Роторная наклонная печь

Изобретение относится к роторной наклонной печи для переработки алюминиевых ломов. Печь содержит футерованный корпус с опорным кольцом, которое оперто на два ролика, горелочный щит с закрепленной на нем газовой инжекционной горелкой с одиннадцатью смесителями, поворотную футерованную чашу с двумя футерованными желобам, привод вращения печи и привод подвода-отвода горелочного щита. Футерованный корпус имеет теплоизоляционный слой, состоящий из теплоизоляционного стекловолокнистого муллитокремнеземистого фетра и слоя шамотного легковеса, на который набит слой футеровки из муллитокремнеземистой набивной массы с корочкой гарнисажа. Горелка содержит устройство регулирования расхода воздуха, установлена с наклоном 20° к оси футерованного корпуса с возможностью подачи газа к горелке по трубе, приваренной к кронштейну, закрепленному на поворотной колонне. Печь имеет смонтированную на тележке поворотную футерованную чашу с двумя футерованными желобам, причем один из двух футерованных желобов имеет снизу прикрепленный к нему желоб, который может перемещаться снизу верхнего для увеличения или уменьшения длины состыкованных желобов, тележка перемещается по рельсам к футерованному корпусу и обратно с помощью электропривода, поворотную раму, в рабочем положении опертую на переднюю и заднюю опоры поворотной рамы, печь выполнена с возможностью работы на естественной и искусственной тяге с двухступенчатой установкой пылегазоочистки для достижения экологически чистого процесса. Обеспечивается увеличение срока службы печи, снижение потерь тепла и вредных выбросов в атмосферу. 6 з.п. ф-лы, 12 ил.

 

Изобретение относится к цветной металлургии, а именно к плавильным агрегатам для переработки (переплава) отходов цветных металлов, в частности для переплава вторичных алюминиевых ломов и отходов алюминиевых сплавов в слитки и чушки. Печь может применяться для рафинирования, получения сплавов, усреднения химического состава лома.

Известна роторная плавильная печь для переработки отходов цветных металлов: алюминиевого шлака, алюминиевой стружки и лома (патент РФ №2171437 C1), являющаяся аналогом изобретения.

Также как и предлагаемое изобретение аналог содержит футерованную колбу (футерованный корпус печи) с двумя опорными кольцами, каждое из которых оперто на два ролика, горелочный щит с газовой горелкой, приемный желоб, привод вращения печи и привод подвода-отвода горелочного щита.

Недостатками этой печи являются:

1. Слив металла и шлака производится через соответствующие летки.

2. Отсутствие пылегазоочистки, которая бы уменьшала вредное влияние на внешнюю среду.

3. Отсутствует теплоизоляция, которая бы уменьшала потери тепла в окружающую среду.

4. Повышенные требования к габаритам загружаемого сырья, так как загрузочное отверстие имеет ограниченные размеры.

Ввиду наличия указанных выше недостатков печь не может решить поставленную техническую задачу.

Известно также устройство вращающейся плавильной печи для выплавки вторичного алюминия (А.С. №875187), являющееся аналогом предлагаемой печи.

Описанная в авторском свидетельстве вращающаяся плавильная печь содержит, как и предлагаемая, футерованную колбу (футерованный корпус) с двумя опорными кольцами (бандажами), каждое из которых оперто на два ролика, газовые горелки, привод вращения печи и завалочное окно.

Недостатками этой печи являются:

1. Выпуск расплавленного металла осуществляется при неподвижной печи через сливное отверстие, расположенное в донной части плавильной камеры, что ведет к усложнению конструкции.

2. Очистка плавильной камеры от железных приделок и настылей производится и через горловину и через завалочное окно, что вызывает определенные неудобства (плохой обзор и необходимость иметь в конструкции подоконник).

3. Отсутствие пылегазоочистки, которая бы уменьшала вредное влияние на окружающую среду.

4. Отсутствует теплоизоляция, которая бы уменьшала потери тепла в окружающую среду.

Ввиду наличия указанных выше недостатков печь не может решить поставленную техническую задачу.

Наиболее близким аналогом (прототипом) по отношению к заявляемой плавильной печи является роторная наклонная печь (патент РФ №69975 на полезную модель), содержащая как и заявляемая печь, футерованную колбу (футерованный корпус) с двумя опорными кольцами, каждое из которых оперто на два ролика, горелочный щит с газовой горелкой, приемный желоб, привод вращения печи и привод-отвода горелочного щита.

Прототип заявляемой печи имеет следующие недостатки:

1. Из описания следует, что печь футерована обычным огнеупорным шамотным кирпичом, поэтому она имеет сравнительно малый срок службы.

2. Отсутствие пылегазоочистки, которая бы бы уменьшала вредное влияние на окружающую среду.

3. Отсутствует теплоизоляция, которая бы уменьшала потери тепла в окружающую среду.

Ввиду наличия указанных выше недостатков печь не может решить поставленную техническую задачу.

Задачей изобретения является создание высокопроизводительной роторной наклонной печи простой конструкции для переработки (переплава) отходов цветных металлов, в частности для переработки алюминиевых ломов, позволяющей снизить выбросы вредных газов в атмосферу, уменьшить потери тепла в окружающую среду, а также увеличить срок ее эксплуатации.

Технический результат - разработанная печь является высокопроизводительной, простой по конструкции, имеющей большой срок эксплуатации, позволяющей: использовать алюминиевую стружку, алюминиевый лом, алюминиевый шлак, снизить потери тепла в окружающую среду за счет хорошей теплоизоляции, вести процесс переплава на естественной и искусственной тяге с системой пыле газоочистки, что делает его экологически чистым.

Указанный технический результат достигается за счет того, что в роторную наклонную печь для переработки отходов цветных металлов, содержащую футерованную колбу (футерованный корпус) с двумя опорными кольцами, каждое из которых оперто на два ролика, горелочный щит с газовой горелкой, приемный желоб, привод вращения печи и привод подвода-отвода горелочного щита согласно предлагаемому изобретению, в футерованный корпус введен теплоизоляционный слой, состоящий из теплоизоляционного стекловолокнистого муллитокремнеземистого фетра и слоя шамотного легковеса, на который набивается слой футеровки из муллитокремнеземистой набивной массы с корочкой гарнисажа, в качестве горелочного устройства используется газовая инжекционная цилиндрическая горелка с одиннадцатью смесителями, закрепленная в горелочном щите, содержащая устройство регулирования расхода воздуха, установленная с наклоном 20° к оси футерованного корпуса, с возможностью подачи газа к горелке по трубе, приваренной к кронштейну, закрепленному на поворотной колонне, кроме того, печь выполнена с возможностью работы на естественной и искусственной тяге с двухступенчатой установкой пылегазоочистки для достижения экологически чистого процесса.

Введенный теплоизоляционный слой, состоящий из теплоизоляционного стекловолокнистого муллитокремнеземистого фетра и слоя шамотного легковеса, уложенный на фоскон, позволяет снизить потери тепла в окружающую среду, а также позволяет дополнительно сохранять температуру металла в роторной наклонной печи для переработки отходов цветных металлов (в дальнейшем печи). Срок службы печи увеличивается из-за использования муллитокремнеземистой набивной массы с корочкой гарнисажа, которая имеет высокую огнеупорность и стойкость.

Более того, одиннадцатисмесительная инжекционная цилиндрическая горелка (далее горелка) имеет длину факела на периферии 3,4, в центре 3,7 метра, кроме того, имеет литой стабилизирующий пламя туннель для центрального факела и литой стабилизирующий пламя туннель для периферийного факела, при этом смесители, насадка к центральному смесителю, литые стабилизирующие пламя туннели для центрального факела и периферийного факела изготавливают из жаростойкого чугуна ЧЮ7Х2. Жаростойкий чугун ЧЮ7Х2, используемый в качестве материала для изготовления смесителей, насадки к центральному смесителю и литых стабилизирующих пламя туннелей, позволяет увеличить срок службы горелки и, естественно, печи.

Вместе с тем, одиннадцатисмесительная инжекционная горелка имеет в конструкции устройство для регулирования расхода воздуха, состоящее из: трех стальных кронштейнов, трех болтов, трех гаек, трех пружинных шайб, а также регулятора в виде стального диска, имеющего две ручки, одно отверстие диаметром 80 мм в центре и двенадцать отверстий диаметром 66 мм на периферии. Устройство для регулирования расхода воздуха позволяет использовать горелку при различных составах природных газов, а большая номинальная тепловая мощность предлагаемой горелки 2,5 МВт позволяет вести форсированный режим плавки, превращая печь в высокопроизводительный плавильный агрегат.

Кроме того, привод вращения футерованного корпуса печи закреплен на поворотной раме и состоит из гидромотора с гидродвигателем планетарным и гидравлического редуктора.

Следует отметить, что печь имеет смонтированную на электрофицированной тележке поворотную футерованную чашу с двумя футерованными желобам, причем один из двух футерованных желобов имеет снизу прикрепленный к нему желоб, который может перемещаться снизу вверх, увеличивая или уменьшая длину состыкованных желобов, а электрофицированная тележка имеет привод, состоящий из электродвигателя, муфты, редуктора, клиноременной передачи, при этом электрофицированная тележка перемещается по рельсам к футерованному корпусу печи и обратно.

Футерованная чаша с двумя футерованными желобам, смонтированная на электрофицированной тележке, позволяет быстро производить разливку жидкого металла из печи, позволяя сократить цикл: загрузка-плавка-разливка, тем самым увеличить производительность печи.

Существенно отметить, что двухступенчатая установка пылегазоочистки состоит: из первой ступени, которая представляет собой камеру смешения, дымосос ДН-12, блок газоочистки, причем блок газоочистки оснащен тремя конусами, тремя сепарационными устройствами для центробежного разделения фаз, а вторая - шестисекционный картриджный фильтр, в котором размещено 228 фильтровальных элементов-картриджей, при этом установка пылегазоочистки имеет следующую характеристику: производительность по очищаемому газу 41000 м³/час, количество фильтровальных элементов 228 штук, степень очистки по фтористому водороду 70%, степень очистки по окиси меди 86%, степень очистки по окиси углерода 93%, степень очистки по окиси азота 86%, степень очистки по окиси алюминия 82%, степень очистки по пыли 97%, уровень звука не более 76 дБА. Работа на естественной тяге производится в случае ремонта отдельных агрегатов установки пылегазоочистки. Введение в конструкцию печи перечисленных выше устройств, материалов и т.п. обеспечивает решение поставленной задачи.

Следует отметить, что загружать лом (допустим алюминиевый) в печь для плавки необходимо измельченным на измельчителе (шредере) и прошедшим магнитную сепарацию (для отделения чугуна и стали в виде втулок, вкладышей, толкателей, шпилек, пальцев и т.д., которые находятся в моторном ломе). В конструкторской части заявки на изобретение изображено:

на фиг. 1 - вид печи сбоку без горелки (фронтальная проекция);

на фиг. 2 - вид печи в плане (горизонтальная проекция);

на фиг. 3 - вид А печи (спереди со стороны загрузочного окна, печь в горизонтальном положении);

на фиг. 4 - электрофицированная передаточная тележка с установленной на ней поворотной чашей и двумя поворотными желобами;

на фиг. 5 - одиннадцати смесительная инжекционная горелка;

на фиг. 6 - разрез Б-Б одиннадцати смесительной инжекционной горелки;

на фиг. 7 - центральный смеситель с насадкой;

на фиг. 8 - футеровка печи в разрезе;

на фиг. 9 - блок газоочистки;

на фиг. 10 - разрез блока газоочистки;

на фиг. 11 - шестисекционный картриджный фильтр;

на фиг. 12 - планировка оборудования на участке.

Роторные печи - это единственный из современных малотоннажных плавильных агрегатов, позволяющий восстанавливать металлы из оксидов и извлекать их из других соединений, например получать свинец из оксидно-сульфатной пасты отработавших аккумуляторов, а в случае использования необходимой комплексной футеровки, даже чугун. Особенно широко они применяются, если нужно переработать алюминиевый шлак, алюминиевую фольгу, алюминиевую стружку и баночный алюминиевый лом.

Предлагаемая роторная наклонная печь (далее печь) для переработки отходов цветных металлов, в основном алюминиевых ломов, имеет армированный бетонный фундамент 1, основание 2, сваренное из швеллеров №18 и которое крепится к армированному бетонному фундаменту 1 печи десятью анкерными болтами (не показаны). На основании 2 приварены: передняя 3 и задняя 4 опоры поворотной рамы 5 печи фиг. 1 (на фиг. 1 не показан патрубок для вывода отходящих газов из печи и одиннадцати смесительная инжекционная горелка). Поворотная рама 5 печи сварена из швеллеров №24, причем швеллеры сварены в коробку.

На основании 2 установлены: правая 6 и левая 7 опоры шарниров, правый 8 и левый 9 штоки гидроцилиндров 10 механизма подъема печи, кроме того, на основании 2 крепится колонна 11 механизма поворота горелочного щита, в состав которого входит: крышка (заслонка) печи 12 и патрубок 13 для вывода отходящих газов из печи фиг. 2, 3. Горелочный щит поворачивается на угол 90° от гидроцилиндра 14. Внутри колонны 11 находится вал 15, который поворачивается вокруг своей оси от гидроцилиндра 14. К валу 15 приварен одним концом кронштейн 16, а второй конец кронштейна 16 приварен к горелочному щиту. К кронштейну 16 приварена труба 17, по которой подается газ в газовую одиннадцатисмесительную инжекционную горелку 18. На крышке 12 печи приварены восемь шпилек с резьбой (не показаны) вокруг отверстия, в которое вставляется по шпилькам одиннадцатисмесительная газовая инжекционная горелка 18 и закрепляется на крышке 12 восьмью гайками 19 фиг. 3.

На основании 2 неподвижно анкерными болтами (не показаны) закреплены две стойки 20, с которыми шарнирно соединена поворотная рама 5. Поворотная рама 5 сварная, на поворотной раме 5 смонтированы: футерованный корпус 21 печи с закрепленным на ней опорным кольцом 22, причем опорное кольцо 22 опирается на два опорных ролика 23 фиг. 1, 2, 8. Футерованный корпус 21 толщиной 8 мм изготовлен из стали. Опорные ролики 23 вращаются в подшипниках кронштейнов 24, закрепленных на поворотной раме 5. В задней торцевой части футерованного корпуса печи 21 закреплен вал 25, вращающийся в двухрядном роликовом радиальном сферическом подшипнике №3652 поз. 26, который закреплен на поворотной раме 5. Привод вращения футерованного корпуса 21 печи закреплен на поворотной раме 5 и состоит из гидромотора 27 мод. МП 90 с гидродвигателем планетарным мод. РПГ 6300, гидравлического редуктора 28. Скорость вращения печи регулируемая и составляет 0-18 об/мин. Наибольший угол наклона от исходного состояния 38°.

Поворотная рама 5 поднимается и опускается от двух силовых гидроцилиндров 10, которые работают от гидронасосной станции (не показана, но она состоит из гидронасоса 310.2.28.ООГ, электродвигателя АИР мощностью 18КВт и гидроблока). От гидронасосной станции работает и гидроцилиндр 14 механизма поворота горелочного щита. Выделяющиеся при плавке и разливке жидкого металла дымовые газы попадают в зонд аспирации и далее проходят очистку от вредных веществ и пыли. Загрузочное отверстие размещено в торце футерованного корпуса 21 печи, через край футерованного корпуса 21 производится и слив расплавленного металла в разливочное оборудование. Загрузка шихты в печь производится с помощью виброзагрузочной машины 29. Загружать лом (допустим алюминиевый) в печь для плавки необходимо измельченным на измельчителе (шредере) и прошедшим магнитную сепарацию (для отделения чугуна и стали в виде втулок, вкладышей, толкателей, шпилек, пальцев и т.д., которые находятся в моторном ломе).

Следует отметить, что печь имеет смонтированную на электрофицированной тележке 30 поворотную футерованную чашу 31 с двумя футерованными желобам 32, причем один из двух футерованных желобов 32 имеет снизу прикрепленный к нему желоб 33, который может перемещаться снизу верхнего 32, увеличивая или уменьшая длину состыкованных желобов 32,33, а электрофицированная тележка 30 имеет привод, состоящий из электродвигателя 34, муфты 35, редуктора 36, клиноременной передачи 37, при этом электрофицированная тележка 30 перемещается по рельсам 38 к футерованному корпусу 21 печи и обратно фиг. 4. Поворотная футерованная чаша 31 выполнена из стали, имеет приваренный снизу вал 39, имеющий шарообразную выемку внизу, опирается на шарик 40 и легко вращается во втулке 41, которая закреплена на электрофицированной тележке 30.

Устройство некоторых узлов и агрегатов разберем подробнее. В качестве горелочного устройства в печи предлагается использовать разработанную автором газовую инжекционную горелку, которая состоит из одиннадцати смесителей, объединенных общей сварной цилиндрической газораспределительной камерой 42, к которой приварен штуцер 43, по которому подается природный газ. Цилиндрическая газораспределительная камера 42 сварена из листовой стали толщиной 3 мм, в ней просверлено одно центральное отверстие диаметром 80 мм и десять отверстий на периферии диаметром 66 мм, в которые вставлены и герметично заварены одиннадцать смесителей, причем центральный смеситель 44 имеет насадку 45, а десять периферийных смесителей 46 выполнены без насадок фиг. 6, 7.

Центральный смеситель 44 с насадкой 45 является отливкой и представляет собой трубу диаметром 80×10 мм и длиной 280 мм, в которой по периферии под углом 24° к оси смесителя просверлены четыре сопла 47 с зенковкой входной части 0,5 мм под углом 90° фиг. 7. На нижнюю часть центрального смесителя 44 нарезается резьба, на которую навинчивается насадка 45. Насадка 45 к центральному смесителю 44, в случае ее обгорания (оплавления при длительной эксплуатации), заменяется на новую, что в конечном итоге увеличивает срок службы горелки. Центральный смеситель 44 с насадкой 45 получается литьем по выплавляемым моделям из жаростойкого, износостойкого чугуна марки ЧЮ7Х2 (Ч - чугун высоколегированный; углерода С - 2,5÷3%; кремния Si - 1,5÷3%; марганца Mn до 1%; серы S до 0,02%; фосфора P до 0,3%; хрома Cr - 1,5÷3%; алюминия Al - 5÷9%).

Центральный смеситель 44 с насадкой 45, имеющей на внутренней поверхности шестнадцать литых ребер 48 с углом заострения входной части 45°, при горении газовоздушной смеси имеет длинный факел (длина равна 3,7). Вместе с тем, в цилиндрической газораспределительной камере 42 приварены по периферии десять литых периферийных смесителей 46 диаметром 66×10 мм и длиной 340 мм, имеющие двенадцать литых ребер 49 с заостренной заходной частью и позволяющие получить факел длиной 3, 4 метра. Итак, полученные длинные факелы позволяют устанавливать предлагаемую горелку в больших роторных печах с наклонной или горизонтальной осью вращения.

Каждый периферийный смеситель 46 без насадки является отливкой, в которой по периферии под углом 24° к оси смесителя просверлены четыре сопла с зенковкой входной части 0,4 мм под углом 90°. К цилиндрической газораспределительной камере 42 приварен по периметру кожух 50, из листовой стали толщиной 3 мм, в который набивается огнеупорная набивная масса 51. При набивке огнеупорной набивной массой 51 пространства между смесителями она не осыпается благодаря стенкам кожуха 50. Обмуровка горелки и набивка пространства между смесителями производится огнеупорной набивной массой 51, которую экспериментально разработал автор и проверил на действующих газовых плавильных печах.

Огнеупорная набивная масса 51 для обмуровки горелки и набивки пространства между смесителями имеет следующий состав, %:

Песок кварцевый 00 ВС-015-1 ГОСТ22551-77	10
Смесь корундовая СКЦ ТУ 14-8-258-77	37
Лигносульфанат технический ТУ 13 - 0281036 - 89	17
Порошок молотой глины ПГБ ТУ 1522 - 009 - 00190495 - 99	20
Фоскон ТУ 2149 - 150 - 10964029 - 01	6
Вода	10

Приведенная огнеупорная набивная масса 51 после прокалки обладает высокой твердостью, высокой огнеупорностью, значительной стойкостью против осыпания при температурах до 1660°C. Срок службы горелки при использовании огнеупорной набивной массы значительно увеличивается.

На кожух 50 надевается отлитый из жаростойкого, износостойкого чугуна марки ЧЮ7Х2 стабилизирующий туннель для периферийного факела и приваривается по периметру к кожуху 50. Литой стабилизирующий пламя туннель для периферийного факела состоит из верхней цилиндрической части 52 с наружным диаметром 470 мм и имеющей на конце внутреннюю резьбу, на которую навинчивается нижняя часть 53 с шестнадцатью ребрами 54 толщиной 4 мм на внутренней поверхности, имеющие заостренную заходную часть 45°, причем нижняя часть 53 имеет две отлитые ручки 55, при этом туннель позволяет стабилизировать процесс горения периферийного факела, увеличить длину периферийного факела.

В конструкцию горелки введен литой стабилизирующий пламя туннель 56 для центрального факела, который имеет в верхней части внутреннюю резьбу для навинчивания на насадку 45 центрального смесителя 44, две отлитые ручки 57, шестнадцать внутренних и шестнадцать наружных ребер 58 толщиной 4 мм, имеющих угол заходной части 45°, позволяет стабилизировать процесс горения центрального факела, увеличить длину центрального факела, а также дает возможность устанавливать горелку в тепловом или плавильном агрегате с любой толщиной стенки фиг. 6. В горелку введено устройство для регулирования расхода воздуха.

Введение в горелку устройства для регулирования расхода воздуха, которое состоит из: трех стальных кронштейнов 59, трех болтов 60, трех гаек 61, трех пружинных шайб 62, а также регулятора 63 в виде стального диска, имеющего две ручки 64, одно отверстие диаметром 80 мм в центре и двенадцать отверстий диаметром 66 мм на периферии, позволяет регулировать инжектируемый в горелку воздух, а также использовать различные по составу природные газы фиг. 5, 6.

Для крепления горелки к тепловому или плавильному агрегату предусмотрен стальной диск 65 наружным диаметром 670 мм, толщиной 10 мм, имеющий восемь отверстий 66. Расчетная тепловая мощность горелки составляет 2,5 МВт. Жаростойкий чугун, используемый в качестве материала для изготовления смесителей, насадки 45 к центральному смесителю 44 и литых стабилизирующих пламя туннелей, позволяет увеличить срок службы горелки и, естественно, печи.

Необходимым условием нормальной работы горелки является наличие разрежения в камере горения в пределах 2,5÷20 даПа (мм вод.ст.). Номинальное давление газа перед горелкой 0,09 МПа. Горелка установлена наклонно под углом 20° к оси футерованного корпуса 21 печи.

Далее в футеровку печи введен теплоизоляционный слой, состоящий из слоя теплоизоляционного стекловолокнистого муллитокремнеземистого фетра 67 толщиной 10 мм марки МКРФ-100, слоя шамотного легковесного кирпича 68 марки ШЛ-0,4, на который набивается слой футеровки из муллитокремниземистой набивной массы 69 марки ММКР-45. Листы теплоизоляционного стекловолокнистого муллитокремнеземистого фетра 67 клеются натриевым жидким стеклом на внутреннюю поверхность футерованного корпуса 21 печи. После просушки теплоизоляционного стекловолокнистого муллитокремнеземистого фетра 67 футеруется по шаблону слой легковесного кирпича 68 марки ШЛ-0,4. Далее по шаблону набивается слой футеровки, состоящей из муллитокремнеземистой набивной массы 69 марки ММКР-45, выпускающейся по ТУ 14-8-592-89 с добавкой 0,4% фоскона. Первоначальная подсушка и прокалка производится переносными горелками, а затем печь прокаливается по графику прокалки. Срок службы печи увеличивается из-за использования муллитокремнеземистой набивной массы 69, которая имеет высокую огнеупорность и стойкость. Кроме того, для увеличения стойкости кладки из шамотного легковесного кирпича и муллитокремниземистой набивной массы автор обрабатывал нагретую до 900-950°C футеровку печи флюсом марки «AKF-S», равномерно распределяя совковой лопатой по всей футеровке печи флюс «AKF-S». Флюс «AKF-S» проникает в поры муллитокремнеземистой набивной массы и образует на ее поверхности твердый стекловидный слой (гарнисаж) поз. 70, который дополнительно увеличивает срок службы футеровки и печи.

Введенный теплоизоляционный слой, состоящий из теплоизоляционного стекловолокнистого муллитокремнеземистого фетра 67 и слоя шамотного легковеса 68, уложенного на фоскон, позволяет снизить потери тепла в окружающую среду, а также позволяет дополнительно сохранять температуру металла в печи. Срок службы печи увеличивается из-за использования муллитокремнеземистой набивной массы поз. 69 марки ММКР-45, которая имеет высокую огнеупорность и стойкость.

В загрузочное окно 71 производится загрузка шихты с помощью виброзагрузочной машины 29, причем шихта предварительно измельчается на измельчителе (не показано) и проходит магнитную сепарацию для отделения чугуна и стали в виде втулок, вкладышей, толкателей, шпилек, пальцев и т.д., которые находятся в моторном ломе фиг. 3, 12. Загрузка шихты производится при отведенной крышке 12, при этом виброзагрузочная машина 29 с шихтой перемещается по рельсовому пути 72, подъезжает к печи и загружает ее фиг. 12. После завершения загрузки печи шихтой горелочный щит поворачивается обратно на угол 90° и закрывает загрузочное окно 71.

При этом печь выполнена с возможностью работы на естественной и искусственной тяге с системой пылегазоочистки для достижения экологически чистого процесса. Очистка дымовых газов от вредных газов происходит в блоке газоочистки, разработанном автором и изображенном на фиг. 9, 10, который имеет широкий спектр очищаемых вредных веществ, находящихся в дымовых газах. Блок газоочистки представляет собой сборный стальной цилиндрической формы корпус, состоящий из четырех секций 73, соединенных между собой с помощью болтов 74 и гаек 75. В верхней секции 73 цилиндрического корпуса имеется стальная крышка 76, в которой закреплены: выходной патрубок 77 и загрузочный патрубок 78 для загрузки адсорбента. В качестве адсорбента используется: известь «пушонка», активированный уголь, селикагель. Стальная крышка 76 крепится к четырем приваренным к верхней секции 73 кронштейнам 79 четырьмя болтами 80 и четырьмя гайками 81.

В верхней части цилиндрического корпуса закреплена обслуживающая площадка 82, которая опирается на четыре опоры 83 и имеет слева лестницу 84. На обслуживающей площадке 82 хранятся мешки 85 с адсорбентом. Для очистки дымовые газы подаются в три патрубка 86: один нижний и два боковых. Внутреннее устройство и работа блока газоочистки поясняется схемой, приведенной на фиг. 10, которая выполнена с небольшим нарушением правила оформления эскизов (для ясности точками показано нахождение и движение адсорбента). Отработанный адсорбент и пыль высыпается через патрубок выгрузки 87, который закреплен на нижней крышке 88, причем нижняя крышка 88 закреплена снизу нижней секции 73. Между секциями 73 закреплены три тарелки 89 в виде усеченного конуса, обращенного вершиной вниз, над тарелками 89 находится контактный патрубок 90, в верхней части которого установлено сепарационное устройство 91. К тарелкам 89 приварены переточные трубки 92 для перемещения адсорбента с тарелки 89 на тарелку 89.

Для уменьшения гидравлического сопротивления блока газоочистки нижняя часть каждой тарелки 89 заканчивается расширяющимся книзу соплом 93. Между нижним торцом контактного патрубка 90 и конической поверхностью тарелки 89 предусмотрен зазор, предназначенный для выхода адсорбента с конусной части тарелки 89 в пространство контактного патрубка 90. Следует отметить, что диаметр сопла 93 меньше чем диаметр контактного патрубка 90, благодаря чему в условиях высокой скорости газового потока в области кольцевой щели создается разряжение, способствующее выходу адсорбента из тарелки 89 в пространство контактного патрубка 90. Кроме того, дымовые газы при очистке проходят отверстия в фартуках 94, контактируя с адсорбентом. Адсорбент загружается в загрузочный патрубок 78 и по трубе 95 поступает на верхнюю тарелку 89 и движется самотеком по конической поверхности тарелки 89 к ее центру. Затем адсорбент через кольцевой зазор попадает в нижнюю эжекционную часть контактного патрубка 90, где подхватывается газовым потоком и со скоростью 10-18 м/с движется снизу вверх. Пройдя зону контактного патрубка 90, адсорбент с дымовыми газами попадает в сепарационное устройство 81 для разделения фаз, после чего вновь оказывается на поверхности тарелки 89 и по мере его накопления по переточным трубкам 92 поступает на нижележащую тарелку 89, где процесс взаимодействия фаз повторяется. Перемещаясь сверху вниз, отработанный адсорбент выходит из блока газоочистки через патрубок выгрузки 87. Очищаемые газы из печи подаются в блок газоочистки через входные патрубки 86, пройдя последовательно все контактные ступени, очищаются и выходят из блока через выходной патрубок 77. Так как дымовые газы, выходя из печи имеют высокую температуру, то ее необходимо снизить до 140-170°C, чтобы обеспечить нормальную работу блока газоочистки и картриджного фильтра.

Итак, перед блоком установлена камера смешения 96, в которой шибер 97 предназначен для регулирования подачи дымовых газов в блок газоочистки, а шибер 98 - для процесса смешивания дымовых газов с воздухом цеха. Для нагнетания дымовых газов в блок газоочистки служит дымосос ДН-12 поз. 99, причем камера смешения 96, дымосос 99 и блок газоочистки входят в первую ступень установки пылегазоочистки фиг. 12. Каждая секция шестисекционного картриджного фильтр, входящего во вторую ступень установки пылегазоочистки, состоит из следующих основных сборочных единиц: стального сварного корпуса 100 фильтра, приваренных к двум стальным корпусам 100 фильтра сдвоенных бункеров 101, фильтровальных элементов-картриджей 102, обслуживающей площадки 103 с лестницей 104, шнекового транспортера 105 с приводом фиг. 11 (фронтальная проекция изображена без обслуживающей площадке с лестницей).

Стальной сварной корпус 100 фильтра каждой секции служит для размещения 76 фильтровальных элементов-картриджей 102 и представляет собой камеру прямоугольной формы. В верхней части стального сварного корпуса 100 фильтра размещена плита 106, разделяющая картриджный фильтр на камеры «чистого» 107 и «запыленного» 108 воздуха. К плите 106 крепятся фильтровальные элементы-картриджи 102. В «чистой» камере 107 имеется патрубок 109 для выхода чистого воздуха. Сдвоенные бункеры 101 предназначены для сбора пыли, а для выгрузки пыли в нижней части предусмотрен шнековый транспортер 105. Шестисекционный картриджный фильтр имеет входной патрубок 110, опирается на четыре опоры 111. Шнековый транспортер 105 имеет привод, состоящий из: электродвигателя 112, червячного редуктора 113, муфты 114. В каждом сдвоенном бункере 101 имеется лючок 115. Пыль с фильтровальных элементов-картриджей 102 удаляется импульсом сжатого воздуха давлением 6 ати, подаваемого от компрессорной станции по трубе через патрубок 116 в тридцать шесть клапанов продувки 117. Принцип работы картриджного фильтра основан на улавливании пыли фильтрующей тканью при прохождении через нее запыленного воздуха. При осаждении пыли поры в ткани постепенно уменьшаются. Основная масса пыли не проникает в ткань, а оседает на наружной поверхности картриджного фильтра.

По мере увеличения толщины слоя пыли на поверхности картриджей возрастает сопротивление движению воздуха и снижается пропускная способность фильтра, во избежание чего предусмотрена регенерация запыленных картриджей импульсом сжатого воздуха давлением 6 ати. Пыль удаляется через патрубок выгрузки 118 в технологическую тару (не показана). Для обслуживания фильтровальных элементов-картриджей 102 оператором имеются шесть люков 119. Производительность шестисекционного картриджного фильтра составляет 41000 м³/час, степень очистки от пыли 97%.

Основные технические характеристики установки пылегазоочистки: производительность по очищаемому газу 41000 м³/час, количество фильтровальных элементов 228 шт., степень очистки по фтористому водороду 70%, степень очистки по окиси меди 86%, степень очистки по окиси углерода 93%, степень очистки по окиси азота 86%, степень очистки по окиси алюминия 82%, степень очистки по пыли 97%, уровень звука не более 76 дБА (замеры производились дспециализированной лабораторией на ООО «Промышленное литье» г. Пенза).

Существенно отметить, что печь может работать как на искусственной тяге, так и на естественной тяге.

Печь работает на искусственной тяге следующим образом.

Существенно отметить, что при работе печи на искусственной тяге плавильщик металла и сплавов поднимается по лестнице 121, открывает шиберы 97, 98, а шибер 122 закрывает.

Измельченная на шредере шихта проходит магнитную сепарацию и подается в виброзагрузочную машину 29 ленточным транспортером (не показан), включается привод подвода-отвода горелочного щита с газовой горелкой 18, при этом отводится горелочный щит с закрепленной на ней газовой инжекционной одиннадцатисмесительной горелкой 18. Виброзагрузочная машина 29 перемещается по рельсовому пути 72 к печи и ее лоток 120 входит в загрузочное отверстие 71. Включается механизм вибрации виброзагрузочной машины, 29 и шихта по лотку 120 падает в предварительно прокаленную печь. После загрузки печи виброзагрузочная машина 29 перемещается по рельсовому пути 72 от печи, при этом горелочный щит плавильщик металла и сплавов возвращает в исходное положение, при котором крышка 12 печи закрывает загрузочное отверстие 71. Включается подача газа в горелку 18, пламя бьет во внутреннюю стенку корпуса печи, в шихту, нагревая ее и воздух в печи до температуры плавления.

Дымовые газы, пройдя камеру смешения 96, разбавляются в ней воздухом цеха, далее дымососом 99 подаются в блок газоочистки 123, в котором очищаются от вредных примесей. Предварительно в блок газоочистки 123 загружают адсорбент. Из блока газоочистки 123 дымовые газы по трубе 124 подаются в шестисекционный картриджный фильтр 125, где очищаются от пыли, а затем по дымовой трубе 126 удаляются в атмосферу. Тем временем металл плавится и накапливается в печи. После полного расплавления загруженного в печь лома, обработки флюсом жидкого металла и подтверждения лабораторией спектрального анализа марки получаемого сплава, включают привод передвижения электрофицированной тележки 30 и электрофицированная тележка 30 с закрепленной на ней поворотной футерованной чашей 31 с двумя футерованными желобам 32 перемещается по рельсам 38 к печи. После чего включается привод подвода-отвода горелочного щита с газовой горелкой 18, при этом отводится горелочный щит с закрепленной на ней горелкой 18 на 90°. Затем включается привод поворота печи, печь наклоняется и жидкий металл течет в футерованную чашу 31 далее по двум футерованным желобам 32, заполняя изложницы на конвейере 127 и изложницы для саусов 128. После разливки жидкого металла из печи электрофицированная тележка 30 с закрепленной на ней поворотной футерованной чашей 31 с двумя футерованными желобам 32 возвращается в исходное состояние, далее из печи удаляют шлак в шлаковню. Шлаковню увозят и процесс повторяется. Очистка дымовых газов делает процесс экологически чистым.

Работа печи на естественной тяге осуществляется в случае, если позволяют размеры санитарно-защитной зоны, а также при проведении ремонтно-профилактических работ на установки пылегазоочистки.

Шиберные заслонки 97,98 при этом закрыты, а шиберная заслонка 122 открыта. При работе печи на естественной тяге не включается дымосос 99, блок газоочистки 123 и шестисекционный картриджный фильтр 125.

Итак, технический результат достигнут.Разработанная печь является высокопроизводительной, простой по конструкции, имеющей большой срок эксплуатации, позволяющей: использовать алюминиевую стружку, алюминиевый лом, алюминиевый шлак, снизить потери тепла в окружающую среду за счет хорошей теплоизоляции, вести процесс переплава на искусственной тяге с системой пылегазоочистки, что делает его экологически чистым.

1. Роторная наклонная печь для переработки отходов цветных металлов, содержащая футерованный корпус в виде колбы с двумя опорными кольцами, каждое из которых оперто на два ролика, горелочный щит с газовым горелочным устройством, приемный желоб, привод вращения печи и привод подвода-отвода горелочного щита, отличающаяся тем, что она снабжена системой двухступенчатой установки пылегазоочистки и выполнена с возможностью работы на естественной и искусственной тяге для обеспечения экологически чистого процесса переработки, при этом футерованный корпус имеет теплоизоляционный слой, состоящий из теплоизоляционного стекловолокнистого муллитокремнеземистого фетра и слоя шамотного легковеса, на который набит слой футеровки из муллитокремнеземистой набивной массы с корочкой гарнисажа, газовое горелочное устройство содержит газовую инжекционную цилиндрическую горелку с одиннадцатью смесителями, закрепленную в горелочном щите и установленную с наклоном 20° к оси футерованного корпуса, устройство регулирования расхода воздуха и трубу для подачи газа к горелке, приваренную к кронштейну, закрепленному на поворотной колонне, причем печь имеет смонтированную на тележке поворотную футерованную чашу с двумя футерованными желобами, к одному из которых прикреплен снизу желоб с возможностью перемещения под упомянутым верхним футерованным желобом для увеличения или уменьшения длины состыкованных желобов, электропривод для перемещения тележки по рельсам к футерованному корпусу и обратно, причем поворотная рама в рабочем положении оперта на ее переднюю и заднюю опоры, а футерованный корпус размещен на поворотной раме с возможностью вращения вокруг оси посредством гидравлического привода.

2. Печь по п. 1, отличающаяся тем, что одиннадцатисмесительная инжекционная цилиндрическая горелка выполнена с обеспечением длины факела на периферии 3,4 метра, в центре 3,7 метра и имеет литой стабилизирующий пламя туннель для центрального факела и литой стабилизирующий пламя туннель для периферийного факела, при этом смесители, насадка к центральному смесителю, литые стабилизирующие пламя туннели для центрального факела и периферийного факела изготовлены из жаростойкого чугуна ЧЮ7Х2.

3. Печь по п. 1, отличающаяся тем, что тележка имеет привод, состоящий из электродвигателя, муфты, редуктора и клиноременной передачи.

4. Печь по п. 1, отличающаяся тем, что первая ступень установки пылегазоочистки представляет собой камеру смешения, дымосос ДН-12, блок газоочистки, оснащенный тремя конусами и тремя сепарационными устройствами для центробежного разделения фаз, а вторая ее ступень оснащена шестисекционным картриджным фильтром с размещенными в нем 228 фильтровальными элементами - картриджами.

5. Печь по п. 1, отличающаяся тем, что устройство для регулирования расхода воздуха содержит три стальных кронштейна, три болта, три гайки, три пружинные шайбы и регулятор, выполненный в виде стального диска, имеющего две ручки, одно отверстие диаметром 80 мм в центре и двенадцать отверстий диаметром 66 мм на периферии.

6. Печь по п. 1, отличающаяся тем, что она выполнена с возможностью обеспечения производительности по очищаемому газу 41000 м³/час, степени очистки по фтористому водороду 70%, степени очистки по окиси меди 86%, степени очистки по окиси углерода 93%, степени очистки по окиси азота 86%, степени очистки по окиси алюминия 82%, степени очистки по пыли 97% и уровня звука не более 76 дБА.

7. Печь по п. 1, отличающаяся тем, что привод вращения футерованного корпуса печи закреплен на поворотной раме и состоит из гидромотора с гидродвигателем планетарным и гидравлического редуктора.