Способ плавки вторичного алюминийсодержащего сырья в отражательной 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.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з С 22 В 7/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4857806/02 (22) 07.08.90 (46) 30.09.92, Бюл. № 36 (71) Уральский политехнический институт им.С.М.Кирова (72) В.П.Жуков, А.П.Дорошкевич, А.В.Глызин, М.В.Федоренко, Н.Г.Головатин, А,Я.Вдовин, С.И.Ключников, В.М.Мосунов и

В.А. Копылов (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1668441, кл. С 22 В 21/00, 1989, 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 алюминийсодержащего 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

„,. Ы,„, 1765221 А1 (54) СПОСОБ ПЛАВКИ ВТОРИЧНОГО АЛЮМИНИЙСОДЕРЖАЩЕГО СЫРЬЯ В ОТРАЖАТЕЛЬНОЙ ПЕЧИ . (57) Использование: в области вторичной цветной металлургии при отражательной плавке ал)оминиевого лома и выплавке бронзо-латунных сплавов. Сущность: Плавку ведут в отражательной печи.10 — 15 шихты загружают непосредственно под вертикальную фурму, оставшуюся часть равномерно расп ределя ют по иоду печи. приводит к относительному увеличению С продолжительности плавки.

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

Указанная цель достигается тем, что 1015 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

36468 390 100 = 32,6% т-с 1256 3500 .

72 36468 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;

1765221

1256 кДж/кг — суммарное теплопотребление шихты;

36468 кДж/м — теплотворная способность газа;

390-общее количество газа, сжигаемого в печи, м /ч.

При обычном отоплении печи КПД составит:

122 =2244

r 1256 ° 3300 где: 3300 кг/ч — производительность обычной отражательной плавки без фурмы;

400 м /ч — расход газа на торцевых форз сунках.

Максимальная скорость завалки под фурму может быть определена из соотношения: а ах — у (1)

Оз гдв Оз — теплонапряженность плавильной камеры, кВт; ь!з — изменение энтальпии шихты в период завалки, равное /1/ 963 кДж/кг; — 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-сводового отопления печи:

W 3900 0025 «010 или 10, Р) 3900 0,042 .=0„15 или 15 %

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 условиях одновременного воздействия факел,а торцевых" форсунок на боковую поверхность завалки и факела фурмы на верхнюю поверхность твердого металла.

Интенсивное плавление шихты под фурмой с последующим разбрызгиванием металла ускоряет процесс расплавления ло ма и отходов на остальных участках печи.

Загрузка шихты менее 10% от общей массы завалки вызывает необходимость до5 груэки лома под фурму, что увеличивает продолжительность загрузки и плавления, Кроме того, снижается эффективность прямого воздействия факела торцевых форсунок на боковую поверхность завалки.

10 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

15 отходов преимущественно происходит за счет торцевых форсунок. Это также приводит к увеличению продолжительности процесса.

Пример, В двухкамерной отражатель20 ной печи, оборудованной вертикальной фурмой, перерабатывали 20 т алюминиевого лома и отходов, Первоначально завалку шихты равномерно распределяли по поверхности пода. Продолжительность загрузки и

25 плавления в этом случае составила 6,2 ч. Расход топлива на торцевых форсунках составлял 300 м /ч, на фурме 120 м /ч. В последующем плавки проводили с предварительной загрузкой под факел вертикаль30 ной фурмы соответственно: 1,0; 1,5; 2,0; 2,5;

3,0; 3,5 т/ч. Остальную часть шихты равномерно распределяли по поду печи, Продолжитель. ность загрузки и полного расплавления шихты соответственно соста35 вили 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. П ри этом извлечение Al в сплав соответственно возросло с

40 574% до 63,8%.

Таким образом, 10-15% шихты от общего ее количества целесообразно загружать в область действия вертикальной фурмы, а остальную часть завалки равномерно распре45 делять по поду печи.

Формула изобретения

Способ плавки вторичного алюминийсодержащего сырья в отражательной печи, включающий загрузку шихты и расплавле50 ние 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 ко55 личества загружают под фурму, а оставшуюся часть равномерно распределяют по поду

- печи.