Способ плавки вторичного алюминийсодержащего сырья в отражательной печи Советский патент 1992 года по МПК C22B7/00 

Изобретение относится к области вторичной цветной металлургии и может быть использовано при отражательной плавке алюминиевого лома и выплавке бронзо-латунных сплавов.

Известны аналоги изобретения, где для повышения производительности процесса рекомендуется устанавливать торцевые форсунки под углом 12-20° к горизонтали, а также использовать в системе отопления вертикальную фурму. Это увеличивает конвективную составляющую процесса тепломассопередачи и улучшает теплотехнические показатели плавки.

Прототипом изобретения является способ переработки вторичного алюминийсо- держащего сырья в отражательной печи, где расплавление шихты осуществляется как за счет тепла от сжигания топлива на торцевых форсунках, так и вследствие подачи 25-35% природного газа (от его общего расхода) на вертикальную фурму.

Недостатком прототипа является неэффективное использование тепла от сжигания топлива на вертикальной фурме, что

приводит к относительному увеличению продолжительности плавки.

Целью изобретения является снижение продолжительности процесса плавки лома и отходов в печи с вертикальной фурмой.

Указанная цель достигается тем, что 10- 15% шихты от общего ее количества загружается непосредственно под фурму, а остальную часть равномерно распределяют по поду печи.

По условиям прототипа плавка лома и отходов в печи, оборудованной фурмой может характеризоваться следующим значением КПД комбинированного торцово-сводового отопления: т-с 1256 3700

Ч1 36468

„у 1256 2 36468

-Здо-100 32,6% 3500

-390-100 30.9%

где 3700 и 3500 кг/ч - удельная производительность печи при сжигании на фурме соответственно 35 и 25% топлива от его расхода на торцевых форсунках;

СО

С

vi

ON СЛ Ю

ю

1256 кДж/кг - суммарное теплопотреб- ление шихты;

36468 кДж/м3 - теплотворная способность газа;

390-общее количество газа, сжигаемого в печи, м3/ч. При вит:

Л ПС С ОО/1Л

100 28,4%

обычном отоплении печи КПД соста- 1256-3300

36468

400

Wmax 0)

где: 3300 кг/ч - производительность обычной отражательной плавки без фурмы;

400 м3/ч - расход газа на торцевых форсунках.

Максимальная скорость завалки под фурму может быть определена из соотношения:

Оз -Щ

ЗГ

где Оз - теплонапряженность плавильной камеры, кВт;

д з - изменение энтальпии шихты в период завалки, равное /1/ 963 кДж/кг;

rj- изменение КПД печи, обусловленное работой фурмы.

При торцово-сводовом отоплении КПД печи возрастает на

30,9-28,4 2,5% отн. 32,6-28,4 4,2% отн. Теплонапряженность плавильной камеры определяется как:

(36468-400): 3600 3900 кВт После подстановки указанных данных в уравнение (1) получим значения максималь- ной скорости завалки, соответствующей различным повышениям КПД торцово-сво- дового отопления печи:

963

ш -3900 -0,042 „ „с W2963OJ5

Таким образом, исходя из повышенного КПД направленного факела, скорость загрузки шихты под фурму при комбинированном торцово-сводовом отоплении должна быть повышена на 10-15%.

Загрузка большей части лома под фурму позволяет организовать его плавление в ус- ловиях одновременного воздействия факела торцевых форсунок на боковую поверхность завалки и факела фурмы на верхнюю поверхность твердого металла.

Интенсивное плавление шихты под фурмой с последующим разбрызгиванием

0

5

5

0

5

0

0

5

0

5

металла ускоряет процесс расплавления лома и отходов на остальных участках печи.

Загрузка шихты менее 10% от общей массы завалки вызывает необходимость догрузки лома под фурму, что увеличивает продолжительность загрузки и плавления. Кроме того, снижается эффективность прямого воздействия факела торцевых форсунок на боковую поверхность завалки.

Загрузка шихты под фурму в количестве более 15% от общей садки печи уменьшает эффективность плавления на участках пода, где доминирующим является теплообмен излучением, т.е. процесс плавления лома и отходов преимущественно происходит за счет торцевых форсунок. Это также приводит к увеличению продолжительности процесса.

П р и м е р. В двухкамерной отражательной печи, оборудованной вертикальной фурмой, перерабатывали 20 т алюминиевого лома и отходов. Первоначально завалку шихты равномерно распределяли по поверхности пода. Продолжительность загрузки и плавления в этом случае составила 6,2 ч. Расход топлива на торцевых форсунках составлял 300 м3/ч, на фурме 120 м3/ч. В последующем плавки проводили с предварительной загрузкой под факел вертикальной фурмы соответственно: 1,0; 1,5; 2,0; 2,5; 3,0; 3,5 т/ч. Остальную часть шихты равномерно распределяли по поду печи. Продол- жительность загрузки и полного расплавления шихты соответственно составили 6,3; 5,8; 5,7; 5,5; 5,3; 6,2; 6,4 часа.

Содержание оксида алюминия в шлаке снизилось с 24,03% по прототипу до 9,67% по заявляемому способу. При этом извлечение AI в сплав соответственно возросло с 57,4% до 63,8%.

Таким образом, 10-15% шихты от общего ее количества целесообразно загружать в область действия вертикальной фурмы, а остальную часть завалки равномерно распределять по поду печи.

Формула изобретения

Способ плавки вторичного алюминийсо- держащего сырья в отражательной печи, включающий загрузку шихты и расплавление за счет тепла от сжигания топлива на торцевых форсунках печи и вертикальной фурме, отличающийся тем, что, с целью сокращения продолжительности загрузки и плавления, 10-15% шихты от общего ее количества загружают под фурму, а оставшуюся часть равномерно распределяют по поду печи.

Использование: в области вторичной цветной металлургии при отражательной плавке алюминиевого лома и выплавке бронзо-латунных сплавов. Сущность: Плавку ведут в отражательной печи 10-15% шихты загружают непосредственно под вертикальную фурму, оставшуюся часть равномерно распределяют по поду печи.