5. Загрузочный колодец по п. 2, в котором указанная внутренняя стенка содержит один из двух элементов, а именно шпонку или шпоночный паз, а указанная вкладка содержит другой из этих элементов, а именно шпоночный паз или шпонку.

6. Загрузочный колодец по п. 2, в котором вкладка, по меньшей мере, полностью перекрывает указанный канал.

7. Плавильная печь для переработки металлолома, содержащая печную камеру для расплавленного металла, загрузочный колодец по любому из пп. 1-6, насос, впускной трубопровод для приема расплавленного металла из печной камеры, соединяющий печную камеру с насосом и обеспечивающий проточное сообщение с впускным отверстием загрузочного колодца, и выпускной трубопровод, проходящий от выпускного отверстия загрузочного колодца к печной камере.

8. Печь по п. 7, в которой по меньшей мере один из впускного и выпускного трубопроводов содержит коленчатое соединение.

9. Печь по п. 8, в которой коленчатое соединение образует угол между 15° и 90°.

10. Печь по п. 8, которая дополнительно содержит рельсовую систему, предназначенную для обеспечения перемещения указанного коленчатого соединения.

11. Печь по п. 7, которая выполнена с возможностью реверсивной работы с расплавленным металлом, протекающим избирательно либо от впускного отверстия к выпускному отверстию внутри загрузочного колодца, либо от выпускного отверстия к впускному отверстию внутри загрузочного колодца.

12. Печь по п. 7, которая дополнительно содержит переходник, соединяющий впускной трубопровод с указанной печной камерой, причем площадь впускного отверстия переходника превышает площадь его выпускного отверстия.

13. Печь по п. 12, в которой указанный переходник содержит корпус, который ограничивает канал, имеющий первый конец с первым размером (W) и вторым поперечным размером (Н), где W>Н, и второй конец с диаметром (D), при этом D≤Н.

14. Печь по п. 13, в которой переходник имеет форму прямоугольной призмы.

15. Печь по п. 13, в которой торцевая стенка указанного переходника имеет составной угол.

16. Печь по п. 13, в которой указанный канал имеет сужение между первым размером W и указанным диаметром D.

17. Печь по п. 13, в которой канал у указанного первого конца имеет эллиптическую форму с шириной W и высотой Н.

18. Печь по п. 13, в которой переходник выполнен из огнеупорного материала, армированного металлическими волокнами.

19. Печь по п. 13, в которой указанный второй конец является, по существу, круговым.

20. Печь по п. 13, в которой размеры и форма указанного второго конца, по меньшей мере, по существу, близки размерам и форме канала совмещенного с ним впускного трубопровода.

21. Печь по п. 13, в которой указанный первый конец является прямоугольным, эллиптическим или овальным.