Способ подготовки металлической стружки к плавке

 

Изобретение относится к области, металлургии, в частности к способам очистки стружки цветных металлов от масел перед плавкой в печах. Целью изобретения является снижение потерь металла за счет сокращения уноса мелких фракций стружки и окисления металла. Способ подготовки металлической стружки к плавке включает подачу в сушилыаш агрегат газообразного .теплоносителя противоточно движущемуся слою сыпучей стружки, дожигание дымовых газов, обогащенных парами масел, выделяющимися при сушке стружки, возврат образовавшегося при этом теплоносителя в повторный цикл тепломассообмена. При этом температуру теплоносителя в сушильном агрегате поддерживают на уровне, меньшем температуры плавления металлической стружки на 50-250°С, скорость газообразного теплоносителя г на уровне скорости витания частиц неметаллического засора и оксидов металлов , а содержание кислорода в газо образном теплоносителе - на уровне 6-10%. Применение способа позволяет .увеличить производительность агрегата на 0,4-1,5 т/ч, соответственно при обработке алюминиевой и ла тунной стружки, 1 табл. м 4; О о сд

ОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

csu 4 С 23 С 5/00, С 22 В 1/26

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО.ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4247847/23-02 (22) 25,05,87 (46) 30.11.88. Бюл. Р 44 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт вторичных цветных металлов (72) С.М.Графман и А.С.Максименко (53) 669.15-198 (088.8) (56) Патент США N - 3601900, кл. 34-26, 1975.

Авторское свидетельство СССР

11 490874, кл. С 23 С 5/04, 1975. (54) СПОСОБ ПОДГОТОВКИ МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ

СТРУЖКИ К ПЛАВКЕ (57) Изобретение относится к области металлургии, в частности к способам очистки стружки цветных металлов от масел перед плавкой в печах. Целью изобретения является снижение потерь металла за счет сокращения уноса мелких фракций стружки и окисления металла. Способ подготовки металли„„SU„„1440956 А 1 ческой стружки к плавке включает подачу в сушиль|ный агрегат газообразного .теплоносителя проивоточпо движущемуся слою сыпучей стружки, дожигание дымовых газов, обогащенных парами масел, выделяюшнмися при сушке стружки, возврат образовавшегося при этом теплоносителя в повторный цикл тепломассообмена. При этом температуру теплоносителя в сушильном агрегате поддерживают на уровне, меньшем температуры плавления метало лической стружки на 50-250 С, скорость газообразного теплоносителя на уровне скорости витания частиц неметаллического э асора и оксидов металлов. а содержание кислорода в газо образном теплоносителе — на уровне

6-10%. Применение способа позволяет увеличить производительность агрегата на 0,4-1,5 т/ч, соответственно при обработке алюминиевой и латунной стружки. 1 табл.

1440956

Изобретение относится к области металлургии, в частности к способам очистки стружки цветных металлов от масел перед плавкой в печах.

Целью изобретения является снижение потерь металла за счет сокращения ,уноса.мелких фракций стружки и окисления металла.

Пр едложенный способ подготовки 10 металлической стружки к плавке включает,,одачу в сушильный агрегат газообразного теплоносителя противоточно движущемуся слою сыпучей стружки, дожигание дымовых газов, обогащенных парами масел, выделяющимися при сушке стружки, возврат образовавшегося при этом теплоносителя в повторный цикл тепломассообмена, при этом температуру теплоносителя в сушильном 20 агрегате поддерживают на уровне, меньшем температуры плавления металли"

О ческой стружки на 50-250 С, скорость газообразного теплоносителя — на уровне скорости витания частиц неметаллического засора и оксидов металлов, а содержание кислорода в газообразном теплоносителе — на уровне

6-10%.

За счет более высокой температу- 30 ры в сушильном агенте происходит более интенсивный нагрев стружки и испарение влаги и масла с ее поверхности. Продувание слоя стружки газообразным теплоносителем при скорости газового потока на уровне скорости витания легких частиц неметаплического засора и оксидов металлов позволяет уменьшить унос металлической . стружки. Ограниченное количество кис- 40 лорода (6-1ОХ) в сушильном агенте предотвращает интенсивное окисление стружки, а также (в сочетании с высокой температурой) образование коксоподобного налета на ее поверхности. 45

Дожигание дымовых газов, обогащенных парами масел после сушки металлической стружки, с избытком воздуха обеспечивает полное выгорание органических составляющих этих газов, После 1 дожигания дымовые газы имеют невысокое содержание кислорода, относительно высокую температуру и могут быть использованы для повторного цикла тепло- и массообмена.

Нижний предел ограничения температуры газообразного теплоносителя— на 50 С ниже температуры плавления металла (сплава) — выбран из условия предотвращения расплавления стружки из легких цветных металлов. Так как система автоматического регулирова- . ния теплового процесса сушки имеет определенную инерционность, то необходимо иметь запас по температуре о не менее 50 С, позволяющий вести технологический процесс без опасности расплавления металлической стружки.

Верхний предел ограничения температуры газообразного теплоносителя— о на 250 С ниже температуры плавления металла (сплава) — выбран из условий предотвращения интенсивного окисления стружки тяжелых и легких цветных металлов с высоким содержанием магния и экономного расхода топлива на процесс сушки с максимальным использованием тепла дымовых газов после дожигания содержащихся в них паров масел.

Поскольку металлическая стружка цветных металлов имеет более низкую плотность по сравнению со стружкой из черных металлов, а также высокий процент содержания мелких фракций, то ведение процесса сушки при скоростях сушильного агента, принятых в

1 известном способе, приведет к большому уносу металлической стружки, т,е. к потере металла и снижению производительности. Так как в мелкой фракции стружки содержится засор в виде пыли, оксидов металлов, а также более высокий процент примесей в виде других металлов и химических элементов, для удаления которых, особенно при выплавке марочного сплава, требуются различные (иногда дорогостоящие) флюсующие добавки, то наиболее рациональным должен быть такой режим сушки, при котором засЬР и часть мелкой фракции, содержащей нежелательные для сплава примеси, будут выведены из слоя в процессе сушки стружки.

С этой целью предложено скорость сушильного агента .поддерживать на. уровне скорости витания частиц неметаллического засора и оксидов металлов, у которых она ниже, чем у металлической стружки. При этом будет сохранено значительное количество метал-, ла, которое ранее уносилось с дымовыми газами и сгорало при их дожигании.

Выбор нижнего предела содержания кислорода в сушильном агенте, равного 67 обусловлен сушкой стружки из

1440956 сплавов алюминия с повьппенным содержанием магния в сплаве (выше 6,8%} с целью предотвращения возгорания стружки, а выбор верхнего предела содержания кислорода в сушильном агенте, равного 10%, обусловлен требованием минимального окисления стружки легких и тяжелых цветных металлов при сушке и предотвращения 10 образования на ее поверхности коксоподобного налета, Способ подготовки металлической стружки к плавке осуществляют следующим образом. 15

Металлическую стружку, подлежащую очистке, с помощью любого транспортирующего устройства подают вовнутрь сушильно ro аппар ат а, например во вращающийся металлический барабан, кото- 20 рый с противоположной стороны соединен через уплотнительное устройство со смесительной камерой, в которой осуществляется смешивание рециркулируемых и топочньгх газов, таким образом, чт обы температура сушильного агента была на 50-250 С ниже температуры плавления металлической стружки перерабатываемого сплава, а содержание кислорода в сушильном агенте составляло 6-10%, указанный сушильный агент направлен навстречу пересыпающейся в барабане стружке. В результате теплообмена тепло от сушильного агента передается стружке и расходуется 35 на и спар ение вл аги и масл а.

Количество сушильного агента и з агружаемой стружки регулируют таким. образом, чтобы скорость дымовых, газов, проходящих через свободное се- 4о чение барабана, была на уровне скорости витания легких частиц, подлежащих выводу из слоя (окисды металла, землистый засор, пыль и т.д.) . .При такой скорости будет уноситься за- 45 сор, пыль, оксиды металлов .и незначительная часть очень мелкой стружки. Остальная масса стружки после прохождения сушильного барабана посту. пает на магнитную сепарацию для отде- 5о ления железных примесей и грохочение для отделения мелочи, содержащей примеси других металлов. Мелочь в последующем отправляется на комплексную переработку для разделения метал- 55 лов.

Органические вещества, испарившиеся с поверхности стружки, вместе с дымовыми газ ами из сушильного барабана поступают в камеру дожигания дымовых газов, где установлена горелка и куда подается холодный или подor— ретый воздух с таким расчетом, чтобы содержание кислорода составляло больше 127, что необходимо для полного выгорания всех органических компонентов дымовых газов, поступающих в камеру дожигания иэ сушильного барабана. Температуру газов, отходящих из камеры дожигания, поддерживают на л уровне 600-20 С, После камеры дожигания дымовь.е газы поступают в рекуператор, где отдают часть тепла на подогрев воздуха, используемого в горелках топки и камеры дожигания.

Дымовые газы очищаются от пыли в известных пылеочистных аппаратах и поступают в дымосос, после которого поток газов разделяется на два потока. Необходимую часть дымовых (рециркуляционных) газов с температурой о

250-380 С направляют в смеситель, гце смешивают с топочными гаэ ами для получения супп льного агента с ограниченным содержанием кислорода (6-10%) и температурой, которая на 50-250 С ниже тe mepатуры плавления метачли ческой стружки конкретного металла или спл ав а.

Ниже гриведены примеры опытно-пром ппленной реализации предложенного способа с использованием стружки различных сплавов на сушильной установке с диаметром барабана 1,6 м и длиной 8 м, П р и м .е р 1. Стружку из алюминиевого сплава АК5И2 с насыпной плотностью 628 кг/м и температурой плавления 608 С, содержащую 18,77. смазочно-охлаждающей жидкости (COF) сушили дымовыми газами с температурой о

555-560 С и содержанием кислорода в сушильном агенте 10%. При химическом анализе стружки с размерами меньше

0,63 мм было выяснено, что указанный класс стружки составляет 1,77. и в основном состоит иэ оксидов А1 Оэ и $ 0 (около 747), причем 857 представлено классом менее 0,16 мм.

Для того, чтобы вывести иэ слоя стружки неметаллический засор, сКо рость сушильного агента приняли рав-i ной скорбсти витания частиц с размерами 0,16 ьпч, т.е. M>. = 1,1 м/с, Производительность установки при этом составила 2,2 т/ч, удельный расход топлива 94 м на 1 т сухой струж14409

56 том числе металлической стружки (0,9 ).

При скоростях сушильного агента

3 м/с (как в известном способе), выносится вся фракция менее 0,4 мм (17.4 от всей массы стружки),а при

7 м/с — фракция до 1 мм (46,2% от всей массы стружки).

Пример 4, Стружку из алюминиевого сплава АК5М2 с характеристикой,аналогичной примеру 1, сушили дымовыми газами с температурой 340о

345 С и содержанием кислорода в су-. шильном агенте 15,7 . Скорость сутчильного агента поддерживали, как в примере 1.

Производительность установки при этом составила 1,66 т/ч; удельный расход 124 м на 1 т сухой стружки.

Таким образом, снижение температуры газообразного теплоносителя резко снизило производительность и удельный расход топлива на сушку стружки (на 24,5 и 32 соответственно). Изменения в уносе материала в сравнении с примером 1 незначительные (в пределах точности опыта).

Пример 5, Стружку латуни марки Л63 (см. пример 3) сушили дымо,— о выми газами с температурой 800 С и содержанием кислорода в сушильном агенте 12,5 ..

Производительность установки при этом составила 6,9 т/ч, а удельный .расход топлива 61,7 м на 1 т сухой стружки.

Повышение температуры теплоносителя влечет эа собой дополнительный расход тепла (в условиях данного примера на 20 ).и окисление металла (в среднем на 2,7 ).

Поэтому процесс сушки стружки цветных металлов, у которых температура плавления находится на уровне 800—

950 С, следует вести при температуре теплоносителя ниже температуры плавления стружки на величину, равную верхнему ограничивающему пределу предложенного интервала температур.

В таблице приведены данные, характеризующие известный и предлагаемый способы.

Пример 3. Стружку латуни марки Л63 с насыпной плотностью 1980 кг/м и температурой плавления 905 С, содержащую СОЖ, сушили дымовыми газами с 40 температурой 650-660 С и содержанием кислорода в сушильном агенте 10К. При химическом анализе стружки с размерами менее 0,4 мм было выяснено, что ука. занный класс составляет 17,4 и сос- 45 тоит из смеси окислов различных эле" ментов (30 ) и металлической части сплава (70 .), Наибольшее количество окислов (до 60 ) содержит класс менее 0,2 мм, содержание которого в стружке составляет 2 .. Поэтому для условий данного примера скорость сушильного агента принята равной скорости витания частиц с размерами

0,2 мм, ° e. We = " м/с. Производи 55 тельность установки при этом состави- ла 6,5 т/ч; удельный расход топлива

51,5 м на 1 т сухой стружки; укос мелких фракций 2,1 (137 кг/ч), в, Формула изобретения

Способ подготовки металлической стружки к плавке, включающий подачу в сушильный агрегат газообразного теплоносителя противоточно стружке, до5 ки, унос мелких фракций 1,45 (32 KI /÷), в ТоМ числе металлической стружки 0,4 .

Pасчеты показали, что при скорости сушильного агента для условий приведенного примера 3 или 7 м/с (как в известном способе) из слоя выносятся частицы стружки с размерами соответственно до 1,2 и до 2,5 мм, унос !О при этом составляет соответственно

14,1 и 20,4 . (310 и 448 кг/ч).

Пример 2. Стружку иэ алюминиевого сплава АЛ27 с высоким содержанием магния (до 12 ), насыпной массой !5

294 кг/м и температурой плавления

596 С, содержащую 10 СОЖ, сушили дымовыми газами с температурой 390400 С к содержанием кислорода в сушильном агенте б . При химическом анализе стружки с размерами менее

0,63 мм было выяснено, что укаэанный класс стружки составляет 1,9 . и в основном состоит из окислов А1 0 и, Si0 (около 81 ), причем 87% представлено классом менее 0,,1 мм. В условиях указанного примера скорость су. шильного агента принята равной скорос ти витания частиц с размерами 0,1 мм т.е. Из = 0,9 м/с. Производительность ЭО установки при этом 2,0 т/ч; удельный расход топлива 89 м на 1 т сухой стружки, унос мелких фракций 1,7 (34 кг/ч). Окисление и возгорание стружки при этом не наблюдались. 35

1440956

Способ

По к аз ат ели рото- предлаип гаемый

0,4

16,8

0,9

23,3 латунной

Окисление стружки р% 2-3,4 Нет

1,84

6,5

5,04 латунной

Составитель К.Сорокин

Техред М.Дидык

Редактор Л. Веселовская

Корректор С.Некмар

Заказ 6145/30 Тираж 992 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. ужгород, ул. Проектная, 4 жигание дымовых газов, обогащенных выделяющимися при сушке стружки парами масел, и возврат газообразного теплоносителя в повторный цикл тепломассообмена, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью снижения потерь металла за счет сокра" щения уноса мелких фракций стружки и окисления металла, температуру тепло- 10

Унос металлической части стружки, 7.: алюминиевой

Производительность сушильной установки,. т/ч алюминиевой носителя в сушильном агрегате поддерживают меньше температуры плавлео ния металлической стружки на 50-250 С скорость газообразного теплоносителя ,поддерживают на уровне скорости витания частиц неметаллического засора и оксидов металла, а содержание кислорода в газообразном теплоносителе поддерживают на уровне 6-10Х.