Изобретение относится к цветной металлургии, а именно к плавильным агрегатам для переплава вторичных алюминиевых ломов и отходов алюминиевых сплавов в слитки и чушки. Печь может применяться для рафинирования, получения сплавов, усреднения химического состава лома.
Известен аналог - отражательная печь для переплавки металла (Источник информации А.А. Баранов, О.П. Микуляк, А.А. Резняков. «Технология вторичных цветных металлов и сплавов», с. 22-23), содержащая корпус, образованный кирпичной кладкой наружных стен как в заявленной печи, две ванны, ограниченные подами и стенками, два свода, сливную летку и газоход.
Недостатками этой печи являются следующие.
1. Вторая плавильная камера выполняет роль миксера (копильника), что в конечном счете снижает производительность печи.
2. Печь имеет недостаточную теплоизоляцию стен, свода, уменьшающую потери тепла во внешнюю среду.
3. Печь не имеет системы пылегазоочистки и при работе будет загрязнять окружающую среду вредными выбросами.
4. В печи для футеровки подин используется обычный огнеупорный кирпич, а не подовые блоки, которые значительно увеличивают срок службы печи.
5. Из описания печи следует, что она не обеспечивает ведения форсированного режима плавки. Ввиду указанных выше недостатков печь не может обеспечить решение технической задачи.
Известен аналог - двухкамерная отражательная печь для переплава алюминиевого лома (Источник информации М.С. Шкляр. «Печи вторичной цветной металлургии», изд. «Металлургия», 1987, с. 35-37), содержащая корпус, образованный кирпичной кладкой наружных стен как в заявленной печи, две ванны, ограниченные подами и стенками, два свода, сливную летку и газоход.
Печь предназначена для переплавки вторичного алюминия и имеет следующие недостатки.
1. Вторая плавильная камера выполняет роль миксера (копильника), что в конечном счете снижает производительность печи.
2. Печь имеет недостаточную теплоизоляцию стен, свода, уменьшающую потери тепла во внешнюю среду.
3. Печь не имеет системы пылегазоочистки и при работе будет загрязнять окружающую среду вредными выбросами.
4. В печи для футеровки подин используется обычный огнеупорный кирпич, а не подовые блоки, которые значительно увеличивают срок службы печи.
5. Из описания печи следует, что она не обеспечивает ведения форсированного режима плавки.
Ввиду указанных выше недостатков печь не может обеспечить решение технической задачи.
Известен аналог - двухванная отражательная печь (Источник информации М.С. Шкляр. «Печи вторичной цветной металлургии», изд. «Металлургия», 1987, с. 87-89), являющаяся наиболее близкой (прототипом), содержащая корпус, образованный кирпичной кладкой наружных стен как в заявленной печи, две ванны, ограниченные подами, сводом и стенками, сливные летки и газоходы.
Считаю, что печь, взятая за прототип, имеет следующие недостатки.
1. Печь имеет недостаточную теплоизоляцию стен, свода, уменьшающую потери тепла во внешнюю среду.
2. Печь не имеет системы пылегазоочистки и при работе будет загрязнять окружающую среду вредными выбросами.
3. В печи для футеровки подин используется обычный огнеупорный кирпич, а не подовые блоки, которые значительно увеличивают срок службы печи.
4. Из описания печи следует, что она не обеспечивает ведения форсированного режима плавки.
5. В печи используется два стационарных желоба для слива расплавленного металла.
Ввиду указанных выше недостатков печь не может обеспечить решение технической задачи.
Задачей изобретения является создание высокопроизводительной газовой двухванной отражательного типа печи для переплава алюминиевых ломов, позволяющей снизить выбросы вредных газов в атмосферу, снизить потери тепла в окружающую среду, а также увеличить срок ее эксплуатации и ввести в состав печи перемещающуюся по рельсам платформу с установленными на ней двумя поворотными приставными желобами.
Технический результат - разработанная газовая двухванная отражательного типа печь для переплава алюминиевых ломов является высокопроизводительной, имеющей большой срок эксплуатации и перемещающуюся по рельсам платформу с установленными на ней двумя поворотными приставными желобами, позволяющей: снизить потери тепла в окружающею среду за счет теплоизоляции, позволяющей вести процесс переплава на естественной и искусственной тяге с системой пылегазоочистки, что делает его экологически чистым.
Указанный технический результат достигается за счет того, что в двухванную печь для переплава алюминиевого лома, содержащую корпус, образованный огнеупорными наружными боковыми, передней и задней торцевыми стенками, две ванны (первую и вторую), ограниченные подами, сводами и стенками, сливные летки и газоход, согласно предлагаемому изобретению введен сварной каркас, выложенный внутри легковесным кирпичом ШЛ-1,0, две наклонные площадки, поды двух ванн выполнены из муллитокорундовых блоков МКП-72 уложенных на три слоя асбокартона и имеющие подбивку из сухого кварцевого песка. Три слоя асбокартона, подбивка из сухого кварцевого песка, легковесный кирпич каркаса позволяют дополнительно сохранять температуру металла в ваннах печи, снизить потери тепла. Муллитокорундовые блоки МКП-72 имеют высокую огнеупорность и стойкость и позволяют увеличить срок службы печи (срок службы по практическим данным 7-8 лет). Применением муллитокорундовых блоков МКП-72 вместо обычных штучных изделий можно уменьшить количество швов, что снижает газопроницаемость и повышает шлакоустойчивость футеровки; получить экономию средств, поскольку отпадает процесс предварительного изготовления штучных огнеупоров, ускорить процесс строительства печи и снизить долю ручного труда.
Кроме того, двухванная отражательная печь для переплава алюминиевого лома (далее двухванная печь) имеет в каждой боковой стене три инжекционные двухрядные шестисмесительные горелки среднего давления, направленные под углом 23° на наклонные площадки печи, и под углом 25° к оси печи, причем двухрядная шестисмесительная горелка при горении газовоздушной смеси имеет длинный факела от смесителей верхнего ряда, средний от смесителей нижнего ряда, при этом происходит смешение двух факелов, которые обогревают наклонные площадки печи.
Следует отметить, что каждый смеситель верхнего ряда двухрядной шестисмесительной горелки среднего давления является отливкой и представляет собой трубу из коррозионно-стойкого жаростойкого чугуна ЧХ22С диаметром 64×10 мм длиной 315 мм, в которой по периферии просверлены четыре сопла под углом 25°±1° к их осям с зенковкой входной части 0,5 мм под углом 90°, при этом в каждом смесителе в конце на внутренней поверхности имеются 12 литых ребер, литые ребра со стороны движения газовоздушной смеси имеют заходную часть «заострение» длиной 5 мм, угол «заострения» составляет 30°, высота ребер 4,5 мм, длина факела смесителей верхнего ряда 3,3 метра. Горелки со смесителями из коррозионно-стойкого жаростойкого чугуна ЧХ22С обладают большой надежностью и большим сроком эксплуатации.
При этом каждый смеситель нижнего ряда является отливкой из коррозионно-стойкого жаростойкого чугуна ЧХ22С и представляет собой трубу с наружным диаметром 64 мм и внутренним ∅ 44 мм длиной 315 мм, в которой по периферии просверлены четыре сопла под углом 25°±1° к их осям с зенковкой входной части 0,5 мм под углом 90°, при этом смесители нижнего ряда позволяют получить длину факела нижнего ряда до 1,5 м. Расположение горелок позволяет добиться высокой скорости плавки, снижения угара (по практическим данным), а также загружать загрязненную шихту через два рабочих окна в передней стене на две наклонные площадки и быстро ее переплавлять за счет тепла шести двухрядных шестисмесительных горелок.
Далее двухванная печь имеет в задней стене пять инжекционных двухрядных шестисмесительных горелок среднего давления, направленных под углом 23° на первую подину, а также пять инжекционных двухрядных шестисмесительных горелок среднего давления, направленных под углом 23° на вторую подину. Такое расположение горелок позволяет добиться высокой скорости плавки, снижения угара (по практическим данным), а также загружать не загрязненную шихту через два рабочих окна (они же выполняют роль шлаковых окон) в боковых стенах на подину первой и второй ванны и быстро ее переплавлять за счет тепла, выделяющегося при горении факелов десяти двухрядных шестисмесительных горелок, причем тепловая мощность всех инжекционных горелок установленных в печи составляет 13400 кВт, что делает печь высокопроизводительной, позволяющей вести форсированный режим плавки.
Более того, печь выложена в стальном коробе и имеет теплоизоляцию между ним и каждой стеной, состоящую из шамотной крошки, огнеупорной ваты, тройного слоя листового асбокартона и асбестовой крошки. Такая теплоизоляция позволяет снизить потери тепла и экономить газ.
Существенно отметить, что своды над наклонными площадками, а также над первой и второй ваннами печи имеют слой с двойной теплоизоляционной обмазкой и сверху его уложен двойной слой огнеупорных теплоизоляционных матов и слой диатомого кирпича. Такое конструктивное решение значительно снижает потери тепла в окружающую среду.
Кроме того, печь имеет четыре рабочих окна, два из которых могут выполнять роль шлакового окна и две летки, выполненные в задней стене. Четыре рабочих окна позволяют производить быструю загрузку печи, а две летки производить быстрый слив наплавленного металла, что делает печь высокопроизводительной.
Более того, устройство для подъема и опускания заслонки рабочего, а также шлакового окна печи содержит электрический привод в виде мотор-редуктора, содержащего сдвоенный блок роликов и два одинарных блока роликов, соединенных гибкой связью в виде цепей между собой и противовесом, при этом валы сдвоенного и одинарных блоков роликов закреплены в продольных швеллерах печи с обеспечением перемещения заслонки по водоохлаждаемому коробу и с возможностью регулирования ее положения с пульта управления, а водоохлаждаемый короб с цепью образует с вертикалью угол в 1 градус, далее, заслонка содержит П-образный короб с внутренними ребрами и крышкой, выполнена литой из жаростойкого чугуна ЧХ22С с ребрами и Т-образными полостями, футерованными огнеупорной набивной массой. Конструкция привода и заслонки обеспечивает герметичность печи, позволяет уменьшить потери металла и тепла в окружающую среду.
При этом двухванная печь имеет перемещающуюся по рельсам платформу с установленными на ней двумя поворотными приставными стальными желобами, на платформе закреплен привод, обеспечивающий ее перемещение по рельсам, кроме того, на верхней плите платформы установлена с возможностью скольжения подвижная плита, на которой размешены механизмы поворота двух стальных желобов с приваренными к ним поворотными чашами, при этом каждый выполнен в виде двух вертикальных стоек, приваренных к поперечине, закрепленной на стальном желобе, имеющих шарнирно-поворотные катки, обеспечивающие при повороте качение по подвижной плите, более того на передвижной платформе установлен механизм подачи к стационарным сливным носкам стальных желобов с поворотными чашами, содержащий реечный механизм с приводом, а поворотные чаши установлены на валах, которые расположены с возможностью вращения в цилиндрах, закрепленных на подвижной плите, имеющей ограничители поворота.
Наконец, двухванная печь снабжена двухступенчатой установкой пылегазоочистки для достижения экологически чистого процесса, причем первая ступень представляет собой камеру смешения, дымосос ДН-15, двухсекционный блок газоочистки, а вторая батарейный циклон и вентилятор центробежный ВЦ 4-70-12,5Р, при этом установка пылегазоочистки имеет следующую характеристику: производительность по очищаемому газу 49000 м3/ч, степень очистки по фтористому водороду 67%, степень очистки по окиси меди 86%, степень очистки по окиси углерода 94%, степень очистки по окиси азота 86%, степень очистки по окиси алюминия 82%, степень очистки по пыли 95%, уровень звука не более 75 дБА.
Введение в конструкцию печи перечисленных выше устройств, материалов и т.п., обеспечивает решение поставленной задачи.
Разработанная конструкция двухванной печи позволяет вести переплавку не подвергнутого разделке и магнитной сепарации алюминиевого лома, который загружается в два рабочих окна, расположенных в передней стене. Таким образом, переделки (чугунные и стальные кольца, вкладыши, втулки, шпильки, толкатели, клапаны и т.д.) остаются на двух наклонных площадках и не попадают в расплавленный металл. В боковые рабочие окна необходимо загружать подвергнутый разделке и магнитной сепарации алюминиевый лом, чтобы выполнить высокие требования по химическому составу выплавляемого сплава.
На фиг. 1. Вид двухванной печи в плане.
На фиг. 2. Продольный разрез А-А двухванной печи.
На фиг. 3. Поперечный разрез Б-Б двухванной печи.
На фиг. 4. Поперечный разрез В-В по шлаковым окнам двухванной печи.
На фиг. 5. Вид Г сверху платформы с установленными на ней двумя поворотными приставными стальными желобами.
На фиг. 6. Вид Д сбоку платформы с установленными на ней двумя поворотными приставными стальными желобами.
На фиг. 7. Вид Е двухванной печи с торца (со стороны передней стены).
На фиг. 8. Двухрядная шестисмесительная инжекционная горелка.
На фиг. 9. Разрез Ж-Ж двухрядной шестисмесительной инжекционной горелки.
На фиг. 10. Двухсекционный блок газоочистки.
На фиг. 11. Батарейный циклон.
На фиг. 12. Вид в плане двухванной печи с двухступенчатой установкой пылегазоочистки и разливочным оборудованием.
Предлагаемая печь содержит смонтированный на металлическом каркасе 1 печи корпус, образованный кирпичной кладкой наружных боковых, передней 2 и задней 3 торцевых стен фиг. 2.
Под 4 первой ванны двухванной печи и под 5 второй ванны двухванной печи, а также первая 6 и вторая 7 наклонные площадки выполнены из муллитокорундовых блоков 8 марки МКП-72 уложенных на три слоя асбокартона 9 и имеющие подбивку 10 из сухого кварцевого песка. Металлический каркас 1 сварен из двутавров №35 и №25 ГОСТ 8239-89 и выложен внутри легковесным кирпичом ШЛ-1,0 поз. 11. Три слоя асбокартона 9, подбивка 10 из сухого кварцевого песка, легковесный кирпич ШЛ-1,0 поз. 11 каркаса 1 позволяют дополнительно сохранять температуру металла на наклонных площадках 6,7, на подах 4,5 ванн печи, снизить потери тепла фиг. 2, 3, 4. Муллитокорундовые блоки 8 марки МКП-72 имеют высокую огнеупорность и стойкость и позволяют увеличить срок службы печи (срок службы по практическим данным 7-8 лет). Применением муллитокорундовых блоков 8 марки МКП-72 вместо обычных штучных изделий можно уменьшить количество швов, что снижает газопроницаемость и повышает шлакоустойчивость футеровки; получить экономию средств, поскольку отпадает процесс предварительного изготовления штучных огнеупоров, ускорить процесс строительства печи и снизить долю ручного труда. Муллитокорундовые блоки 8 МКП-72 (расшифровка марки МК - муллитокорундовый; больше 72% Al2O3). В прототипе использованы обычные огнеупорные кирпичи марок ША-1 №5, в которых содержание Al2O3-30%, кроме того, они имеют предел прочности 20 Н/мм2, а температура начала размягчения 1400°С. В предлагаемой печи муллитокорундовые блоки 8 имеют предел прочности 80 Н/мм2, в них больше % Al2O3, а температура начала размягчения не менее 1550°С, поэтому срок службы муллитокорундовых блоков 8 МКП-72 по практическим данным 7-8 лет.
Таким образом, на металлическом каркасе 1 печи выложены четыре стены, под 4 первой ванны, под 5 второй ванны двухванной печи, а также первая 6 и вторая 7 наклонные площадки, причем по центру печи между наклонными площадками и подинами выложена стена 12 фиг. 3 Размер подин 4, 5 3×4 м, а размер наклонных площадок 6, 7 3×3,3 м. Муллитокорундовые блоки 8 марки МКП-72 обложены прямым шамотным кирпичом марки ША-1 изделие №5 и №12. Стены печи выложены из шамотного кирпича ТУТА - 1 №5 и №12 в стальном коробе 13, который приварен к каркасу 1 печи, имеющий теплоизоляцию 14 между ним и каждой стеной, состоящую из шамотной крошки, огнеупорной ваты, тройного слоя листового асбокартона и асбестовой крошки фиг. 3. Такая теплоизоляция позволяет снизить потери тепла и экономить газ. Крепление стального короба 13 двухванной печи к каркасу 1 печи производится вертикальными швеллерами №16 поз. 15. Для предотвращения распора кладки двухванной печи (далее печи) вертикальные швеллеры имеют связку из горизонтальных швеллеров №16 поз. 16 фиг. 2, 3. Существенно отметить, что большие своды 17 над наклонными площадками 6, 7, а также над первой 4 и второй 5 подинами печи выполнены из клина торцевого ША-1 №22, №23 и имеют слой 18 с двойной теплоизоляционной обмазкой и сверху его уложен двойной слой огнеупорных теплоизоляционных матов 19 и слой диатомого кирпича 20 фиг. 3.
Пятовые балки 21 больших сводов 17 сварены из швеллеров №27У и опираются на пятовые кирпичи 22 фиг. 3. Кроме того, печь имеет четыре рабочих 23 окна, два из которых могут выполнять роль шлакового окна и две летки 24, выполненные в леточном кирпиче 25, размещенные задней стене 3 и перекрытые подовыми блоками 26. Четыре рабочих 23 окна позволяют производить быструю загрузку печи, а две летки 24 производить быстрый слив наплавленного металла, что делает печь высокопроизводительной. При этом, рабочие (шлаковые) 23 окна имеют своды 27, выложенные по шаблонам из шамотного торцевого клина ША-1 №22 и №23, своды 27 опираются на пятовые кирпичи 28 фиг. 2, 3. Дымоходы 29 выполнены в задней торцевой стене 3 и имеют своды 30, опирающиеся на пятовые кирпичи 31 фиг. 4.
Далее, печь имеет устройство для подъема и опускания заслонки 32 рабочего (шлакового) окна печи. Заслонка 32 отливается из коррозионно-стойкого жаростойкого чугуна ЧХ22С охлаждается воздухом, который подается по эластичной впускной трубе 33, далее через соединитель 34 и подводящий патрубок 35 поступает в П-образный, отлитый заодно с заслонкой 32 короб 36 фиг. 7. Для улучшения охлаждения воздухом заслонки 32 П-образный короб 36 имеет внутри литые ребра 37, которые увеличивают площадь теплоотдачи и которые закрыты приваренной крышкой 38 фиг. 4. Т-образные пазы заслонки 32 футеруются огнеупорной набивной массой 39. Устройство для подъема и опускания заслонки 32 содержит электрический привод в виде мотор-редуктора 40, содержащего сдвоенный 41 блок роликов и два одинарных 42 блока роликов, соединенных гибкой связью в виде цепей 43 между собой и противовесом 44, при этом валы 45 сдвоенного 41 и одинарных 42 блоков роликов закреплены в горизонтальных швеллерах 16 печи с обеспечением перемещения заслонки 32 по водо охлаждаемому коробу 46, зафутерованного в печи фиг. 1, 2, 7. Заслонка 32 имеет ребра жесткости 47, в поднятом положении заслонка 32 располагается напротив защитного экрана 48, а в нижнем опирается на упоры 49. Вода в водоохлаждаемый короб 46 подается по входному патрубку 50, а по выходному патрубку 51 выходит из него фиг. 7. Противовесы 44 по правилам техники безопасности находятся в металлических коробах 52 фиг. 2. Заслонка 32 имеет возможность регулирования ее положения с пульта управления. Конструкция привода и заслонки 32 обеспечивает герметичность печи, позволяет уменьшить потери металла и тепла в окружающую среду.
Кроме того, двухванная печь имеет в каждой боковой стене три инжекционные двухрядные шестисмесительные горелки 53 среднего давления (далее горелки), перекрытые подовым блоком 54 направленные под углом 23° на наклонные площадки печи, и под углом 25° к оси печи, причем горелка при горении газовоздушной смеси имеет длинный факела от смесителей верхнего ряда, средний от смесителей нижнего ряда, при этом происходит смешение двух факелов, которые обогревают наклонные площадки 6,7 печи фиг. 2. Каждый смеситель 55 верхнего ряда (по месту установки) горелки 53 является отливкой и представляет собой трубу из коррозионно-стойкого жаростойкого чугуна ЧХ22С диаметром 64×10 мм длиной 315 мм, в которой по периферии просверлены четыре сопла 56 под углом 25±1° к их осям с зенковкой входной части 0,5 мм под углом 90°, при этом в каждом смесителе 55 верхнего ряда в конце на внутренней поверхности имеются 12 литых ребер поз. 57, литые ребра 57 со стороны движения газовоздушной смеси имеют заходную часть «заострение» длиной 5 мм. Угол «заострения» составляет 30°, высота ребер 4,5 мм, длина факела смесителей верхнего ряда 3,3 м. Горелки 53 со смесителями из коррозионно-стойкого жаростойкого чугуна ЧХ22С ГОСТ 7769-82 (Ч-чугун; химический состав C=0,6-1,0%; Si=3,0-4,0%; Mn до 1%; Р до 0,1%; S до 0,08%; Cr=19-25%; Fe остальное) обладают большой надежностью и большим сроком эксплуатации.
При этом каждый смеситель 58 нижнего ряда является отливкой из жаростойкого чугуна ЧХ22С и представляет собой трубу с наружным диаметром 64 мм и внутренним ∅ 44 мм длиной 315 мм, в которой по периферии просверлены четыре сопла 56 под углом 25±1° к их осям с зенковкой входной части 0,5 мм под углом 90°, при этом смесители 58 нижнего ряда позволяют получить длину факела нижнего ряда до 1,5 м. Расположение горелок 53 позволяет добиться высокой скорости плавки, снижения угара (по практическим данным), а также загружать загрязненную шихту через два рабочих 23 окна в передней 2 стене на две наклонные площадки 6, 7 и быстро ее переплавлять за счет тепла шести горелок.
Далее печь имеет в задней 3 стене пять горелок, направленных под углом 23° на под 4 первой ванны, а также пять горелок, направленных под углом 23° на под 5 второй ванны. Такое расположение горелок 53 позволяет добиться высокой скорости плавки, снижения угара (по практическим данным), а также загружать загрязненную шихту через два рабочих окна (они же выполняют роль шлаковых окон) в боковых стенах на подины 4, 5 первой и второй ванны и быстро ее переплавлять за счет тепла, выделяющегося при горении факелов десяти горелок, причем тепловая мощность всех горелок установленных в печи составляет 13400 кВт, что делает печь высокопроизводительной, позволяющей вести форсированный режим плавки, при этом металл не успевает окисляться и, в конечном счете, угар получается небольшим.
Итак, каждая горелка 53 состоит из шестисмесителей, объединенных общей сварной газораспределительной камерой 59, к которой приварен штуцер 60, по которому подается природный газ фиг. 8, 9. Газораспределительная камера 59, имеющая прямоугольную форму сварена из фрезерованных швеллеров №18. В газораспределительной камере 59 просверлено два ряда отверстий диаметром 63 мм, в которые вставлены и герметично заварены шесть смесителей, причем три смесителя 55, расположенных в верхнем ряду (по установке горелки в печи) имеют литые ребра 57, а три смесителя 58 в нижнем ряду выполнены без литых ребер. Введенный в конструкцию горелки кожух 61, коробчатый формы приварен к газораспределительной камере 59, позволяет набивать огнеупорную набивную массу 62 в пространство между смесителями до установки горелки в тепловой или плавильный агрегат, а также дает возможность просушивать и прокаливать горелку вне теплового или плавильного агрегата, кожух 61 предотвращает процесс осыпания огнеупорной набивной массы 62 в процессе ее набивки.
На газораспределительную камеру 59 и кожух 61 надевается снизу отлитый из коррозионно-стойкого и жаростойкого чугуна ЧХ22С стабилизирующий туннель 63 и приваривается по периметру к газораспределительной камере 59 фиг. 5, 6. Введение в состав горелки стабилизирующего туннеля 63 увеличивает срок службы горелки 53, стабилизирует горение факела, улучшает процесс обмуровки горелок 53 в тепловом или плавильном агрегате, время обмуровки горелок, значительно сокращается. Конструкция стабилизирующего туннеля 63 позволяет устанавливать горелку 53 в тепловой или плавильный агрегат с любой толщиной стенки.
Обмуровка горелки и набивка пространства между смесителями производится огнеупорной набивной массой 62, которую экспериментально разработал автор и проверил на действующих газовых плавильных печах. Огнеупорная набивная масса 62 для обмуровки горелки и набивки пространства между смесителями имеет следующий состав:
Приведенная огнеупорная набивная масса 62 после прокалки обладает высокой твердостью, высокой огнеупорностью, значительной стойкостью против осыпания при температурах до 1650°С. Срок службы горелки значительно увеличивается.
Горелка работает следующим образом. Газ под давлением подается через канал штуцера 60 в газораспределительную камеру 59. Вытекающие из газовых сопел 56 струи газа инжектируют из атмосферы воздух, необходимый для горения, который по каналу 64 каждого смесителя горелки попадает в камеру 65 предварительного смешения, где происходит предварительное смешение газа и засасываемого воздуха. Сгорание основной части газовоздушной смеси происходит в огнеупорном стабилизирующем туннеле 63, остальной части - в камере горения печи.
Необходимым условием нормальной работы горелки является наличие разрежения в камере горения в пределах 3÷20 даПа (мм вод.ст.). Номинальное давление газа перед горелкой 0,09 МПа.
При этом коррозионно-стойкий и жаростойкий чугун ЧХ22С, используемый в качестве материала для изготовления смесителей 55, 58 литого стабилизирующего пламя туннеля 63 позволяет увеличить срок службы горелки 53 и печи, а следовательно, и печи.
При этом двухванная печь имеет устройство для разливки наплавленного в печи металла: перемещающуюся по рельсам платформу 66 с установленными на ней двумя поворотными приставными стальными желобами 67. В обычной промышленной печи имеется стационарный или поворотный желоб, в больших печах их может быть два, в предлагаемой печи это устройство для разливки наплавленного в печи металла. В состав устройства для разливки жидкого металла введена передвижная платформа 66 с установленными на ней механизмами поворота двух стальных желобов 67 и приводом перемещения передвижной платформы 66 по рельсам 68.
Одним из главных элементов устройства для разливки наплавленного в печи металла является передвижная платформа 66, которая состоит из стальной нижней плиты 69 и стальной верхней плиты 70, между которыми находятся швеллеры 71 продольные и поперечные №22 фиг. 5, 6. Крепление швеллеров 71 к нижней плите 69 и верхней плите 70 осуществляется болтами, гайками и пружинными шайбами (не показаны). Передвижная платформа имеет две оси 72, на концах которых имеются четыре катка 73 диаметром 200 мм, которые опираются на рельсы 68 (фиг. 6). В кронштейнах 74 находятся два подшипника качения, поэтому передвижная платформа катится по рельсам 68 легко.
Кронштейны 74 крепятся к нижней плите 69 передвижной платформы 66 гайками, болтами и пружинными шайбами (не показано). Передвижная платформа 66 перемещается по рельсам 68 с помощью привода, который состоит из реверсивного двигателя 75, муфты 76, редуктора 77 и клиноременной передачи 78. В приводе передвижной платформы 66 используется реверсивный двигатель 75 мощностью 1,6 кВт тип МТ-4, а также двухступенчатый цилиндрический редуктор 77 с передаточным числом 40. По верхней плите 70 скользит подвижная плита 79 с приваренными к ней для жесткости тремя ребрами 80. На подвижной плите 79 размещены два механизма поворота желобов, каждый из которых состоит: из поворотной чаши 81 с приваренным к ней стальным желобом 67, причем на желобе 67 закреплена поперечина 82 с приваренными двумя вертикальными стойками 83 с шарнирно-поворотными катками 84, которые при повороте катятся по подвижной плите 79 (фиг. 5, 6). Далее поворотная чаша 81 имеет закрепленный внизу по центру вал 85, вращающийся в двух подшипниках 86, находящихся в цилиндре 87, который закреплен на подвижной плите 79, причем на ней же крепятся два ограничителя поворота 88. Введение в конструкцию поворотной чаши 81 с приваренным к ней стальным желобом 67 дает возможность осуществлять поворот на угол до 170° вокруг своей оси поворотной чаши 81 с приваренным к ней стальным желобом 67 для разливки жидкого металла, увеличивая зону обслуживания, т.е. без переналадки осуществлять, например, разливку расплавленного металла в разливочный конвейер, карусель, ковш. Шарнирно-поворотные катки 84 и подшипники 86 позволяют очень легко поворачиваться вокруг своей оси поворотной чаше 81 с приваренным к ней стальным желобом 67, тем самым облегчая труд обслуживающего персонала.
Вместе с тем, поворотная чаша 81 и приваренный к ней стальной желоб 67 с ручкой 89 имеют футеровку (не показано) из муллитокорундовой набивной массы и теплоизолирующий слой (не показано), состоящий из гибкого теплоизоляционного стекловолокнистого муллитокремнеземистого картона, который улучшает теплоизоляцию металлоконструкции стального желоба 67 от расплавленного металла. Муллитокорундовая набивная масса, используемая для футеровки поворотной чаши 81 и приваренного к ней стального желоба 67 позволяет увеличить стойкость футеровки и увеличивает срок службы поворотной чаши 81 и приваренного к ней стального желоба 67.
Передвижная платформа с установленной на ней поворотной чашей 81 с приваренным к ней стальным желобом 67 дает возможность подъезжать к стационарному сливному носку 90 для разливки и отъезжать от него после разливки жидкого металла (грубая подача).
Кроме того, в конструкцию устройства для разливки жидкого металла введен механизм точной подачи поворотных чаш 81 с приваренными к ней стальными желобами 67 к стационарному сливному носку 90, в который входит реечный механизм с приводом. Реечный механизм размещен на передвижной платформе 66 и состоит из двух реек 91, закрепленных на салазках 92, перемещающихся по направляющим (не показано), причем, на салазках 92 закреплены два кронштейна 93, внутри которых крепится толкатель, состоящий из вала 94 с приваренной на конце подвижной плитой 79.
Для медленного перемещения поворотной чаши 81 с приваренным к ней стальным желобом 67 к стационарному сливному носку 90 или от него, включается привод реечного механизма. Привод реечного механизма состоит из реверсивного двигателя 95, муфты 96, редуктора 97, муфты 98, вала 99 с двумя насаженными на него зубчатыми колесами ∅ 230 мм поз. 100. В приводе реечного механизма платформы используется реверсивный двигатель 95 мощностью 1,6 кВт, а также двухступенчатый цилиндрический редуктор 97 с передаточным числом 30. Существенно отметить еще раз, что вал 94 реечного механизма приварен к подвижной плите 79, поэтому во время медленного перемещения поворотных чаш 81 с приваренными к ним стальными желобами 67 к стационарным сливным носкам 90 или от них, подвижная плита 79, приваренная к валу 94, скользит по верхней плите 70 передвижной платформы 66. Механизм точной подачи поворотных чаш 81 с приваренными к ним стальными желобами 67 к стационарным сливным носкам 90 обеспечивает точную установку поворотных чаш 81 с приваренными к ним стальными желобами 67 относительно стационарных сливных носков 90, а также обеспечивает необходимые манипуляции в случае заливки жидким металлом разных разливочных устройств (кроме действий заливщика, связанные с поворотом желоба). Для предохранения плавильной печи от повреждения передвижной платформой имеются на каркасе 1 плавильной печи два упора 101 с концевыми выключателями.
Наконец, двухванная печь снабжена двухступенчатой установкой пылегазоочистки для достижения экологически чистого процесса, причем, первая ступень представляет собой камеру смешения 102, дымосос ДН-15 поз. 103, двухсекционный блок газоочистки 104, а вторая батарейный циклон 105 и вентилятор центробежный ВЦ 4-70-12,5Р поз. 106 фиг. 12. Очистка дымовых газов от вредных веществ происходит в двухсекционном блоке газоочистки 104, разработанным автором и изображенным на фиг. 10, который имеет широкий спектр очищаемых вредных веществ, находящихся в дымовых газах. Каждая секция двухсекционного блока газоочистки 104 представляет собой сборный стальной круглый в сечении корпус 107, в нижней части которого имеется нижняя поворотная загрузочная решетка 108 с отверстиями. Выше нижней поворотной загрузочной решетки 108 расположен нижний загрузочный патрубок 109 фиг. 10. В средней части стального корпуса 107 имеется верхняя поворотная загрузочная решетка 110 с отверстиями. Поворот решеток вокруг осей осуществляется с помощью рукояток 111, закрепленных на осях решеток. Выше верхней поворотной загрузочной решетки 110 расположен верхний загрузочный патрубок 112. Крышка 113 открывает и закрывает корпус 107 и предназначена для обслуживания и ремонта газоочистного блока. Стальной корпус 107 опирается на четыре опоры 114, в верхней части к нему крепится обслуживающая площадка 115. Отработанный адсорбент и пыль собираются в конусной части 116 стального корпуса 107. Очищаемые газы подаются в установку пылегазоочистки через общий входной патрубок 117. На обслуживающей площадке 115 закреплена рама 118, на которой установлена воздуходувка 119 с электродвигателем 120. Отработанный адсорбент, загрязненный пылью с нижней поворотной загрузочной решетки 108 и с верхней поворотной загрузочной решетки 110 с помощью рукояток 111 сбрасывается в конусную часть 116 стального корпуса 107, а затем, повернув ручку 121 отработанный адсорбент высыпается через нижнюю горловину 122 стального корпуса 107 в тару (не показана) и увозится в отвал. Очищенные дымовые газы подаются по трубе 123 в воздуходувку 119 и, далее в батарейный циклон 105. Для наблюдения за ходом процесса очистки дымовых газов в стальном корпусе 107 выполнены два глазка 124. Так как дымовые газы, выходящие из печи имеют температуру более 750°С, то обычно перед дымососом 103 устанавливают камеру смешения 102, в которой дымовые газы разбавляются воздухом цеха, при этом их температура снижается до 140-170°С. В камере смешения 102 установлены два шибера: один из которых 125 закрывает или открывает подачу в дымосос 103 отходящих газов, другой 126 регулирует подачу свежего воздуха для разбавления им продуктов горения (фиг. 12). В качестве дымососа принят дымосос мод. ДН-15, который имеет рабочую температуру до 250°С. Двухсекционный блок газоочистки 104 имеет ограждение 127 и лестницу 128.
Батарейный циклон 105 состоит как бы из двух скомпонованных в батарею единичных циклонов, где они работают параллельно (фиг. 12). Очищаемые от пыли дымовые газы вводятся через входной патрубок 129 в общую распределительную камеру 130, откуда распределяются по двум единичным циклонам. Для придания дымовым газам вращательного движения в каждом единичном циклоне имеется устройство, представляющее собой «розетку», состоящую из лопаток 131, установленных под углом 30° к оси. В результате действия центробежных сил частицы пыли, взвешенные в потоке дымовых газов, отбрасываются на стенки корпуса 132 и выпадают из потока дымовых газов в два бункера 133. Очищенные от пыли дымовые газы изменяют направление и удаляются через выходной патрубок 134. Два бункера 133 оснащены заслонками с электроприводами 135, с помощью которых заслонки открывают горловину бункеров 133, при этом пыль ссыпается в емкости 136 и увозится в отвал. Батарейный циклон 105 опирается на четыре опоры 137, оснащен лестницей 138 и обслуживающей площадкой 139, которая имеет ограждение 140. Батарейный циклон 105 вверху имеет два клапана 141. Очищенные газы после прохождения батарейного циклона 105 подаются по трубе 142 вентилятором центробежным ВЦ 4-70-12,5Р поз. 106 в дымовую трубу 143 и удаляются в атмосферу.
При этом установка пылегазоочистки имеет следующую характеристику: производительность по очищаемому газу 49000 м3/ч, степень очистки по фтористому водороду 67%, степень очистки по окиси меди 86%, степень очистки по окиси углерода 94%, степень очистки по окиси азота 86%, степень очистки по окиси алюминия 82%, степень очистки по пыли 95%, уровень звука не более 75 ДБА.
Существенно отметить, что печь может работать как на искусственной тяге, так и на естественной тяге. Печь работает на естественной тяге следующим образом. Плавильщик металла и сплавов открывает шибер 144 при этом тяга в печи должна составлять не менее 5-20 даПа. Существенно отметить, что в начале два шибера 125 и 126 в камере смешения 102 обязательно закрываются. Подается газ, производится розжиг горелок 53, после процесса прокалки закрываются две летки 24, открывается: заслонки 32 рабочих окон 23 и в прокаленную печь плавильщики металла и сплавов с помощью погрузчиков, оснащенных мульдами загружают на наклонные площадки 6, 7 алюминиевый лом с температурой окружающей среды. Пламя шести горелок 53 нагревают лом до температуры плавления на наклонных площадках 6, 7. Металл плавится и стекает на подины 4, 5 ванн печи. После наполнения ванн жидким металлом на 1/5 объема загружается через два боковых рабочих окна 23 на жидкий металл подготовленный алюминиевый лом. После заполнения ванн жидким металлом (23-25 тонн) производится обработки флюсом жидкого металла в ваннах, затем жидкий металл тщательно перемешивается, берется проба и доставляется в лабораторию спектрального анализа. При подтверждении лабораторией спектрального анализа марки получаемого сплава заливщики металла подводят разливочное устройство к стационарным сливным носкам 90, берясь за ручки 89 стальных желобов 67, подводят носки стальных желобов 67 к разливочному оборудованию, например к конвейеру 145, изложницам для саусов 146, открывают летки 24 и сливают наплавленный металл из печи. После разливки жидкого металла чистят наклонные площадки 6, 7 и подины 4, 5 ванн печи от шлака, затыкают летки 24 и цикл повторяется. При загрузке шихты, плавке, разливке дымовые газы попадают в дымоход 29, проходят по газовой трубе 147 в дымовую трубу 143 и удаляются в атмосферу. Работа печи на естественной тяге осуществляется в случае, если позволяют размеры санитарно-защитной зоны предприятия, при прокалке после ремонта, разливке наплавленного металла.
Работа печи на искусственной тяге происходит следующим образом.
Плавильщик металла и сплавов закрывает шибер 144, а шиберы 125 и 126 открывает. Операции выполняются такие же, как и при плавке на естественной тяге. Разница в том, что перед загрузкой шихты в печь загружается адсорбент (известь «пушенка», активированный уголь, селикагель) в двухсекционный блок газоочистки 104 фиг. 12 и производится ее включение. Кроме того, включается дымосос 103 и вентилятор центробежный ВЦ 4-70-12,5Р. Дымовые газы попадают в камеру смешения 102, разбавляются в ней воздухом цеха, нагнетаются дымососом 103 в двухсекционный блок газоочистки 104, где проходят очистку от вредных веществ в «кипящем слое», далее попадают в батарейный циклон 105 очищаются от пыли и вентилятором центробежным 106 очищенные дымовые газы нагнетаются в дымовую трубу 143. Разработанный автором двухсекционный блок газоочистки 104 хорошо очищает от вредных веществ дымовые газы. Очистка дымовых газов делает процесс плавки алюминиевого лома экологически чистым. После разливки из печи жидкого металла, плавильщики металла и сплавов открывают заслонки 32 рабочих окон 23 печи и чистят наклонные площадки 6, 7, а также подины 4, 5 от шлака. Далее, летки 24 затыкают и цикл повторяется.
Итак, предлагаемая газовая двухванная отражательного типа печь для переплава алюминиевых ломов печь является высокопроизводительной, имеющей большой срок эксплуатации, имеющей малые потери тепла в окружающею среду за счет теплоизоляции, позволяющей вести процесс переплава на естественной и искусственной тяге с системой пылегазоочистки.
Изобретение относится к двухванной отражательной печи для переплава алюминиевого лома. Печь содержит корпус, образованный огнеупорными наружными боковыми, передней и задней торцевыми стенками, две наклонные площадки, две ванны, ограниченные подами, сводом и стенками, две летки, газоход и сварной каркас, на котором все размещено. Каркас выложен внутри легковесным кирпичем марки ШЛ-1,0, две наклонные площадки и две ванны выполнены из муллитокорундовых блоков марки МКП-72, уложенных на три слоя асбокартона. К каркасу печи приварен стальной короб, имеющий теплоизоляцию между ним и каждой стеной, состоящую из шамотной крошки, огнеупорной ваты, тройного слоя листового асбокартона и асбестовой крошки, своды над наклонными площадками, а также над первой и второй ваннами печи имеют слой с двойной теплоизоляционной обмазкой и сверху его уложен двойной слой огнеупорных теплоизоляционных матов и слой диатомого кирпича. Печь имеет шесть двухрядных инжекционных шестисмесительных горелок, направленных на наклонные площадки, и десять двухрядных инжекционных шести смесительных горелок, направленных на подины. В печи имеется четыре рабочих окна, два из которых являются шлаковыми окнами, а устройство для подъема и опускания заслонки рабочего и шлакового окна печи содержит электрический привод. Печь имеет перемещающуюся по рельсам платформу с установленными на ней двумя поворотными приставными стальными желобами и двухступенчатую установку пылегазоочистки для достижения экологически чистого процесса. Обеспечивается высокая производительность печи, уменьшение потерь тепла и угара и возможность экологически чистого переплава алюминиевых ломов. 5 з.п. ф-лы, 12 ил.
1. Двухванная отражательная печь для переплава алюминиевого лома, содержащая корпус, образованный огнеупорными наружными боковыми, передней и задней торцевыми стенками, две ванны, ограниченные подами, сводом и стенками, сливные летки и газоходы, отличающаяся тем, что корпус печи размещен на каркасе, выложенном внутри легковесным кирпичем ШЛ-1,0, две наклонные площадки, поды двух ванн выполнены из муллитокорундовых блоков марки МКП-72, уложенных на три слоя асбокартона с подбивкой из сухого кварцевого песка, при этом наклонные площадки и поды двух ванн разделены стеной, к каркасу печи приварен стальной короб, имеющий теплоизоляцию между ним и каждой стеной, состоящую из шамотной крошки, огнеупорной ваты, тройного слоя листового асбокартона и асбестовой крошки, своды над наклонными площадками и над первой и второй ваннами печи имеют слой с двойной теплоизоляционной обмазкой с уложенным поверх него двойным слоем огнеупорных теплоизоляционных матов и слоем диатомого кирпича, дымоход выполнен в задней стене, при этом в каждой боковой стене размещены три инжекционные двухрядные шестисмесительные горелки среднего давления, направленные под углом на наклонные площадки печи и под углом к оси печи, причем двухрядная шестисмесительная горелка при горении газовоздушной смеси обеспечивает длинный факел от смесителей верхнего ряда и средний - от смесителей нижнего ряда, в задней торцевой стене размещены пять инжекционных двухрядных шестисмесительных горелок среднего давления, направленных под углом на подину первой ванны, и пять инжекционных двухрядных шести смесительных горелок среднего давления, направленных под углом на подину второй ванны, печь имеет четыре рабочих окна, два из которых являются шлаковыми окнами, а устройство для подъема и опускания заслонки рабочего и шлакового окна печи имеет электрический привод, в задней торцевой стене выполнены две летки, печь снабжена перемещающейся по рельсам платформой с установленными на ней двумя поворотными приставными стальными желобами и двухступенчатой установкой пылегазоочистки, обеспечивающей экологически чистый процесс.
2. Печь по п. 1, отличающаяся тем, что в каждой боковой стене размещены три инжекционные двухрядные шестисмесительные горелки среднего давления, направленные под углом 23° на наклонные площадки печи и под углом 25° к оси печи, каждый смеситель верхнего ряда двухрядной шестисмесительной горелки среднего давления является отливкой в виде трубы из жаростойкого чугуна ЧХ28НДЗЮ2 диаметром 64×10 мм длиной 315 мм, в которой по периферии выполнены четыре сопла под углом 25±1° к их осям с зенковкой входной части 0,5 мм под углом 90°, при этом в каждом смесителе в конце на внутренней поверхности имеются 12 литых ребер, литые ребра со стороны движения газовоздушной смеси имеют заходную часть в виде заострения длиной 5 мм, угол заострения составляет 30°, высота ребер 4,5 мм и длина факела смесителей верхнего ряда 3,3 м.
3. Печь по п. 1, отличающаяся тем, что в задней торцевой стене размещены пять инжекционных двухрядных шестисмесительных горелок среднего давления, направленных под углом 23° на подину первой ванны, и пять инжекционных двухрядных шестисмесительных горелок среднего давления, направленных под углом 23° на подину второй ванны, каждый смеситель нижнего ряда является отливкой из жаростойкого чугуна ЧХ28НДЗЮ2 в виде трубы с наружным диаметром 64 мм и внутренним диаметром 44 мм и длиной 315 мм, в которой по периферии выполнены четыре сопла под углом 25±1° к их осям с зенковкой входной части 0,5 мм под углом 90°, при этом смесители нижнего ряда выполнены с возможностью получения длины факела нижнего ряда до 1,5 м.
4. Печь по п. 1, отличающаяся тем, что устройство для подъема и опускания заслонки рабочего и шлакового окна печи имеет электрический привод в виде мотор-редуктора, содержащего сдвоенный блок роликов и два одинарных блока роликов, соединенных гибкой связью в виде цепей между собой и противовесом, при этом валы сдвоенного и одинарных блоков роликов закреплены в продольных швеллерах печи с обеспечением перемещения заслонки по водоохлаждаемому коробу и с возможностью регулирования ее положения с пульта управления, а водоохлаждаемый короб с цепью образует с вертикалью угол в 1°, заслонка содержит П-образный короб с внутренними ребрами и крышкой и выполнена литой из жаростойкого чугуна ЧХ22С с ребрами и Т-образными полостями, футерованными огнеупорной набивной массой.
5. Печь по п. 1, отличающаяся тем, что она имеет перемещающуюся по рельсам платформу с установленными на ней двумя поворотными приставными стальными желобами, на платформе закреплен привод для ее перемещения по рельсам, на верхней плите платформы установлена с возможностью скольжения подвижная плита, на которой размешены механизмы поворота двух стальных желобов с приваренными к ним поворотными чашами, при этом каждый выполнен в виде двух вертикальных стоек, приваренных к поперечине, закрепленной на стальном желобе, имеющих шарнирно-поворотные катки, обеспечивающие при повороте качение по подвижной плите, на передвижной платформе установлен механизм подачи к стационарным сливным носкам стальных желобов с поворотными чашами, содержащий реечный механизм с приводом, а поворотные чаши установлены на валах, которые расположены с возможностью вращения в цилиндрах, закрепленных на подвижной плите, имеющей ограничители поворота.
6. Печь по п. 1, отличающаяся тем, что она снабжена двухступенчатой установкой пылегазоочистки, причем первая ступень содержит камеру смешения, дымосос ДН-15, двухсекционный блок газоочистки, а вторая - батарейный циклон и вентилятор центробежный ВЦ 4-70-12,5Р, при этом установка пылегазоочистки выполнена с производительностью по очищаемому газу 49000 м3/ч, и при этом имеет степень очистки по фтористому водороду 67%, степень очистки по окиси меди 86%, степень очистки по окиси углерода 94%, степень очистки по окиси азота 86%, степень очистки по окиси алюминия 82% и степень очистки по пыли 95% при уровне звука не более 75 дБА.
| ДВУХ ВАННАЯ ОТРАЖАТЕЛЬНАЯ ПЕЧЬ С КОПИЛЬНИКОМ ДЛЯ ПЕРЕПЛАВА АЛЮМИНИЕВОГО ЛОМА | 2013 |
|
RU2522283C1 |
| Двухкамерная отражательная печь для плавки цветных металлов | 1983 |
|
SU1157326A1 |
| US 20010228136 A1, 11.10.2001. | |||
