Печь для фильтрации металлического расплава Советский патент 1992 года по МПК C22B19/30 C22B9/02 

Изобретение относится к металлургии, в частности к извлечению металлов из отходов, образующихся в процессе нанесения металлических покрытий на стальной прокат методом погружения в расплав.

В процессе нанесения покрытия в результате взаимодействия стальной основы, металла-покрытия и кислорода воздуха образуются твердые частицы железосодержащих и кислородсодержащих соединений - дросс, который загрязняет расплав металла-покрытия и ухудшает качество покрытия. Образующийся дросс периодически удаляют с поверхности расплава, но вместе с ним удаляется частично и расплав, что повышает расход металла-покрытия на единицу продукции. Для снижения его расхода целесообразно его извлечь из дросса и возвратить в ванну с расплавом

Известно фильтровальное устройство для расплавов металлов, преимущественно алюминия, оборудованное горизонтальной разделительной стенкой-фильтром, смонтированным на раме, Расплавленная часть массы через фильтр поступает в нижнюю часть устройства, откуда через отверстие вытекает (заявка №ОС.3.151 434. ФРГ, МКИ С 22 9/02).

Недостатком этого устройства является неполное отделение расплава, т.к. фильтрация расплава с большим содержанием твер- дых частиц (около 50%) происходит медленно. В результате идет охлаждение и отверстия фильтра закупориваются Кроме того, нижние слои твердых частиц уплотняются и тоже закупоривают отверстия фильтра.

Известна установка для извлечения цинкового расплава из дросса, образующе-Ч

&

Ю Ю О

гося при цинковании , включающая двойную приемную тарелку с отверстием 5-25 мм в днище верхней тарелки, куда загружается дросс (заявка № 58-26, Япония. С 22 В 19/30). В конце фильтрации тарелки под- вергают вибрации с частотой 100-5000 колебаний в минуту с амплитудой колебаний 1,0-0.1 мм.

Недостатком данной установки является медленная скорость фильтрации и час- тичнЪе прохождение мелких частиц дросса вместе с расплавом через фильтрующее отверстие, что загрязняет отфильтрованный расплав.

Наиболее близкой по технической сущ- ности и достигаемому положительному результату к предлагаемому является печь для дросса. включающая корпус со сливным отверстием в торцовой стенке, под, выполнен- ный с наклоном к фильтрующему отверстию, обогреватели, размещенные в стенках корпуса и поде, крышку. Печь применена в способе фильтрации цинкового дросса, образующегося при непрерывном цинковании (пат. № 4.221.591, США, С 22 В 19/02, С 22 В 19/30). Данная печь позволяет поддерживать помещенный в нее Дросс при 460-850°С -

Недостаткам конструкции этой печи является повышенное содержание в отделяв- мом фильтрате вредной примеси железа. Твердые частицы дросса мелкокристаллические и при их фильтрации через мелкие отверстия процесс протекает с малой скоростью, особенно в конце, когда поток жидкой фазы замедляется. Увеличение ширины щели или повышение температуры процесса приводит к загрязнению фильтрата железом за Счет попадания кристаллов железо- цинковых соединений и растворенного железа (при повышении температуры рас творимость железа в расплаве повышается), которые, попадая в ванну с расплавов опять образуют дросс.

Целью изобретения являетбя повыше- ние качества фильтрата.

Поставленная цель достигается тем, что известное устройство для фильтрации цинкового дросса, содержащее корпус со слив- ным отверстием в торцовой стенке, фильтрующий элемент, под, выполненный с наклоном к фильтрующему отверстию, обогреватели, размещенные в стенках корпуса и поде, крышку, согласно изобретению оно дополнительно снабжено фильтрующим элементом, выполненным в виде перфорированной стенки, установленным перед фильтрующим отверстием под углом 50-65° к поду.

Кроме того, размер перфорации фильтрующего элемента составляет 1-2 мм,

На фиг. 1-3 представлен общий вид печи для фильтрации металлического расплава.

Печь для фильтрации металлического расплава включает корпус 1 со сливным отверстием 2 в торцовой стенке 3, фильтрующий элемент 4, под 5, выполненный с наклоном к фильтрующему отверстию, обогреватели 6, размещенные в стенках корпуса и поде, и крышку 7.

Печь работает следующим образом.

Дросс, снимаемый черпаком с поверхности расплава ванны агрегата нанесения металлического покрытия на основе цинка и алюминия, загружается в печь, закрывается крышкой 7, выдерживается при температуре расплавленного металла до полного прекращения слива жидкого металла. Затем крышка 7 открывается и твердая фаза дросса удаляется из печи.

Установка фильтрующего элемента внутри печи исключает подмороживание фильтрующих отверстий. Это способствует наиболее полному извлечению жидкой фазы при низких (460°С) температурах, что обеспечивает сКшжение концентрации железа в отфильтрованном цинке. Установка его под углом 50-65° к поду позволяет частично предотвратить забивание отверстий фильтра за счет самопроизвольного падения твердых частиц с поверхности под действием силы тяжести.

Пример. Для экспериментальной проверки преимущества предлагаемой конструкции печи использовали электропечь, внутренние размеры которой составляли: ширина 200 мм, длина 200 мм, высота 200 мм. Отверстие, образованное наклонным подом и передней стенкой, имело высоту 8 мм. Для фильтрации дросса в печи предлагаемой конструкции устанавливали в нее на расстоянии 10 мм от передней стенки вертикальный фильтр с отверстиями величиной 1-2 мм из стекловолокна. Во всех случаях было загружено по 53 кг дросса сразу из ванны цинкования.

Результаты фильтрации дроссз в печи конструкции по прототипу и с применением вертикального фильтра представлены в таблице.

Как следует из таблицы, равное количество жидкой фазы достигается в прототипе только при перегреве дросса до 600°С. При этом происходит значительное повышение концентрации растворенного железа, что приводит в дальнейшем к повторному выделению частиц дросса.

Использование печи предлагаемой конструкции позволяет извлекать жидкую фазу без перегрева дросса и, следовательно без загрязнения фильтрата растворенным железомФормула изобретения 1. Печь для фильтрации металлического расплава, преимущественно цинкового дросса, содержащая корпус со сливным отверстием в торцовой стенке, фильтрующий элемент, под, выполненный с наклоном к фильтрующему отверстию обогреватели,

размещенные в стенках корпуса и поде, загрузочное устройство и крышку, отличающаяся тем, что, с целью повышения качества фильтрата, оно снабжено дополнительным фильтрующим элементом, выполненным в виде перфорированной стенки, установленной перед фильтрующим отверстием с наклоном к поду под углом 50-65°.

2 Печь по п. 1,отличающаяся тем, что размер перфорации стенки составляет 1-2 мм

Сущность: камера выполнена с загрузочным и сливным отверстиями, обогревателями и крышкой. Перед сливным отверстием размещена фильтрующая стенка, установленная с наклоном к поду. Под выполнен с наклоном к фильтрующей стенке. Угол между подом и фильтрующей стенкой составляет 50-65°. Величина отверстий фильтрующей стенки составляет 1-2 мм. Изобретение позволяет проводить фильтрацию дросса при низких температурах и применять фильтры с минимальной величиной фильтрующих отверстий, что обеспечивает снижение содержания железа в фильтрате. 1 з. п. ф-лы. 3 ил.

//S.

/////,

Фиг.Ц

±

vwbv,

J;:VbVbqf

/ 7 / / / / // / / /

tЈ

П

JM

/ //. / «,

Фиг. 5