Устройство для рафинирования жидких металлов и сплавов

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РА ШНИРОВА|1ИЯ ЖИДКИХ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ, содержащее перфорированный ротор и привод с валом, о т л и-ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повьшения производительности, ротор выполнен из двух крнцентрично расположенных цилиндроконических ступенчатых стаканов с образованием кольцевого канала ступенчатого профиля из нескольких наклонных и вертикальных участков, причем верхний наклонный участок профиля канала выполнен расширяющимся к верхнему срезу ротора .

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК ()9) (И) З(51) С 22 В 9/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Фиг.1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3468581/22-02 (22) 12.05.82 (46) 30.03.84. Бюл. В 12 (72) P.Æ.Àéäàðîâ, Б.М.Акимов, В.И.Иолчанов,.Г.С.Сафронов и А.У.Усенов (71) Специальное проектно-конструкторское и технологическое бюро (53) 669.714.2(088.8) (5р) 1. Авторское свидетельство СССР Н 423865, кл. С 22.В 9/02, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 416401, кл. С 22 В 9/02, 1972. (54) {57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАФИНИРОВА(1ИЯ ЖИДКИХ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ, содержащее перфорированный ротор и привод с валом, о т л и-ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения производительности, ротор выполнен из двух концентрично расположенных цилиндроконических ступенчатых стаканов с образованием кольцевого канала ступенчатого профиля из нескольких наклонных и вертикальных участков, причем верхний наклонный участок профиля канала выполнен расширяющимся к верхнему срезу ротора.

1082850

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к устройствам для непрерывного рафинирования металлов методом центробежной ликвидации. 5

Известен аппарат для рафинирования цветных металлов, состоящий из вращающегося ротора, гидроцилиндра с поршнем и толкателем, ликвационной камеры, каналов подвода черново- 10 го металла и ликвационной камере, каналов отвода чистого металла в металлоприемник, окон для сброса примесей, заливной горловины и привода (1)

Данный аппарат обеспечивает не.прерывность подачи расплава во вращающийся ротор, однако характеризу. тся cJIDKHocTslO KoHcTрукции, о ус ловленной,наличием гидроцилиндра, который требует дополнительного при- менения гидросистемы со всеми необходимыми агрегатами, в частности расходный бак, насос, регулирующая, предохранительная и распределитель. ная аппаратуры и т.д., расположением аппарата и его ликвационной камеры вне ванны с расплавом, при рафинировании цветных металлов требует использования дополнительного оборудо- вания (насосов) для подачи расплав% .

,в заливную горловину, что также ус- ложняет конструкцию и снижает производительность, кроме того, при работе данного аппарата вместе со 35 . струей заливаемого в него металла засасывается воздух, окисляющий металл, что увеличивает выход съемов и снижает производительность, рабочая часть аппарата требует самостоя- 4О тельного обогрева, отсутствием отжи. ма примесей (съемов) от чистого металла приводит к необходимости их повторной переработки с целью бо лее полного извлечения металла, так 45 как часть металла уходит вместе с примесями, что снижает производительность и выход металла.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для рафинирования жидких металлов и сплавов, содержащее перфорированный ротор и привод с валом и состоящее из жестко соединенных между собой привоцно- >5

ro вала, перфорированного стакана и крыльчатки, вставленной внутрь ста-кана (2) .

Известное устройство погружают в рафинируемый расплав н вращают.

Под действием центробежных снл, воз" никающих внутри стакана, жидкая фаза расплава фильтруется через боко- вые отверстия стакана, а твердая фаза остается íà его внутренней поверхности, как на фильтре. По окончании процесса центрифугирования вращающееся устройство извлекают из расплава и над его поверхностью увеличивают частоту вращения, в результате чего происходит отделение оставшейся в стакане жидкой фазы от твердой (отжим съемов). Сухие съемы удаляют-, ся через нижний открытый торец ста- j кана при постукивании устройства.

Недостатками известного устройства являются низкая производительность из-за периодичности процесса

I рафинирования, так как время на отжим твердой фазы и ее разгрузку тратится не по основному назначению устройства — отделение твердой фазы от жидкой, сложность определения момента окончания цикла1фильтрации, когда фильтрующий орган максимально заполнен твердой фазой расплава, при этом фильтрующий орган выводится из расплава либо недогруженным, либо некоторое время работает в расплаве непроизводительно (при перегрузке), что также сказывается на производительности устройства и процесса рафинирования; потребность в специальных приводах или механизмах, или применение ручного труда для изменения частоты вращения устройства при центрифугировании и отжиме .твердой фазы и встряхивания устройства при разгрузке, Цель изобретения — повышение производительности при рафинировании металлов.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для рафинирования жидких металлов и сплавов, содержащем перфорированный ротор и привод с валом, ротор выполнен из двух концентрично расположенных цнлиндроконических ступенчатых стаканов с образованием кольцевого канала ступенчатого профиля из нескольких наклонных и вертикальных участков, причем верхний наклонный участок профиля канала выполнен расширяющимся к верхнему срезу ротора. зеркала расплава, и приводится во вращение посредством приводного вала 1.

Твердые нерастворимые частицы, как более легкие, всплывают в расплаве,,при вращении устройства захватываются козырьками 6 и через заборные втулки 5 вместе с жидким металлом попадают на нижний глузой торец стакана 3 — в зону О, в которой под действием центробежных сил Р> они отбрасываются к периферии и попадают в зону 3

Здесь жидкая фаза расплава под действием центробежных сил фильтруется через отверстия 4 наружного стакана 3, а твердые частицы всплывают над расплавом и силой Р> транспортируются к верхней части зоны о и далее в зону S ..

Чтобы жидкий металл не попадал в зону и, величина зоны о по вертикали выполнена несколько больше высоты напора, создаваемого силой P

Э в нижней ее части.

В зоне 6 происходит возрастание центробежной силы Р, путем увеличения диаметра канала, и дальнейший процесс осуществляется аналогично предыдущему. Под действием возросших центробежных сил в зоне происходит полное отделение оставшейся с твердыми частицами жидкой фазы (отжим твердой фазы), благодаря чему получают сухие дроссы, которые силой Р> выталкиваются в зону 0 из которой разгружаются в сборник съемов 7 (также за счет центробежных сил).

Таким образом, весь процесс рафинирования жидких металлов с применением предлагаемого устройства проходит непрерывно, что значительно повышает производительность процесса за счет использования всего времени циклов фильтрации, отжима и разгрузки для отделения твердой фазы расплава от жидкой, т.е. устройство фильтрует расплав, отжимает твердую фазу от оставшегося жидкого металла и разгружает сухие дроссы одновременно, а с отсутствием циклов отжима и раз« грузки отньдает потребность в дополнительных механизмах, для изменения частоты вращения фильтрующего органа при отжиме и его встряхивании при

3 1082850

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, разрез, на фиг. 2— сечение А-А на фиг. 1, на фиг. 3— схема сил, действующих в зонах д, 0, и ; на фиг. 4 - тоже, в зонах 6 и 0

Устройство состоит из приводного вала 1, внутреннего стакана 2, наружного стакана 3, перфорированного отверстиями 4, заборных втулок 5 с 10 козырьками 6 и сборника съемов 7.

Внутренний стакан 2 и наружный стакан 3 расположены концентрично отно- сительно друг друга и образуют между собой ступенчатый кольцевой канал, 15 увеличивающийся в диаметре по мере приближения к верхнему срезу ротора.

Нижний торец наружного стакана 3 глухой, верхний. — открытый. Переход, канала с одного диаметра на другой 20 осуществляется под углом к горизонтальной плоскости. Канал по устройству ступенчатый и по своему .назна" чению делится на пять участковзон: 25

CI — зона разгона, раскрутки, расплава, о — эона фильтрации расплава, ь - зона разгона, раскрутки твер. дой фазы; 30

2 †.зона отжима твердой фазы от жидкого металла, 0 †.зона разгрузки твердой фазы. г

На схемах фиг.3 и 4 приняты обозначения:

Рц — центробежная сила

Р - нормальная составляющая центробежной силы, действующая перпенди.кулярно к наклонной плоскости канала, 40

P1 — касательная составляющая центробежной силы, действующая вдоль наклонной плоскости канала в зонах О,S ит, P — горизонтальная составляющая 45 силы Р, действующая в нижней части зон 3 и Г

P> — вертикальная составлякщая силы Р, действующая в нижней части зон 5 и 0

OC - угол наклона канала к горизонтальной плоскости при переходе его .с одного диаметра на другой.

Устройство работает следующим образом. .55

Устройство опускается в расплавленный металл так, чтобы верхний уровень зоны о бын несколько выше

10Е2В50

А-А

Рк Рие.Ч

Уие.З

Составитель В.Красина

Редактор Н.Ковалева Техред А.Кикемезей KoppeKTdp И.Муска

Заказ 1683/26 Тираж 603 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г,Ужгород, ул.Проектная, 4 разгрузке, что упрощает конструкцию предлагаемого устройства.

Так как Р Р бова sing, то подбирая оборотамй Р и выбирая угол 4, легко установить оптимальную производительность устройства.

Применение предлагаемого устройства при обеэмеживании чернового свинца позволяет получить путем повышения производительности и извлечения свинца„экономический эффект в 350 тыс. руб, в год,.