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» стр. 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:
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.
6. Печь не имеет камеры дожига и экономайзера.
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.стр. 87-89), 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.
6. Печь не имеет камеры дожига и экономайзера.
Известен аналог - двухванная отражательная печь с копильником для переплава алюминиевого лома (Источник информации В.А. Трусов патент №2522283), являющаяся наиболее близкой (прототипом), содержащая как в заявленной печи корпус, образованный огнеупорными наружными боковыми, передней и задней торцевыми стенками, две ванны, ограниченные подами, сводом и стенками, газоходы, содержащий корпус, образованный огнеупорными наружными боковыми, передней и задней торцевыми стенками, ванну, ограниченную подом, сводом и стенками, сливные летки.
Считаю, что печь, взятая за аналог, имеет следующие недостатки:
1. Печь не имеет камеры дожига и экономайзера.
2. В печи для футеровки подин используются подовые блоки МЛСП, а не подовые блоки КС-95, которые значительно увеличивают срок службы печи.
3. Из описания печи следует, что она не обеспечивает ведения форсированного
режима плавки.
4. 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, позволяющей использовать тепло отходящих газов в экономайзере, снизить потери тепла в окружающую среду, а также увеличить срок ее эксплуатации и ввести в состав печи два поворотных желоба и камеру дожига.
Технический результат - разработанная газовая двухванная отражательного типа печь для переплава алюминиевых ломов является высокопроизводительной, имеющей два поворотных желоба, камеру дожига, большой срок эксплуатации, позволяющей: снизить потери тепла в окружающею среду за счет теплоизоляции, позволяющей использовать тепло отходящих газов в экономайзере, вести процесс переплава на естественной и искусственной тяге с системой пыле газоочистки, 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, ограниченные подами, сводом и стенками и газоходы, согласно предлагаемому изобретению, введен сварной каркас, сваренный из двутавров №30, №20, армированный швеллерами №14, выложенный внутри двумя рядами легковесных полуторных кирпичей марки ШЛ-0,4 с тремя слоями муллитокремнеземистого картона МКРК-500 под каждой подиной и под каждой наклонной площадкой, при этом сварной каркас залит бетоном с наполнителем асбестовой крошкой, причем под печи и наклонная площадка имеют плавный переход и под наклонной площадкой выложены 10 рядов полуторных кирпичей, более того каждый под печи и каждая наклонная площадка выложены из корундовых блоков КС-95, уложенных на три слоя муллитокремнеземистого картона МКРК-500 с подбивкой из сухого кварцевого песка смешанного с асбестовой крошкой. Такая теплоизоляция подин, наклонных площадок, каркаса позволяет снизить потери тепла, сохранить температуру металла в ваннах и наклонных площадках. Корундовые блоки КС-95 имеют высокую огнеупорность и стойкость и позволяют увеличить срок службы печи (срок службы по практическим данным 8,5-9 лет). При этом печь установлена на сваренном из уголков 100×100 и листовой стали толщиной 5 мм армированном уголками 50×50 постаменте, который залит бетоном с наполнителем асбестовой крошкой и имеющий теплоизоляцию из двух слоев муллитокремнеземистого картона МКРК-500. Такое конструктивное решение позволяет снизить потери тепла от двух ванн на пол цеха, а также поднять печь для удобного слива наплавленного в печи металла в разливочное оборудование.
Кроме того, двухванная отражательная печь для переплава алюминиевого лома (далее двух ванная печь) имеет в двух боковых стенах по две инжекционные двухрядные четырнадцати смесительные горелки среднего давления, направленные под углом 25° на первую и вторую наклонные площадки, а также направленные под углом 35° к оси печи, а две инжекционные цилиндрические двенадцати смесительные горелки направлены под углом 25° на первую и вторую подины, а также направленные под углом 25° к оси печи, кроме того, в задней торцевой стене установлены две инжекционные цилиндрические двенадцати смесительные горелки направлены под углом 25° на первую и вторую подины, при этом четыре инжекционные двухрядные четырнадцати смесительные горелки среднего давления имеют смесители верхнего ряда с отлитыми 12-ю ребрами на внутренней поверхности на длине 260 мм от конца с факелом при горении 2,7 метра, а смесители нижнего ряда с отлитыми 12-ю ребрами на внутренней поверхности на длине 70 мм от конца позволяют получить факел при горении 1,7 метра, причем каждая из восьми горелок содержит литой стабилизирующий пламя туннель, огнеупорную набивную массу, смесители, объединенные общей сварной газораспределительной камерой, в каждом смесителе просверлено четыре сопла под углом 25° к их осям, а также горелка содержит кожух, приваренный к газораспределительной камере, при этом верхний ряд цилиндрических двенадцати смесительных горелок, выполненные с ребрами на концах смесителей внутри центрального канала, шесть смесителей, дающих при горении газовоздушной смеси факел длиной 3,3 метра, а шесть смесителей нижнего ряда факел длиной 2,5 метра.
Следует отметить, что шесть смесителей верхнего ряда инжекционных двенадцати смесительных цилиндрических горелок (далее горелок) является отливкой и представляет собой трубу диаметром 68×10 мм длиной 310 мм, в которой по периферии просверлены четыре сопла под углом 27°±1° к их осям с зенковкой входной части 0,5 мм под углом 90°, при этом в каждом смесителе в конце на внутренней поверхности длиной 270 мм имеются 12 литых ребер, литые ребра со стороны движения газо воздушной смеси имеют заходную часть «заострение» длиной 5 мм, угол «заострения» составляет 30°, высота ребер 4,5 мм, а шесть смесителей верхнего ряда является отливкой и представляет собой трубу диаметром 68×10 мм длиной 310 мм, в которой по периферии просверлены четыре сопла под углом 27°±1° к их осям с зенковкой входной части 0,5 мм под углом 90°, при этом в каждом смесителе на внутренней поверхности от конца смесителя длиной 110 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. Такое расположение горелок позволяет добиться высокой скорости плавки, снижения угара (по практическим данным), а также загружать незагрязненную шихту через шлаковые окна на первую и вторую подины печи и быстро ее переплавлять за счет тепла, выделяющегося при горении факелов всех восьми горелок, причем тепловая мощность всех инжекционных горелок составляет 13800 кВт, что делает печь высокопроизводительной, позволяющей вести форсированный режим плавки.
При этом смесители, литой стабилизирующий пламя туннель, изготавливают из жаростойкого чугуна ЧХ28Н2 (Cr=28-30%, С=1,6-3,0%, Ni=1,5-2%, Si=0,7-1,4%, Mn=0,5-1%, S до 0,12%, P до 0,18%, основа - Fe. Жаростойкий чугун ЧХ28Н2, используемый в качестве материала для изготовления смесителей, литого стабилизирующего пламя туннеля, позволяет увеличить срок службы горелки и, естественно, печи.
Печь по п. 1, отличающаяся тем, что огнеупорная набивная масса для обмуровки горелок и набивки пространства между смесителями имеет следующий состав, %:
Вместе с тем отражательная печь для переплава алюминиевого лома имеет две летки в торцевой стене для выпуска расплавленного металла, выполненные в быстросменных армированных леточных кирпичах причем, каждый быстросменный леточный кирпич размещается в металлическом коробе-захвате быстросменного леточного кирпича, при этом короб-захват быстросменного леточного кирпича крепится на стальном коробе печи четырьмя гайками, навинченными на четыре приваренные к стальному коробу шпильками, кроме того, печь имеет две футерованные поворотные чаши с приваренными к ним футерованными поворотными желобами, которые могут поворачиваться в процессе разливки жидкого металла. Быстросменные леточные кирпичи армированные каждый двумя стальными кольцами имеют большой срок службы и обеспечивают возможность их замены без остановки печи.
Более того, печь выложена в стальном коробе и имеет теплоизоляцию между стальным коробом и каждой стеной, состоящую из огнеупорной ваты, огнеупорных матов, диатомитовой крошки и слоя муллитокремнеземистого картона МКРК-500. Такая теплоизоляция позволяет снизить потери тепла и экономить газ.
Существенно отметить, что своды печи имеют теплоизоляцию, состоящую из тройного слоя огнеупорного теплоизоляционного муллитокремнеземистого хромсосодержащего войлока МКРВ-250, сверху которого уложены два слоя легковесного кирпича ШЛ-0,4 и слой муллитокремнеземистого картона МКРК-500 Такое конструктивное решение значительно снижает потери тепла в окружающую среду.
Вместе с тем, печь снабжена двумя футерованными огнеупорным кирпичом камерами дожига, которые размещены в верхней части задней стены и, в которых установлена газовая шести смесительная инжекционная горелка со смесителями ∅ 64×12 мм, длиной 330 мм, при этом смесители, стабилизирующий пламя туннель горелки изготавливаются из жаростойкого чугуна марки ЧХ28Н2. Жаростойкий чугун марки ЧХ28Н2 позволяет увеличить срок службы горелки и печи.
Далее, печь имеет гидравлические приводы подъема и опускания шлаковых заслонок печи, каждый из которых состоит из двух силовых цилиндров, масляного насоса, двух тяг, поперечины, двух подвесок, и отлитые из жаростойкого чугуна ЧХ28Н2 шлаковые заслонки с двумя слоями муллитокремнеземистого картона МКРК-500, футерованные легковесным полуторным огнеупорным кирпичом марки ШЛ-0,4, при этом печь имеет приводы подъема и опускания рабочих заслонок печи, каждый из которых состоит из электродвигателя, муфты, червячного редуктора, барабана, шкива, троса, цепей, противовеса, блоков, и отлитые из жаростойкого чугуна ЧХ28Н2 рабочие заслонки с двумя слоями муллитокремнеземистого картона МКРК-500, футерованные легковесным полуторным огнеупорным кирпичом марки ШЛ-0,4. Рабочие и шлаковые заслонки печи, отлитые из жаростойкого чугуна ЧХ2 8Н2 и футерованные легковесным полуторным огнеупорным кирпичом марки ШЛ-0,4. отличаются большим сроком службы.
Вместе с тем, предлагаемая печь имеет два экономайзера, каждый из которых размещается над камерой дожига и представляет собой полую трубу с внутренним ∅ 480 мм, по центру которой движутся раскаленные дымовые газы, а по наружному диаметру выполнена сваркой в виде спирали труба круглой формы из нержавеющей стали с внутренним диаметром 25 мм и с количеством витков - 10 шт., по которой подается вода из водопроводной сети под давлением 2 ати для подогрева, при этом спираль сверху закрыта металлической трубой с двумя слоями теплоизоляции из листового асбокартона, причем два слоя теплоизоляции из листового асбокартона закреплены двумя стальными хомутами с болтами и гайками на металлической трубе. Экономайзер позволяет нагревать воду для технологических нужд предприятия.
Наконец, система пылегазоочистки состоит из камеры смешения, дымососа ДН-11,2, четырех секционного блока пылегазоочистки с двадцатью четырьмя рукавными фильтрами, при этом четырех секционный блок пылегазоочистки имеет следующую характеристику: производительность по очищаемому газу 26 000 м3/час, степень очистки по фтористому водороду 69%, степень очистки по окиси меди 85%, степень очистки по окиси углерода 88%, степень очистки по окиси азота 86%, степень очистки по окиси алюминия 80%, степень очистки по пыли 74%, уровень звука не более 76 ДБА.
Введение в конструкцию печи перечисленных выше устройств, материалов и т.п., обеспечивает решение поставленной задачи.
Разработанная конструкция двухванной печи позволяет вести переплавку подвергнутого разделке и магнитной сепарации алюминиевого лома. Таким образом, переделки (чугунные и стальные кольца, вкладыши, втулки, шпильки, толкатели, клапаны и т.д.) не попадают в расплавленный металл.
На фиг. 1. Вид печи в плане.
На фиг. 2. Продольный разрез А-А печи.
На фиг. 3. Вид Б печи.
На фиг. 4. Вид В печи со стороны рабочих окон.
На фиг. 5. Поперечный разрез Г- Г печи.
На фиг. 6. Двухрядная четырнадцати смесительная инжекционная горелка.
На фиг. 7. Разрез Д-Д двухрядной четырнадцати смесительной инжекционной горелки.
На фиг. 8. Двенадцати смесительная цилиндрическая инжекционная горелка.
На фиг. 9. Разрез Е-Е двенадцати смесительной цилиндрической инжекционной горелки.
На фиг. 10. Неточный быстросменный кирпич.
На фиг. 11. Четырех секционный блок пылегазоочистки печи.
На фиг. 12. Вид печи в плане с установкой пылегазоочистки и разливочным оборудованием.
Предлагаемая двухванная отражательная печь (далее печь) для переплава алюминиевого лома содержит смонтированный на каркасе 1 печи корпус, образованный кирпичной кладкой наружных боковых, передней 2 и задней 3 торцевых стен фиг. 2. При этом каждый под 4 печи и каждая наклонная площадка 5 выложены из корундовых блоков поз. 6 КС-95 ТУ 14 - 8 - 556 - 87, уложенных на три слоя муллитокремнеземистого картона МКРК-500 поз. 7 с подбивкой 8 из сухого кварцевого песка смешанного с асбестовой крошкой. Под 4 печи и наклонная площадка 5 имеют плавный переход, причем под наклонной площадкой 5 выложены 10 рядов полуторных кирпичей поз. 9 фиг. 2,4. Теплоизоляция подин 4, наклонных площадок 5 позволяет снизить потери тепла, сохранить температуру металла на подинах 4 и наклонных площадках 5. Корундовые блоки КС-95 поз.6 имеют высокую огнеупорность и стойкость и позволяют увеличить срок службы печи (срок службы по практическим данным 8,5-9 лет).
Каркас 1 сварной, сварен из двутавров №30, №20 армированный швеллерами №14 (не показано) выложен внутри двумя рядами легковесных полуторных кирпичей 10 марки ШЛ-0,4 с тремя слоями муллитокремнеземистого картона МКРК-500 поз. 11 под каждой подиной 4 и под каждой наклонной площадкой 5, при этом сварной каркас 1 залит бетоном 12 с наполнителем асбестовой крошкой. Такая теплоизоляция каркаса 1 позволяет снизить потери тепла, сохранить температуру металла в ваннах и наклонных площадках 5 печи фиг. 2. Применением корундовых блоков КС-95 (больших - длина 1000 мм, ширина 400 мм, толщина 300 мм, малых - длина 500 мм, ширина 400 мм, толщина 300 мм) вместо обычных штучных изделий можно уменьшить количество швов, что снижает газопроницаемость и повышает шлако устойчивость футеровки, получить экономию средств, поскольку отпадает процесс предварительного изготовления штучных огнеупоров, ускорить процесс строительства печи и снизить долю ручного труда. Корундовые блоки КС-95 (расшифровка марки-КС -корундовый, свыше 95% Al2O3). Швы между корундовыми блоками КС-95 заполняют тонкоразмолотым сухим шамотным порошком, а еще более лучший результат был достигнут автором, когда засыпанный в щели блоков каждой подины 4 и каждой наклонной площадки 5 шамотный порошок в верхней части заливался жидким стеклом. В качестве связующего вещества применялся огнеупорный состав состоящий из огнеупорной глины (25%), шамотного порошка (70%), жидкого стекла (4%) и фоскона (1%).
Толщина швов 1-2 мм, термокомпенсационные швы не выкладываются. На металлическом каркасе 1 печи выложены четыре стены, под 4, наклонная площадка 5. Горизонтальная часть подины 4 состоит из пяти рядов корундовых блоков КС-95 по три штуки в каждом ряду. Размер подины 3×2 метра. Наклонная площадка 5 состоит из шести рядов корундовых блоков КС-95. Размер наклонной площадки 3×2,4 метра. Подовые блоки обложены прямым шамотным кирпичом марки ША - 1 изделие №5 ГОСТ 8691 - 73. Стены печи выложены из шамотного кирпича ША - 1 №5 и №12 ГОСТ 8691 -73 в стальном коробе 13 фиг. 2.
Печь установлена на сваренном из уголков 100×100 поз.14 и листовой стали толщиной 5 мм армированном уголками 50×50 (не показано) постаменте 15, который залит бетоном с наполнителем асбестовой крошкой и имеющий теплоизоляцию из двух слоев 16 муллитокремнеземистого картона МКРК-500 фиг. 2. Такое конструктивное решение позволяет снизить потери тепла от двух ванн печи на пол цеха, а также поднять печь для удобного слива наплавленного в печи металла в разливочное оборудование.
Печь для переплава алюминиевого лома имеет две летки 17 в задней 3 стене для выпуска расплавленного металла, выполненные в быстросменных леточных кирпичах 18 фиг. 2,10, причем, каждый леточный кирпич 18 размещается в стальном сварном коробе-захвате 19 леточного кирпича 18, который имеет отбортовку с четырьмя отверстиями для крепления к стальному коробу 13 печи четырьмя пружинными шайбами 20, четырьмя гайками 21. На сварном коробе 13 печи приварены четыре стальные шпильки 22 с резьбой, на которые и крепится сварной короб-захват 19 леточного кирпича 18 с находящимся в нем леточным кирпичом 18, кроме того, печь имеет две футерованные поворотные чаши 23 с приваренными к ним футерованными поворотными желобами 24, которые могут поворачиваться в процессе разливки жидкого металла и параллельно разливать наплавленный в печи металл в изложницы разливочной карусели 25 и изложницы саусов 26, которые установлены на разливочном столе 27, размещенным в бетонной яме 28 при этом металл вначале попадает в поворотную чашу 29 с приваренным желобом 30, который имеет поддерживающий его кронштейн с двумя катками 31. Футерованная поворотная чаша 23 имеет внизу приваренный валик 32, который входит во втулку 33 и вращается в ней, причем сама втулка 33 приварена к кронштейну 34, а последний приварен к коробу 13 печи фиг. 2,10,12. Каждый быстросменный леточный кирпич 18 армирован каркасом в виде двух стальных колец 35,36 и изготавливается в стержневом ящике. Леточный кирпич 18 фиксируется в стальном сварном коробе-захвате 19 уголками 37, причем к одному из них приварен сливной носок 38. На стальном сварном коробе-захвате 19 леточного кирпича 18 приварены две ручки 39, с помощью которых можно извлекать и ставить леточный кирпич 18, находящийся в стальном сварном коробе-захвате 19 в нишу печи.
Автор ниже предлагает состав быстросменный леточного кирпича 18.
Разработанная автором огнеупорная набивная масса после прокалки обладает высокой твердостью, высокой огнеупорностью, значительной стойкостью против осыпания при температурах до 1670°С.
Печь имеет теплоизоляцию 40 между стальным коробом 13 и каждой стеной, состоящую из огнеупорной ваты, огнеупорных матов, диатомитовой крошки и слоя муллитокремнеземистого картона МКРК-500 фиг. 2. Такая теплоизоляция позволяет снизить потери тепла и экономить газ. Крепление стального короба 13 печи к каркасу 1 печи производится вертикальными швеллерами 41 №16. Для предотвращения распора кладки печи вертикальные швеллеры имеют связку из горизонтальных швеллеров 42 №16 фиг. 2,3. Печь имеет два рабочих 43 и два шлаковых 44 окна, которые имеют своды 45 и 46 соответственно, выложенные по шаблонам из шамотного торцевого клина ША-1 №22 и №23 фиг. 4,5. Большие своды 47 печи имеют теплоизоляцию состоящую из тройного слоя огнеупорного теплоизоляционного муллитокремнеземистого хромсосодержащего войлока поз. 48 МКРВ-250, сверху которого уложены два слоя 49 легковесного кирпича ШЛ-0,4 и слой муллитокремнеземистого картона МКРК-500 поз. 50. Такое конструктивное решение значительно снижает потери тепла в окружающую среду. Пятовые балки 51 больших сводов 47 сварены из швеллеров №24 и опираются на пятовые кирпичи 52 фиг. 5.
Печь имеет в двух боковых стенах по две инжекционные двухрядные четырнадцати смесительные 53 горелки среднего давления, направленные под углом 25° на первую и вторую наклонные площадки 5, а также направленные под углом 35° к оси печи, а две инжекционные цилиндрические двенадцати смесительные 54 горелки направлены под углом 25° на первую и вторую подины 4, а также направленные под углом 25° к оси печи, кроме того, в задней торцевой стене 3 установлены две инжекционные цилиндрические двенадцати смесительные 54 горелки направлены под углом 25° на первую и вторую подины 4, при этом четыре инжекционные двухрядные четырнадцати смесительные 53 горелки среднего давления имеют смесители 55 верхнего ряда с отлитыми 12 -ю ребрами 56 на внутренней поверхности на длине 260 мм от конца с факелом при горении 2,7 метра, а смесители 57 нижнего ряда с отлитыми 12-ю ребрами 56 на внутренней поверхности на длине 70 мм от конца позволяют получить факел при горении 1,7 метра, причем каждая из четырех горелок 53 содержит литой стабилизирующий пламя туннель 58, огнеупорную набивную массу 59, смесители 55,57, объединенные общей сварной газораспределительной камерой 60, в каждом смесителе просверлено четыре сопла 61 под углом 27° к их осям, а также горелка содержит кожух 62, приваренный к газораспределительной камере 60. Газ подается по штуцеру 63 фиг. 3,6,7. Верхний ряд смесителей 64 в количестве шести штук цилиндрических двенадцати смесительных 54 горелок выполнены с ребрами 65 на концах смесителей внутри центрального канала дают при горении газовоздушной смеси факел длиной 3,3 метра, а шесть смесителей 66 нижнего ряда выполнены с ребрами 67 на концах смесителей внутри центрального канала дают при горении факел длиной 2,5 метра. Шесть смесителей 64 верхнего ряда инжекционных двенадцати смесительных цилиндрических горелок 54 являются отливками и каждая отливка смесителя представляет собой трубу диаметром 68×10 мм длиной 310 мм, в которой по периферии просверлены четыре сопла 68 под углом 27°±1° к их осям с зенковкой входной части 0,5 мм под углом 90°, при этом в каждом смесителе 64 в конце на внутренней поверхности длиной 270 мм имеются 12 литых ребер, литые ребра со стороны движения газо воздушной смеси имеют заходную часть «заострение» длиной 5 мм, угол «заострения» составляет 30°, высота ребер 4,5 мм. Шесть смесителей 66 нижнего ряда инжекционных двенадцати смесительных цилиндрических горелок 54 являются отливками и каждая отливка смесителя представляет собой трубу диаметром 68×10 мм длиной 310 мм, в которой по периферии просверлены четыре сопла 68 под углом 27°±1° к их осям с зенковкой входной части 0,5 мм под углом 90°, при этом в каждом смесителе 64 в конце на внутренней поверхности длиной 110 мм имеются 12 литых ребер, литые ребра со стороны движения газо воздушной смеси имеют заходную часть «заострение» длиной 5 мм, угол «заострения» составляет 30°, высота ребер 4,5 мм (на фиг. 8 пунктирной линией разделена верхняя и нижняя части горелки 54). Кроме этого каждая из четырех горелок 54 содержит литой стабилизирующий пламя туннель 69, огнеупорную набивную массу 70, сварную газораспределительную камеру 71 и кожух 72, приваренный к газораспределительной камере 71 при этом газ подается по штуцеру 73 фиг. 3,8,9. Все горелки и леточные кирпичи перекрыты корундовыми блоками 74 марки КС-95 фиг. 5, Номинальное рабочее давление у всех горелок 0,08 МПа. Огнеупорная набивная масса для обмуровки горелок и набивки пространства между смесителями имеет следующий состав, %:
Тепловая мощность всех инжекционных горелок печи составляет 13800 кВт, что делает печь высокопроизводительной, позволяющей вести форсированный режим плавки. При этом смесители, литой стабилизирующий пламя туннель изготавливают из жаростойкого чугуна ЧХ28Н2 (Cr=28-30%, С=1,6-3,0%, Ni=1,5-2%, Si=0,7-1,4%, Mn=0,5-1%, S до 0,12%, P до 0,18%, основа - Fe. Жаростойкий чугун ЧХ28Н2, используемый в качестве материала для изготовления смесителей, литого стабилизирующего пламя туннеля, позволяет увеличить срок службы горелки и, естественно, печи. Следует отметить, что горелки 53,54 изготовлены по эскизам автора на площадке опытного участка и испытаны на стенде в ООО «Пензаплав» г. Пенза.
Вместе с тем, печь снабжена двумя футерованными огнеупорным кирпичом камерами дожига 75, которые размещены над сводом подин 4 в верхней части задней стены 3 и, в которых установлена газовая шести смесительная инжекционная горелка 76 со смесителями ∅ 64×12 мм, длиной 330 мм, при этом смесители, горелочный туннель изготавливаются из жаростойкого чугуна марки ЧХ28Н2. Жаростойкий чугун марки ЧХ28Н2 позволяет увеличить срок службы горелки и печи. В задней стене камеры дожига смонтирована воздуходувка 77, которая подает необходимый воздух для горения и окно с дверкой 78 для проведения ремонтных работ и чистки от пыли и сажи фиг. 1,2,3.
Вместе с тем, предлагаемая печь имеет два экономайзера 79, каждый из которых размещается над камерой дожига 75 и представляет собой полую трубу 80 с внутренним ∅ 480 мм, по центру которой движутся раскаленные дымовые газы, а по наружному диаметру выполнена сваркой в виде спирали труба 81 круглой формы из нержавеющей стали с внутренним диаметром 25 мм и с количеством витков - 10 шт., по которой подается вода из водопроводной сети под давлением 2 ати для подогрева, при этом спираль 81 сверху закрыта металлической трубой 82 с двумя слоями теплоизоляции 83 из листового асбокартона. Два слоя теплоизоляции 83 из листового асбокартона закреплены болтами 84 и гайками (не показано) на металлической трубе 82 двумя стальными хомутами 85 фиг. 2,3. Экономайзер позволяет нагревать воду для технологических нужд предприятия. Печь имеет гидравлические приводы подъема и опускания шлаковых заслонок печи, каждый из которых состоит из двух силовых цилиндров 86, масляного насоса 87, двух тяг 88, поперечины 89, двух подвесок 90, и отлитые из жаростойкого чугуна ЧХ28Н2 шлаковой заслонки 91 с двумя слоями 92 муллитокремнеземистого картона МКРК-500, футерованные легковесным полуторным огнеупорным кирпичом 93 марки ШЛ-0,4. Чугунная заслонка 91 шлакового окна 44 имеет две ручки 94 фиг. 1,2,3,5. Чтобы не было коробления стального короба 13 печи, выполнены два защитных экрана 95, напротив которых встают литые шлаковые заслонки 91, когда производится загрузка шихты в печь на подины 4 или чистятся подины 4 и наклонные площадки 5. Шлаковые заслонки 91 печи в нижнем положении опираются на сварной подоконник 96. Подоконник 96 сварен из швеллеров 97 №25, уголка 110×110 мм поз. 98 и футерован полуторным шамотным кирпичом 99. Каждый силовой цилиндр опирается на упор 100.
Печь имеет приводы подъема и опускания рабочих заслонок печи, каждый из которых состоит из электродвигателя 101, муфты 102, червячного редуктора 103, барабана 104, шкива 105, троса 106, цепей 107, противовеса 108, блоков 109, и отлитой из жаростойкого чугуна ЧХ28Н2 рабочей заслонки 110 с двумя слоями муллитокремнеземистого картона 111 марки МКРК-500, футерованной легковесным полуторным огнеупорным кирпичом 112 марки ШЛ-0,4. Заслонка рабочего 43 окна печи в нижнем положении опираются на подоконник 113 который футерован блоками КС-95 поз. 114 и поддерживается двумя укосинами 115. В верхнем положении заслонки 110 рабочего окна противовес входит в защитное устройство 116. Рабочие и шлаковые заслонки печи, отлитые из жаростойкого чугуна ЧХ28Н2 и футерованные легковесным полуторным огнеупорным кирпичом марки ШЛ-0,4. отличаются большим сроком службы.
При этом печь выполнена с возможностью работы на естественной и искусственной тяге с системой пылегазоочистки для достижения экологически чистого процесса, в которую входят: камера смешения 117, дымосос ДН-11,2 поз. 118, четырех секционный блок 119 пылегазоочистки с двадцатью четырьмя рукавными фильтрами, при этом четырех секционный блок пылегазоочистки имеет следующую характеристику: производительность по очищаемому газу 26 000 м3/час, степень очистки по фтористому водороду 69%, степень очистки по окиси меди 85%, степень очистки по окиси углерода 88%, степень очистки по окиси азота 86%, степень очистки по окиси алюминия 80%, степень очистки по пыли 74%, уровень звука не более 76 ДВА фиг. 12.
Для разбавления дымовых газов воздухом цеха с целью снижения температуры перед подачей их в дымосос ДН11,2 поз. 118 устанавливается на газоходе 120 камера смешения 117, которая имеет два шибера: один шибер 121 регулирует тягу (разряжение в печи), второй шибер 122 регулирует подачу цехового воздуха. Дымосос ДН-11,2 поз. 118 подает разбавленные воздухом дымовые газы в четырех секционный блок пылегазоочистки 119. Очистка дымовых газов от вредных веществ и пыли происходит в четырех секционном блоке пылегазоочистки 119, разработанным автором и изображенным на фиг. 11,12, который имеет широкий спектр очищаемых вредных веществ, находящихся в дымовых газах. Каждая секция четырех секционного блока пылегазоочистки 119 представляет собой сборный стальной прямоугольный в сечении корпус 123, в нижней части которого имеется нижняя поворотная загрузочная решетка 124 с отверстиями. Выше нижней поворотной загрузочной решетки 124 расположен нижний загрузочный патрубок 125 фиг. 11. В средней части стального корпуса 123 имеется верхняя поворотная загрузочная решетка 126 с отверстиями. Поворот решеток вокруг осей осуществляется с помощью рукояток 127, закрепленных на осях решеток. Выше верхней поворотной загрузочной решетки 126 расположен верхний загрузочный патрубок 128. Каждая крышка 129 секции выполнена с двумя петлями 130 и открывает и закрывает герметично корпус 123 и предназначена для обслуживания и ремонта пылегазоочистного блока. Стальной корпус 123 опирается на десять опор 131, в верхней части к нему крепится обслуживающая площадка 132. Отработанный адсорбент и пыль собираются в конусной части 133 стального корпуса 123. Очищаемые газы подаются в блок пылегазоочистки через входные патрубки 134 фиг. 11. На обслуживающей площадке 132 закреплена рама 135, на которой установлена воздуходувка 136 с электродвигателем 137. Отработанный адсорбент, загрязненный пылью с нижней поворотной загрузочной решетки 124 и с верхней поворотной загрузочной решетки 126 с помощью рукояток 127 сбрасывается в конусную часть 133 стального корпуса 123, а затем, повернув ручку 138 отработанный адсорбент высыпается через нижнюю горловину 139 стального корпуса 123 в тару (не показана) и увозится в отвал. Очищенные дымовые газы подаются по трубе 140 в дымовую трубу 141 и, далее в атмосферу. Для наблюдения за ходом процесса очистки дымовых газов в каждом стальном корпусе выполнены два глазка 142 фиг. 11,12. В качестве дымососа принят дымосос мод. ДН-11,2, который имеет рабочую температуру до 250°С.Четырех секционный блок пылегазоочистки 119 имеет ограждение 143 обслуживающей площадки 132 и лестницу 144. Привод вращения рукавных фильтров каждой секции состоит из: электродвигателя 145, муфты 146, редуктора 147, на выходном валу которого закреплена шестеренка 148, которая входит в зацепление с зубчатым венцом 149, с приваренными внутри крючками, на которых подвешены шесть рукавных фильтров 150.
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 поднимается по лестнице 151 на обслуживающую площадку 152 и закрывает два шибера 121 и 122 в камере смешения 117, а затем поднимается по лестнице 153 на обслуживающую площадку 154 и открывает шибер 155 на газовой трубе 156 при этом тяга в печи должна быть не менее 2-20 ДаПа. Включаются горелки 53, 54 печи, при этом печь прокаливается по технологическому графику прокалки в зависимости от вида проведенного ремонта. После процесса прокалки закрываются две летки 17, открываются: заслонки 110 рабочих окон 43 и заслонки 91 шлаковых окон 44 и в прокаленную печь плавильщики металла и сплавов с помощью виброзагрузочных машин (не показаны на фиг. 12, (показаны рельсы 157, которые подходят к рабочим окнам 43) загружают наподины 4 и наклонные площадки 5 алюминиевый лом с температурой окружающей среды. Пламя восьми газовых инжекционных горелок 53,54 нагревают лом до температуры плавления (перед плавкой подают в экономайзер холодную воду). Металл плавится и наполняет первую и вторую ванны, после обработки флюсом жидкого металла в первой и второй ваннах, тщательного перемешивания металла в ваннах и подтверждении лабораторией спектрального анализа марки получаемого сплава, заливщики металла подводят желобы 24,30 к разливочному оборудованию, например, к карусели 25, к изложницам 26 для саусов, открывают летки 17 и сливают наплавленный в печи металл. При загрузке шихты, плавке, разливке дымовые газы попадают в дымоходы, камеры дожига 75, экономайзеры 79, проходят по газовым трубам 120, 156 в дымовую трубу 141 и удаляются в атмосферу. После разливки жидкого металла очищают подины 4, наклонные площадки 5 печи и от шлака, затыкают летки 17 и цикл повторяется. Работа печи на естественной тяге осуществляется в случае, если позволяют размеры санитарно-защитной зоны предприятия, при прокалке, разливке наплавленного металла или при отключении электроэнергии, когда невозможна работа дымососа и системы пылегазоочистки.
Работа печи на искусственной тяге происходит следующим образом.
Плавильщик металла и сплавов закрывает шибер 155, а шиберы 121 и 122 открывает. Операции выполняются такие же, как и при плавке на естественной тяге. Разница в том, что перед загрузкой шихты в печь загружается адсорбент в четырех секционный блок пылегазоочистки 119, производится включение блока. Кроме того, зажигается горелка 76 в камере дожига 75, включается воздуходувка 77, дымосос 118. Продукты горения дожигаются в камере дожига 67, нагревают холодную воду в экономайзере, попадают по трубе 120 в камеру смешения 117, разбавляются в ней воздухом цеха, нагнетаются дымососом 118 в блок пылегазоочистки 119, где проходят очистку от вредных веществ и пыли, далее по трубе 140 очищенные дымовые газы нагнетаются в дымовую трубу 141 и удаляются в атмосферу. Разработанная автором система пыле газоочистки хорошо очищает от пыли и вредных веществ дымовые газы. Очистка дымовых газов делает процесс плавки алюминиевого лома экологически чистым. После разливки жидкого металла очищают подины 4, наклонные площадки 5 печи и от шлака, затыкают летки 17 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.
Предприятие ООО «Эком», город Пенза, 2006 года.
Сооружена под руководством главного инженера Трусова В.А. экспериментальная газовая двухванная отражательного типа печь для переплава алюминиевых ломов. В печи переплавляли алюминиевый лом и разливали наплавленный металл в изложницы для получения саусов и в изложницы на разливочной карусели для получения чушек по ГОСТ весом 15 кг. Емкость печи по алюминиевому сплаву 8 тонн. Печь имела две летки, выполненные в быстросменных леточных кирпичах.
С установкой в печи четырех двухрядных 14-ти смесительных горелок и четырех цилиндрических 12-ти суммарная расчетная тепловая мощность составила 13 800 КВт при давлении газа 0,08 МПа и сделала печь высокопроизводительной, позволяющей вести форсированный режим плавки.
Месячный объем выплавляемых алюминиевых сплавов достигал 560-600 тонн. Приведенный пример работы сооруженной экспериментальной газовой двухванной отражательного типа печи для переплава алюминиевых ломов показывает, что технический результат достигнут.
Изобретение относится к двухванной отражательной печи для переплава алюминиевого лома. Печь содержит корпус, образованный огнеупорными наружными боковыми, передней и задней торцевыми стенками, две ванны, ограниченные подами, сводом и стенками, две лётки, газоход и сварной каркас, на котором все размещено. Печь установлена на сварном постаменте, залитом бетоном с наполнителем асбестовой крошкой и имеющем теплоизоляцию. К каркасу печи приварен стальной короб, имеющий теплоизоляцию между ним и каждой стенкой. Печь имеет инжекционные двухрядные четырнадцатисмесительные и цилиндрические двенадцатисмесительные горелки. Своды печи имеют теплоизоляцию. В задней торцевой стенке расположены две лётки. Печь снабжена двумя футерованными поворотными чашами с футерованными поворотными жёлобами, установленными с возможностью поворота в процессе разливки жидкого металла. В печи на камерах дожига смонтированы два экономайзера. Печь имеет систему пылегазоочистки, содержащую камеру смешения, дымосос ДН-11,2 и четырёхсекционный блок пылегазоочистки. Обеспечивается снижение потери тепла в окружающую среду при использовании тепла отходящих газов в экономайзере и осуществление экологически чистого процесса переплава на естественной и искусственной тяге за счет использования системы пылегазоочистки. 7 з.п. ф-лы, 12 ил.
1. Двухванная отражательная печь для переплава алюминиевого лома, содержащая корпус, размещенный на сварном каркасе и образованный огнеупорными наружными боковыми, передней и задней торцевыми стенками, две ванны с наклонными площадками, ограниченные подами, сводом и стенками, сливные лётки и газоходы и экономайзер, отличающаяся тем, что упомянутый сварной каркас, сваренный из двутавров N30, 20, армированный швеллерами N14 выложен внутри двумя рядами легковесных полуторных кирпичей марки ШЛ-0,4 с тремя слоями муллитокремнеземистого картона МКРК-500 под каждой подиной и под каждой наклонной площадкой, при этом сварной каркас залит бетоном с наполнителем асбестовой крошкой, причём под печи и наклонная площадка имеют плавный переход и под наклонной площадкой выложены 10 рядов полуторных кирпичей, каждый под печи и каждая наклонная площадка выложены из корундовых блоков КС-95, уложенных на три слоя муллитокремнеземистого картона МКРК-500 с подбивкой из сухого кварцевого песка смешанного с асбестовой крошкой, при этом печь установлена на сваренном из уголков 100×100 и листовой стали толщиной 5 мм армированном уголками 50×50 постаменте, который залит бетоном с наполнителем асбестовой крошкой и имеет теплоизоляцию из двух слоев муллитокремнеземистого картона МКРК-500, к каркасу печи приварен стальной короб, имеющий теплоизоляцию между ним и каждой стенкой, состоящей из огнеупорной ваты, огнеупорных матов, диатомитовой крошки и слоя муллитокремнеземистого картона МКРК-500, при этом печь имеет в двух боковых стенах по две инжекционные двухрядные четырнадцатисмесительные горелки среднего давления, направленные под углом 25° на первую и вторую наклонные площадки, и также направленные под углом 35° к оси печи, а две инжекционные цилиндрические двенадцатисмесительные горелки направлены под углом 25° на первую и вторую подины, и также направленные под углом 25° к оси печи, в задней торцевой стенке установлены две инжекционные цилиндрические двенадцатисмесительные горелки направлены под углом 25° на первую и вторую подины, причём каждая из восьми горелок содержит литой стабилизирующий пламя туннель, огнеупорную набивную массу, смесители, объединённые общей сварной газораспределительной камерой, при этом горелка содержит кожух, приваренный к газораспределительной камере, своды печи имеют теплоизоляцию, состоящую из тройного слоя огнеупорного теплоизоляционного муллитокремнеземистого хромсосодержащего войлока МКРВ-250, сверху которого уложены два слоя легковесного кирпича ШЛ-0,4 и слой муллитокремнеземистого картона МКРК-500, причём в передней торцевой стенке выполнены два рабочих окна с электрическим приводом подъёма и опускания рабочих заслонок печи и в боковых стенках выполнены два шлаковых окна, оснащенных гидравлическими приводами подъёма и опускания шлаковых заслонок печи, в задней торцевой стенке расположены две лётки, и печь снабжена двумя футерованными поворотными чашами с приваренными к ним футерованными поворотными жёлобами, установленными с возможностью поворота в процессе разливки жидкого металла, печь снабжена вторым экономайзером и камерами дожига, при этом экономайзеры смонтированы на камерах дожига, а печь выполнена с обеспечением возможности работы на естественной и искусственной тяге посредством системы пылегазоочистки, содержащей камеру смешения, дымосос ДН-11,2, и четырёхсекционный блок пылегазоочистки.
2. Печь по п. 1, отличающаяся тем, что две лётки печи выполнены в быстросменных лёточных кирпичах, при этом каждый кирпич армирован двумя стальными кольцами, изготовлен в стержневом ящике и размещён в стальном сварном коробе-захвате лёточного кирпича, которых имеет отбортовку с четырьмя отверстиями для крепления гайками и пружинными шайбами к четырём шпилькам, приваренным к стальному сварному коробу печи, причём с внутренней стороны сварного короба-захвата лёточного кирпича приварены две ручки для извлечения его из ниши печи с размещённым в нём лёточным кирпичом.
3. Печь по п. 1, отличающаяся тем, что гидравлический привод подъёма и опускания каждой заслонки шлаковых окон, состоит из двух силовых цилиндров, масляного насоса, двух тяг, поперечины, двух подвесок и литой чугунной заслонки из жаростойкого чугуна ЧХ28Н2 с двумя слоями муллитокремнеземистого картона МКРК-500, футерованные легковесным полуторным огнеупорным кирпичом марки ШЛ-0,4.
4. Печь по п. 1, отличающаяся тем, что электрический привод подъема и опускания каждой рабочей заслонки печи состоит из электродвигателя, муфты, червячного редуктора, барабана, шкива, троса, цепей, противовеса, блоков, и литой чугунной заслонки из жаростойкого чугуна ЧХ28Н2 с двумя слоями муллитокремнеземистого картона МКРК-500, футерованные легковесным полуторным огнеупорным кирпичом марки ШЛ-0,4.
5. Печь по п. 1, отличающаяся тем, что смесители и литой стабилизирующий пламя туннель изготовлены литьём по выплавляемым моделям из ЧХ28Н2.
6. Печь по п. 1, отличающаяся тем, что огнеупорная набивная масса для обмуровки горелок и набивки пространства между смесителями имеет следующий состав, %:
7. Печь по п. 1, отличающаяся тем, что имеет два экономайзера, каждый из которых размещен над камерой дожита и представляет собой полую трубу с внутренним ∅ 480 мм, по центру которой движутся раскалённые дымовые газы, а по наружному диаметру выполнена сваркой в виде спирали труба круглой формы из нержавеющей стали с внутренним диаметром 25 мм и с количеством витков - 10 шт., по которой подаётся вода из водопроводной сети под давлением 2 ати для подогрева, при этом спираль сверху закрыта металлической трубой с двумя слоями теплоизоляции из листового асбокартона, причём два слоя теплоизоляции из листового асбокартона закреплены двумя стальными хомутами с болтами и гайками на металлической трубе.
8. Печь по п. 1, отличающаяся тем, что четырёхсекционный блок пылегазоочистки выполнен с двадцатью четырьмя рукавными фильтрами, при этом четырёх секционный блок пылегазоочистки имеет следующую характеристику: производительность по очищаемому газу 26 000 м3/час, степень очистки по фтористому водороду 69%, степень очистки по окиси меди 85%, степень очистки по окиси углерода 88%, степень очистки по окиси азота 86%, степень очистки по окиси алюминия 80%, степень очистки по пыли 74%, уровень звука не более 76 ДБА.
| ДВУХ ВАННАЯ ОТРАЖАТЕЛЬНАЯ ПЕЧЬ С КОПИЛЬНИКОМ ДЛЯ ПЕРЕПЛАВА АЛЮМИНИЕВОГО ЛОМА | 2013 |
|
RU2522283C1 |
| Двухванная отражательная печь для переплава алюминиевого лома | 2020 |
|
RU2760135C1 |
| Двухванная отражательная печь для переплава алюминиевого лома | 2020 |
|
RU2729694C1 |
| Двухванная отражательная печь для переплава алюминиевого лома | 2019 |
|
RU2707370C1 |
| US 6245122 B1, 12.06.2001. | |||
