Плавильная шахтная печь для алюминиевых сплавов Советский патент 1992 года по МПК F27B1/00 

Изобретение относится к металлургии, в основном к печам, выплавляющим алюминиевые сплавы.

Известна вагранка,в шахте которой, с целью удержания шихты во взвешенном состоянии, выполнены два перекрывающие друг друга уступа. Недостатком данной конструкции является то, что уступы находятся под прямым воздействием факела сжигания топлива на пути к зоне плавления и перегрева металла, потому воспринимают на себя первыми скоростной напор продуктов сгорания с высокой температурой, оплавляются и быстро выходят из строя. С другой стороны потери тепла на уступах приводят к нарушению режима плавления, сопровождающегося частым закозлением и вызывающими изменение давления в камере сгорания, что ведет, как правило, к хлопкам и взрывам.

Известна также БЕ гранка, в которой с целью лучшего удаления жидкого металла из зоны плавления и разгрузки пода вагранки, а также для перегрева металла на поду, шахта вагранки, ниже зоны расплавления, снабжена затвором, выполненным в виде водоохлаждаемой решетки, перекрывающей шахту, при этом непосредственно на решетке создается постель из кусков огнеупорного материала, а выше, после нее, следует твердая шихта.

Данная вагранка работает недостаточно эффективно, так как ее устойчивая работа будет только в том случае, если высота шихты на постеле сосч авляет 0,3-0,7 м, а температура отходящих газов будет 800-850°С. так как при большей или меньшей температуре отходящих газов возникает закозле- ние, нарушается ход плавки.

Такие условия порождают недостатки данной конструкции вагранки, а именно во- доохлаждаемая решетка перекрывает шахту перпендикулярно потоку, что создает большое теплопоглощение перекрытием (максимальные теплопотери), а с другой стороны исключает создание в зоне плавления сжатой зоны высоких температур, что имеет решающее значение для хода плавки в шахтных печах типа вагранки. Также имеют место большие теплопотери с отходящими газами. Неизбежны частые зашлакования решетки, и, как следствие, непрерывное изменение давления в камере сгорания (пульсация), вызывающее хлопки и взрывы. К недостаткам следует отнести и сложность .эксплуатации при водоохлаждаемой решетке (стойкость которой невысокая) и необходимость восполняемой в процессе работы постели из дефицитного огнеупорного материала.

Целью изобретения является улучшение работы плавильных печей непрерывного действия, работающих на жидком или газообразном топливе.

На чертеже показана предлагаемая печь. Она состоит из корпуса шахты 1, загрузочного бункера 2, двухстворчатого затвора 3, механизма приведения в действие затвора 4, цельнолитого металлического кольца 5 для отвода продуктов сжигания, водоох- лаждаемого пояса б, переходного канала 7, миксера 8 и горелочного устройства 9, Для выпуска металла и шлака из миксера в литейные ковши предусмотрены соответствующие летки.

Для завалки материалов в печь влужит специальный бункер с двухстворчатым затвором на его дне. Указанное устройство позволяет без нарушения герметичности зоны шахты периодически восполнять ее по программе порциями материалов, поступающими из бункера при раскрывании затвора с помощью пневмоприводов. Движение половинокзатвора по горизонтали производится автоматически в зависимости от снижения уровня материалов в шахте. Указанный способ загрузки шихты позволяет располагать материалы равномерно и в основном по центру шахты. А это очень важно для ведения процесса плавки и сохранности целостности футеровки.

Устройство отбора продуктов горения состоит из цельнолитого металлического кольца с окнами. Укладывается внутри шахты на опоры и служит одновременно защитой от разрушения нижележащей футеровки. Кольцо своим наружным диаметром примыкает к окнам корпуса шахты и соединяется при помощи коллектора к газоотводящим трубам от вентилятора. В горновой части шахты, выше пода печи, имеется специальное сужение в виде водоохлаждаемою футерованного кольца.

Суженная часть позволяет задерживать

на своих плечиках сход шихты, создавая условия для исключения уплотнения материалов в самом горне, непосредственно на подине. А это очень важно для успешной

0 работы печи шахтного типа. Создаются условия для беспрепятственного прохождения продуктов горения через весь столб шихтовых материалов, что обеспечивает хороший теплообмен между ними и постоян5 ство давления в камере горения, исключающее возникновение хлопков и взрывов. Именно это обеспечивает устойчивый ход процесса плавки.

Работа на печи осуществляется следую0 щим образом. После соответствующего разогрева шахты печи, ее подины и миксерной части можно приступить к ее эксплуатации. Для этого при открытом затворе через бункер 2 производится завалка шихтовых мате5 риалов, состоящих преимущественно из легкого развеса с переходом далее и на более крупный вес кусков. По достижении высоты завалки материалов до нужного уровня окон кольца, затвор 3 закрывается, включа0 ется вентилятор отсоса газов, приводятся в действие горелочные устройства. При удовлетворительной работе горелок можно произвести дозавалку шихты до полной высоты шахты. Проверить поступление и отвод во5 ды из кольца охлаждения пояса плавления. Температура отводимой воды должна быть не выше 70°С.

При нормальной работе всего оборудования, контрольно-измерительной аппара0 туры и удовлетворительном процессе горения топлива можно приступить к началу эксплуатации печи на режиме непрерывной плавки.

Печь обеспечнна приборами контроля

5 уровня завалки шихты, автоматикой открывания и закрывания двухстворчатого затвора в зависимости от запрограммированного уровня высоты материалов в шахте печи. Количество поступающего топлива и интен0 сивность его горения автоматически регулируется необходимостью получения нужного перегрева металлп.

Процесс горения топлива начинается и полностью заканчивается внутри миксера.

5 Именно здесь и будут самые высокие температуры, позволяющие поддерживать нужный перегрев поступающего из печи выплавляемого металла. Продукты горения, затратив часть своего тепла в миксере для подьема температуры поступающего из печи металла, чорез переходный канал 7 поступают в горновую часть, где происходит основной процесс доллавления твердой части шихты, не успевшей расплавь ться над уровнем суженной чао и пояса плавления, а также перегрев жидкого металла, падающего на подину D виде капель и отдельных струй.

Предлагаемая конструкция печи даст возможность улучшить организацию произ- водства литейного цеха за счет обеспечения его жидким металлом однородного качества и нужной температуры Печь даст возможность совместить в одном агрегате операции подогрева и плавки материалов, предотвратив опасности случаев взрыва при загрузке мокрой или влажной шихты, используя для этого по существу дармовое тепло отходящих газов.

Печь проста и надежна эксплуатации. Легко осуществима механизация и автоматизация всех трудоемких работ, -1ачгная с загрузки материалов, отбора сжигаьня топлива, процесса самой плавки до организации горения топлива и поддержания постоянной -температуры металла в миксере. Благодаря использованию тепла отходящих газов для подогрева загружаемых материалов, резко улучшается термический КПД самою плавильного агрегата.

Формула изобретения Плавильная шахтная течь для алюминиевых сплавов, содержащая шахту, горн и мнксерную часть, загрузочное устройство, размещенное в верхней части шахты, и га- зоотводящую систему отпичающаяся тем. что, с цепью улучшения срока службы, экономии топлива и огнеупоров, шахта выполнена с пережимом над горном, горн выполнен расширяющимся книзу, и, пережим - водоохлаждаемым,

Изобретение предназначено преимущественно для непрерывной плавки в ней алю- миниевых сплавов. Отличается от известных печей для подобных целей наличием в ее конструкции загрузочного бункера с двухстворчатым затвором, механизма для открывания и закрывания затвора в горизонтальном направлении,цельнолитого металлического кольца с коллектором для отбора продуктов сжигания, суженного по диаметру водоохлаждаемого пояса плавле- ничя и специального миксера с горелками для сжиганич топлива. Печь проста в эксплуатации, легко поддается автоматизации и ме- ханизации всех трудоемких раоот в процессе загрузки шихты и ведения самой плавки. Обеспечивает в процессе схода шихтовых материалов через шахту высвобождение их от влаги и всевозможных масел, а также нагревает отходящими газами шихту до поступления ее в область плавильного пояса, чем резко улучшается термический КПД самого плавитьного агрегата. 1 ил. (Л С

г

.J