Отражательная печь для переплава алюминиевого лома
Изобретение относится к отражательной печи для переплава алюминиевых ломов. Печь содержит корпус, образованный огнеупорными наружными боковыми, передней и задней торцевыми стенками, накопительную ванну и наклонную площадку, ограниченные подом и стенками, свод, две сливные летки, две поворотные чаши, газоход и сварной каркас, на котором размещена печь, и систему пылегазоочистки. К каркасу печи приварен стальной короб с теплоизоляцией между ним и каждой стенкой, состоящей из двойного теплоизоляционного муллитового стекловолокнистого слоя марки МЛФ-260. Сварной каркас залит бетоном с наполнителем крошкой легковесного шамотного кирпича. Накопительная ванна и наклонная площадка выполнены из корундовых блоков КС-90, уложенных на теплоизоляционный муллитовый стекловолокнистый слой марки МЛФ-260 и легковесный кирпич ШЛ-0,4. Свод имеет слой легковесного шамотного кирпич с уложенным сверху двойным теплоизоляционным муллитовым стекловолокнистым слоем марки МЛФ-260. В борове печи смонтировано устройство для нагрева воды удаляемыми из печи дымовыми газами. В одной боковой стенке размещены две инжекционные десятисмесительные горелки среднего давления, направленные под углом на наклонную площадку, в другой боковой стенке - две инжекционные десятисмесительные горелки среднего давления, направленные под углом на наклонную площадку, двенадцатисмесительную горелку, направленную на подину печи, футерованную легковесным шамотным кирпичом камеру дожига с десятисмесительной горелкой среднего давления, рабочее и шлаковое окна. Обеспечивается повышение производительности печи и степени извлечения ценных компонентов. 7 з.п. ф-лы, 9 ил.
Изобретение относится к цветной металлургии, а именно к плавильным агрегатам для переплава вторичных алюминиевых ломов и отходов алюминиевых сплавов в слитки и чушки. Печь может применяться для рафинирования, получения сплавов, усреднения химического состава лома.
Известен аналог - отражательная печь для переплавки металла (Источник информации патент РФ №2155304), содержащая корпус, образованный кирпичной кладкой наружных стен как в заявленной печи, накопительную ванну и наклонную площадку, ограниченную подом и стенками, свод, сливную летку и газоход.
Недостатками этой печи являются:
1. Сложность конструкции из-за наличия двух сводов (малый над загрузочным столом и большой над ванной).
2. Отсутствие теплоизоляции свода, наклонной площадки, накопительной ванны печи, уменьшающей потери тепла во внешнюю среду.
3. Печь не имеет систему пыле газоочистки и при работе будет загрязнять окружающую среду вредными выбросами.
4. Из описания печи следует, что она оснащена только одной форсункой. Этого явно недостаточно для обеспечения высокой скорости проплавления шихты и ведения форсированного режима плавки. Ввиду указанных выше недостатков печь не может обеспечить решение технической задачи.
Известен аналог - отражательная печь для переплава металла (Источник информации патент РФ №2047663), содержащая корпус, образованный кирпичной кладкой наружных стен как в заявленной печи, накопительную ванну и наклонную площадку, ограниченную подом и стенками, свод, сливную летку и газоход.
Печь предназначена для переплавки вторичного алюминия и имеет следующие недостатки:
1. Дороговизна и сложность аккумулирующей тепло подушки (легковесный огнеупорный кирпич, блюмсы).
Большая глубина жидкого металла в ванне затрудняет процесс перемешивания, вследствие чего жидкий металл не будет гомогенным.
2. Отсутствие теплоизоляции свода, наклонной площадки, накопительной ванны печи, уменьшающей потери тепла во внешнюю среду.
3. Печь не имеет систему пыле газоочистки и при работе будет загрязнять окружающую среду вредными выбросами.
4. В печи используется стационарный желоб для слива расплавленного металла.
Из-за перечисленных выше недостатков невозможно получить технический результат.
Известен аналог - отражательная печь для переплавки металла (Источник информации патент РФ №2361162), являющаяся наиболее близкой (прототипом), содержащая корпус, образованный огнеупорными наружными боковыми, передней и задней торцевыми стенками, как в заявленной печи, накопительную ванну и наклонную площадку, ограниченную подом и стенками, свод, сливную летку и газоход, причем, корпус размещен на сварном каркасе. Считаю, что печь, взятая за прототип, имеет следующие недостатки:
1. Печь не имеет систему пыле газоочистки.
2. Печь имеет высокую производительность, но производительность ее еще можно увеличить.
3. Печь не имеет системы нагрева воды для использования его в бытовых и производственных целях, удаляемыми из печи дымовыми газами с температурой 950-1050°.
4. Печь не имеет камеру дожига и достаточную герметичность, чтобы уменьшить металла и тепла в окружающую среду.
5. В печи использованы подовые блоки МКРС-50, имеющие достаточно большой срок эксплуатации, однако, применив другие подовые блоки для подины и наклонной площадки, можно увеличить срок эксплуатации печи. Задачей изобретения является создание высокопроизводительной газовой ванной отражательного типа печи для переплава алюминиевых ломов, имеющей систему нагрева воды удаляемыми из печи дымовыми газами, систему пыле газоочистки, 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, имеющей большой срок эксплуатации и систему нагрева воды удаляемыми из печи дымовыми газами, позволяющей: использовать несортированный от инородных включений лом, снизить потери тепла в окружающею среду за счет 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 отражательную печь для переплава алюминиевого лома, содержащую корпус, образованный огнеупорными наружными боковыми, передней и задней торцевыми стенками, накопительную ванну и наклонную площадку, ограниченные подом и стенками, свод, сливную летку и газоход, согласно предлагаемому изобретению, введен сварной каркас, залитый бетоном с наполнителем: крошкой легковесного шамотного кирпича, накопительная ванна и наклонная площадка выполнены из корундовых блоков КС-90, уложенных на два теплоизоляционных муллитовых стекловолокнистых слоя марки МЛФ-260 и легковесный шамотный кирпич ШЛ-0,4. Бетон с наполнителем: крошкой легковесного шамотного кирпича, два теплоизоляционных муллитовых марки МЛФ-260 стекловолокнистый слоя и легковесный шамотного кирпича ШЛ-0,4 под подиной и под наклонной площадкой позволяют снизить потери тепла, сохранять температуру металла в ванне и наклонной площадке. Срок службы печи увеличивается из-за использования корундовых блоков КС-90, которые имеют высокую огнеупорность и стойкость (срок службы по практическим данным 8,5 лет).
Кроме того, отражательная печь для переплава алюминиевого лома имеет в одной боковой стене две инжекционные десятисмесительные горелки среднего давления, причем, нижний ряд смесителей горелок с гладкой внутренней поверхностью смесителей, имеющих факел длиной 1,5 метра направлен под углом на наклонную площадку, а верхний ряд смесителей горелок, выполненные с ребрами внутри центрального канала, дающих при горении газо воздушной смеси факел 2,4 метра, также направлен под углом на наклонную площадку печи.
При этом в другой боковой стене печь имеет две инжекционные десятисмесительные горелки среднего давления, причем, нижний ряд смесителей горелок с гладкой внутренней поверхностью смесителей, имеющих факел длиной 1,5 метра направлен под углом на наклонную площадку, а верхний ряд смесителей горелок, выполненные с ребрами внутри центрального канала, дающих при горении газо воздушной смеси факел 2,4 метра, также направлен под углом на наклонную площадку печи, кроме того, одна двенадцатисмесительная двухрядная горелка, выполненная с ребрами внутри всех двенадцати центральных каналов смесителей, дающих при горении газо воздушной смеси факел 2,4 метра направлена на подину печи в сторону леток. Такое расположение горелок позволяет добиться высокой скорости плавки, снижения угара (по практическим данным). Тепловая мощность горелок составляет 7280 КВт, что делает печь высокопроизводительной, позволяющей вести форсированный режим плавки.
Вместе с тем, каждая из четырех десятисмесительных газовых инжекционных горелок, далее горелок, имеют десять литых смесителей расположенных в нижнем ряду диаметром 66 мм, толщиной стенки 10 мм и длиной 370 мм с четырьмя просверленными соплами диаметром 1,6 мм, а десять смесителей, расположенных в верхнем ряду имеют те же размеры смесителей, только на внутренней поверхности смесителей отлиты 12 ребер длиной 190 мм и высотой 4 мм, двух рядная горелка с двенадцатью смесителями имеет такие же размеры смесителей, какие имеет десятисмесительная горелка в верхнем ряду, причем смесители, стабилизирующий пламя горелочный туннель изготавливают из жаростойкого чугуна ЧХ 22, который увеличивает срок службы горелки, а также печи в целом. Четыре десятисмесительные горелки расплавляют лом, находящийся на наклонной площадке, одна двенадцатисмесительная горелка верхнего ряда поддерживают температуру в ванне печи, прогревает металл у леток и, при необходимости, переплавляет загруженные в шлаковое окно алюминиевый прошедший дробление и магнитную сепарацию лом, а также лигатуры.
При этом отражательная печь для переплава алюминиевого лома имеет одну летку в задней торцевой стене и одну в боковой стене для выпуска расплавленного металла, выполненные в быстросменных леточных кирпичах, причем, каждый леточный кирпич частично размещается в сварном коробе леточного кирпича, имеет конусную заходную часть, исключающую утечки расплавленного металла, а также сварной короб леточного кирпича имеет отбортовку с четырьмя отверстиями для крепления на болтах, которые приварены к стальному кожуху печи, кроме того, печь имеет две футерованные поворотные чаши с приваренными к ним футерованными поворотными желобами с ручками, которые могут поворачиваться в процессе разливки жидкого металла и параллельно обеспечивать разливку наплавленного в печи металла в разливочное оборудование.
Более того, в борове печи смонтировано устройство для нагрева воды удаляемыми из печи дымовыми газами, которое состоит: из установки, подающей холодную воду по стальным трубам в два регистра борова печи, выложенных внутри борова по всей его длине две камеры нагрева, в каждой из которых размещается регистр. Такое конструктивное решение позволяет поддерживать рекомендуемую температуру в помещении пыле газоочистки, подавать горячую воду для изготовления деревянной модельно-опочной оснастки, использовать горячую воду в сушилках бытовых помещений производственных зданиях, кроме того значительно снижает потери тепла в окружающую среду.
Существенно отметить, что свод печи имеет слой легковесного шамотного кирпича, а сверху его уложен теплоизоляционный муллитовый стекловолокнистый слой марки МЛФ-260 толщиной 40 мм. Это дополнительно уменьшает теплопотери из печи.
Далее, печь имеет в боковой стене шлаковое окно, оснащенное электрическим приводам подъема и опускания заслонки печи, состоящий из реверсивного электродвигателя, муфты, червячного редуктора, шкива, барабана, стального троса, а также сварной заслонки с двойным теплоизоляционным муллитовым марки стекловолокнистым слоем МЛФ-260, футерованной легковесным полуторным шамотным кирпичем ШЛ-0,4, причем, футеровка выступает за плоскость заслонки на 35 мм и при закрытии образуется надежный «Г-образный замок», более того рама заслонки имеет по два ползуна с каждой стороны, приваренных к ней, перемещающихся по копирам. «Г-образный замок» способствует уменьшению угара и теплопотерь из печи, кроме того в шлаковое окно можно загружать измельченную и подверженную магнитной сепарации шихту, что позволяет быстро производить завалку шихты в печь, при этом производительность печи увеличивается.
Далее печь имеет гидравлический привод подъема и опускания рабочей заслонки печи, состоящий из двух силовых цилиндров, масляного насоса, кронштейнов, вращающихся на осях, приваренных к корпусу печи, а также литой чугунной заслонки с тройным теплоизоляционным муллитовым марки МЛФ-260 стекловолокнистым слоем толщиной 40 мм, футерованной легковесным полуторным шамотным кирпичем ШЛ-0,4, причем, футеровка выступает за плоскость заслонки на 35 мм и при закрытии образуется надежный «Г-образный замок». «Г-образный замок» способствует уменьшению угара и теплопотерь из печи.
Мало того, отражательная печь для переплава алюминиевого лома (далее печь) снабжена футерованной огнеупорным кирпичем камерой дожига с двойным теплоизоляционным муллитовым стекловолокнистым слоем марки МЛФ-260 толщиной 40 мм, в которой установлена двухрядная десятисмесительная горелка среднего давления, причем в передней стенке камера дожига имеет технологическую футерованную легковесным шамотным кирпичом дверку, которая открывается и закрывается вручную.
Наконец, печь снабжена системой пыле газоочистки для достижения экологически чистого процесса, которая состоит из камеры смешения, дымососа, пятисекционного пыле газоочистного блока, при этом система пыле газоочистки имеет следующую характеристику: производительность по очищаемому газу 89600 м3/час; толщина каждого слоя адсорбента 0,25 м; степень очистки по фтористому водороду 77%; степень очистки по окиси меди 87%; степень очистки по окиси углерода 93%; степень очистки по окиси азота 87%; степень очистки по окиси алюминия 86%; степень очистки от пыли 88%, температура очищаемого газа от 20 до 80°С.
Введение в конструкцию печи перечисленных выше устройств, материалов и т.п., обеспечивает решение поставленной задачи.
Наличие наклонной площадки позволяет вести в печи переплавку несортированного от инородных включений лома, так как переделки (чугунные и стальные кольца, вкладыши, втулки, шпильки, толкатели, клапаны и т.д.) не попадают в расплавленный металл.
На фиг. 1 - Вид печи в плане.
На фиг. 2 - Разрез А-А печи.
На фиг. 3 - Вид Б печи.
На фиг. 4 - Вид В печи со снятой рабочей дверью.
На фиг. 5 - Десятисмесительная газовая инжекционная горелка.
На фиг. 6 - Разрез Г-Г десятисмесительной газовой инжекционной горелки.
На фиг. 7 - Двенадцатисмесительная газовая инжекционная горелка.
На фиг. 8 - Пятисекционный пылегазоочистной блок.
На фиг. 9 - Вид печи в плане с разливочным оборудованием и системой пыле газоочистки.
Предлагаемая печь содержит: смонтированный на каркасе 1 залитый бетоном с наполнителем - крошкой легковесного шамотного кирпича, корпус, образованный кирпичной кладкой наружных боковых 2, передней 3 и задней 4 торцевых стен фиг. 2.
Под 5 печи и наклонная площадка 6 выложены из корундовых блоков КС-90, уложенных на двойной теплоизоляционный муллитовый марки МЛФ-260 стекловолокнистый слой поз. 7 фиг. 2. Двойной теплоизоляционный муллитовый стекловолокнистый слой марки МЛФ-260 поз. 7 толщиной 40 мм получается путем раскатывания на каркасе 1 рулонов теплоизоляционного муллитового стекловолокнистого материала марки МЛВ-260 шириной 1400 мм, длиной 15000 мм, толщиной 20 мм. На двойной теплоизоляционный муллитовый стекловолокнистый слой марки МЛФ-260 под подиной 5 и наклонной площадкой 6 укладывается легковесный шамотный кирпич 8 марки ШЛ 0,4. Каркас 1 сварен из двутавра №35 поз. 9 и армирован швеллерами №16 поз. 10 и залит бетоном с наполнителем - крошкой легковесного шамотного кирпича. Бетон с наполнителем: крошкой легковесного шамотного кирпича, два теплоизоляционных муллитовых стекловолокнистых слоя марки МЛФ-260 и легковесный шамотный кирпич ШЛ-0,4 под подиной 5 и под наклонной площадкой 6 позволяют снизить потери тепла, сохранять температуру металла в ванне и наклонной площадке 6. Срок службы печи увеличивается из-за использования корундовых блоков КС-90, которые имеют высокую огнеупорность и стойкость (срок службы по практическим данным 8,5 лет). Применением корундовых блоков КС-90 вместо обычных штучных изделий можно уменьшить количество швов, что снижает газопроницаемость и повышает шлакоустойчивость футеровки; получить экономию средств, поскольку отпадает процесс предварительного изготовления штучных огнеупоров, выполнить узлы агрегатов практически любой конфигурации, ускорить процесс строительства печи и снизить долю ручного труда. Швы между корундовыми блоками КС-90 заполняют тонкоразмолотым сухим шамотным порошком, а еще более лучший результат был достигнут автором, когда засыпанный в щели блоков подины 5 и наклонной площадки 6 шамотный порошок в верхней части заливался жидким стеклом, а затем замазывался «заподлицо» с верхней плоскостью подины 5 и наклонной площадки 6 огнеупорной клеевой мастикой.
В качестве связующего вещества применяется огнеупорный состав, состоящий из огнеупорной глины (25%), шамотного порошка (71%), жидкого стекла (3%) и фоскона (алюмохромофосфатная смесь 1%).
Толщина швов 1-2 мм, термокомпесационные швы не выкладываются.
На металлическом каркасе 1 печи, залитый бетоном, выложены четыре стены, под 5, наклонная площадка 6. Каркас 1 печи заливают бетоном марки В22,5 с наполнителем - крошкой легковесного шамотного кирпича. Излишки бетона В22,5 с наполнителем - крошкой легковесного шамотного кирпича снимают линейкой с поверхности каркаса 1. Подина 5 состоит из девяти рядов корундовых блоков КС-90 (с учетом наклонной части) по три штуки в каждом ряду. Размер подины 3 × 3,6 метра. Наклонная площадка 5 состоит из шести рядов корундовых блоков КС-90. Размер наклонной площадки 3 × 2,4 метра. Корундовые блоки обложены прямым шамотным кирпичом марки ША - 1 изделие №5 ГОСТ 8691-73. Стены печи выложены в два кирпича из прямого шамотного кирпича ША - 1 №5 и полуторного шамотного кирпича №12 ГОСТ 8691-73. Существенно отметить, что свод печи 11 опирается на пятовые кирпичи 12 №67, имеет слой легковесного шамотного кирпича 13, а сверху его уложен теплоизоляционный муллитовый стекловолокнистый слой 14 марки МЛФ-260 толщиной 40 мм. Это дополнительно уменьшает теплопотери из печи.
Далее, печь имеет в передней 3 торцевой стене рабочее окно 15, которое снабжено гидравлическим приводом подъема и опускания рабочей заслонки печи. Гидравлический привод подъема и опускания рабочей заслонки печи, состоит из двух силовых цилиндров 16, масляного насоса (не показано), двух кронштейнов 17, вращающихся на осях 18, приваренных к корпусу печи, а также литой чугунной заслонки 19 с тройным теплоизоляционным муллитовым стекловолокнистым слоем 20 марки МЛФ-260 толщиной 40 мм, футерованной легковесным полуторным шамотным кирпичем 21 марки ШЛ-0,4, причем, футеровка выступает за плоскость заслонки на 35 мм и при закрытии образуется надежный «Г-образный замок». «Г-образный замок» способствует уменьшению угара и теплопотерь из печи. Свод 22 рабочего окна 15 опирается на пятовые кирпичи 23 №67 фиг. 1, 2, 3, 4.
Далее, печь имеет в боковой стене 2 шлаковое окно 24, оснащенное электрическим приводом подъема и опускания заслонки печи. Шлаковое окно 24 имеет свод 25, опирающийся на пятовые кирпичи 26. Электрический привод подъема и опускания заслонки печи состоит из: реверсивного электродвигателя 27, муфты 28, червячного редуктора 29, шкива 30, барабана 31, стального троса 32, а также сварной заслонки 33 с двойным теплоизоляционным муллитовым стекловолокнистым слоем марки МЛФ-260 поз. 34, футерованной легковесным полуторным шамотным кирпичом ШЛ-0,4 поз. 35, причем, футеровка выступает за плоскость сварной заслонки 33 на 35 мм и при закрытии образуется надежный «Г-образный замок», более того рама сварной заслонки 33 имеет по одному ползуну 36 с каждой стороны, приваренных к ней, перемещающихся по копирам 37. «Г-образный замок» способствует уменьшению угара и теплопотерь из печи, кроме того в шлаковое окно 24 можно загружать измельченную и подверженную магнитной сепарации шихту, что позволяет быстро производить завалку шихты в печь, при этом производительность печи увеличивается. Привод подъема и опускания заслонки размещен на стальной плите 38 фиг. 1, 2, 4.
Для предотвращения распора кладки печи выполнены вертикальные швеллеры и уголки 39, которые имеют связку из горизонтальных швеллеров и уголков 40 фиг. 3. Выше свода 11, расположенного над наклонной площадкой 6 смонтирована стальная конструкция 41, которая предотвращает распор кладки печи и по которой слесари ремонтники, футеровщики попадают внутрь камеры дожига для выполнения ремонтных работ.
При разогреве и плавке образующиеся дымовые газы проходят камеру дожига и попадают в боров 42 фиг. 1,4. В борове 42 печи смонтировано устройство для нагрева воды удаляемыми из печи дымовыми газами, которое состоит: из установки (не показана), подающей холодную воду по стальным трубам в два регистра 43 борова 42 печи, выложенных внутри борова по всей его длине две камеры нагрева 44, в каждой из которых размещается регистр 43. Боров 42 смонтирован на двух уголках 45 №100, между которыми приварена стальная плита 46, на стальной плите 46 уложен теплоизоляционный муллитовый стекловолокнистый слой 47 марки МЛФ-260, а сверху его уложены огнеупорные плиты 48. Сверху боров 42 перекрыт огнеупорными плитами 49 и установлен на опоры 50. Итак, раскаленные дымовые газы проходят по борову 42, нагревая при этом огнеупорные плиты 48, 49, две камеры нагрева 44 и два регистра 43 с водой. Такое конструктивное решение позволяет поддерживать рекомендуемую температуру в помещении пыле газоочистки, подавать горячую воду для изготовления деревянной модельно-опочной оснастки, использовать горячую воду в сушилках бытовых помещений производственных зданиях, кроме того значительно снижает потери тепла в окружающую среду.
Печь снабжена футерованной огнеупорным шамотным кирпичом камерой дожига 51 с двойным теплоизоляционным муллитовым стекловолокнистым слоем 52 марки МЛФ-260 толщиной 40 мм, в которой установлена двух рядная десятисмесительная горелка 53 среднего давления, причем в передней стенке камера дожига 51 имеет технологическую футерованную легковесным шамотным кирпичом 54 дверку 55, которая открывается и закрывается вручную. Дверка 55 имеет теплоизоляционный муллитовый стекловолокнистый слой 56 марки МЛФ-260, ручку 57, стальную накладку 58 и две приваренные пластины 59 фиг. 2, 4.
При этом печь имеет одну летку 60 в задней торцевой стене 4 и одну в боковой стене 2 для выпуска расплавленного металла, выполненные в быстросменных леточных кирпичах 61, причем, каждый леточный кирпич 61 частично размещается в сварном коробе 62 леточного кирпича 61, имеет конусную заходную часть 63, исключающую утечки расплавленного металла, а также сварной короб 62 имеет отбортовку 64 с четырьмя отверстиями для крепления на болтах 65, которые приварены к стальному коробу печи 66. Следует отметить, что к каркасу печи 1 приварен стальной короб 66, в котором выложены четыре стены, снабженный теплоизоляцией между ним и каждой стеной, состоящей из двойного теплоизоляционного муллитового стекловолокнистого слоя марки МЛФ-260 поз. 67. Кроме того, печь имеет две футерованные поворотные чаши 68 с приваренными к ним футерованными поворотными желобами 69 с ручками 70, которые могут поворачиваться в процессе разливки жидкого металла и параллельно обеспечивать разливку наплавленного в печи металла в разливочное оборудование. Жидкий металл вытекает из печи через летку 60, течет по сливному носку 71 и попадает в поворотную чашу 68 фиг. 1, 2, 3, 4.
Кроме того, печь имеет в одной боковой стене 2 две инжекционные десятисмесительные горелки 72 среднего давления, причем, нижний ряд смесителей (по установке горелок в печи) 73 горелок 72 с гладкой внутренней поверхностью смесителей, имеющих факел длиной 1,5 метра направлен под углом на наклонную площадку 6, а верхний ряд смесителей 74 горелок, выполненные с ребрами 75 внутри центрального канала, дающих при горении газовоздушной смеси факел 2,4 метра, также направлен под углом на наклонную площадку 6 печи фиг. 2, 5, 6. В другой боковой стене 2 печь имеет две инжекционные десятисмесительные горелки 72 среднего давления, причем, нижний ряд смесителей 73 горелок 72 с гладкой внутренней поверхностью смесителей, имеющих факел длиной 1,5 метра направлен под углом на наклонную площадку 6, а верхний ряд смесителей 74 горелок, выполненные с ребрами 75 внутри центрального канала, дающих при горении газовоздушной смеси факел 2,4 метра, также направлен под углом на наклонную площадку 6 печи, кроме того, одна двенадцатисмесительная двухрядная горелка 76, выполненная с ребрами 75 внутри всех двенадцати центральных каналов смесителей, дающих при горении газовоздушной смеси факел 2,4 метра направлена на подину 5 печи в сторону леток 60 фиг. 2, 6, 7. Такое расположение горелок позволяет добиться высокой скорости плавки, снижения угара (по практическим данным). Тепловая мощность горелок составляет 7280 КВт, что делает печь высокопроизводительной, позволяющей вести форсированный режим плавки. Вместе с тем, каждая из четырех десятисмесительных газовых инжекционных горелок 72, имеют десять литых смесителей 73 расположенных в нижнем ряду диаметром 66 мм, толщиной стенки 10 мм и длиной 370 мм с четырьмя просверленными соплами 77 диаметром 1,6 мм, а десять смесителей 74, расположенных в верхнем ряду имеют те же размеры смесителей, только на внутренней поверхности смесителей отлиты 12 ребер 75 длиной 190 мм и высотой 4 мм, двух рядная горелка 76 с двенадцатью смесителями имеет такие же размеры смесителей, какие имеет десятисмесительная горелка 72 в верхнем ряду фиг. 6. У всех горелок к газораспределительной камере 78 приварен по периметру кожух 79, из листовой стали толщиной 2 мм, в который набивается огнеупорная набивная масса 80. На газораспределительную камеру 78 и кожух 79 надевается литой стабилизирующий пламя горелочный туннель 81 и приваривается по периметру к газораспределительной камере 78. К газораспределительной камере 78 приваривается входной патрубок 82, по которому происходит подача в нее газа. Смесители, литой стабилизирующий пламя горелочный туннель 81 изготавливают из жаростойкого чугуна ЧХ 22, который увеличивают срок службы горелки, а также печи в целом. Существенно отметить, что инжекционная десятисмесительная горелка 53 среднего давления, установленная в камере дожига 51, отличается от горелки 72 только диаметром 57 мм и толщиной стенки 9. Номинальное рабочее давление газа у всех горелок 0,08 МПа. Горелки перекрываются большими корундовыми блоками КС-90 поз. 83 и обмуровываются огнеупорной набивной массой собственной разработки имеющей следующий состав:
Песок кварцевый;
Мертель шамотный МШ 39 ТУ 14 - 199 - 119 - 200;
Лигносульфанат технический ТУ 13 - 0281036 - 89;
Порошок молотой глины ПГБ ТУ 1522 - 009 - 00190495 - 99;
Фоскон (алюмохромофосфатная смесь) ТУ 2149 - 150 - 10964029 - 01.
Четыре десятисмесительные горелки 72 расплавляют лом, находящийся на наклонной площадке 6, одна двенадцатисмесительная горелка 76 поддерживает температуру в ванне печи, прогревает металл у леток 60 и, при необходимости, переплавляет загруженные в шлаковое окно алюминиевый прошедший дробление и магнитную сепарацию лом, а также лигатуры. И последнее в конструкции печи: рабочее окно 15 выполнено с подоконником 84, который опирается на две укосины 85, а шлаковое окно 24 имеет подоконник 86, который опирается на две укосины 87 фиг. 1, 4.
Печь снабжена системой пыле газоочистки для достижения экологически чистого процесса, которая разработана автором и состоит из камеры смешения 88, дымососа 89, пятисекционного пыле газоочистного блока 90, при этом система пыле газоочистки имеет следующую характеристику: производительность по очищаемому газу 89600 м3/час; толщина каждого слоя адсорбента 0,25 м; степень очистки по фтористому водороду 77%; степень очистки по окиси меди 87%; степень очистки по окиси углерода 93%; степень очистки по окиси азота 87%; степень очистки по окиси алюминия 86%; степень очистки от пыли 88%, температура очищаемого газа от 20 до 80°С фиг. 9.
Пятисекционный пыле газоочистной блок 90 состоит из пяти единичных сварных блока, причем каждый сварной блок представляет собой сборный стальной цилиндрической формы корпус 91, в нижней части которого имеется нижняя поворотная загрузочная решетка 92 с отверстиями фиг. 8. В средней части цилиндрического корпуса 91 имеется верхняя поворотная загрузочная решетка 93 с отверстиями. Поворот решеток вокруг осей осуществляется с помощью рукояток 94, закрепленных на осях. Выше нижней поворотной загрузочной решетки 92 расположен нижний загрузочный патрубок 95. Выше верхней поворотной загрузочной решетки 93 расположен верхний загрузочный патрубок 96. В верхней части цилиндрического корпуса 91 размещены вращающиеся рукавные фильтры (не показаны) в количестве 10 штук, которые улавливают пылевидные частицы из дымовых газов. Вверху каждого сварного блока на обслуживающей площадке 97 размещен привод вращения рукавных фильтров, состоящий из электродвигателя 98, муфты 99, червячного редуктора 100 и зубчатой тарелки 101.
В верхней части цилиндрического корпуса 91 закреплена на четырех кронштейнах 102 обслуживающая площадка 97, которая опирается на двенадцать опор 103 и имеет слева лестницу 104. На обслуживающей площадке 97 закреплена рама 105, на которой смонтирована воздуходувка 106 с электродвигателем 107. На верхнюю 93 поворотную загрузочную решетку и нижнюю 92 поворотную загрузочную решетку раз в неделю с приставной лестницы загружается адсорбент: активированный уголь, селикагель, березовый уголь, известь «пушонка». Отработанный адсорбент и пыль собираются в конусной части 108 цилиндрического корпуса 91. Очищаемые газы из печи подаются в пятисекционный пыле газоочистной блок 90 по трубе 109. Отработанный адсорбент выгружается через нижнюю горловину 110 цилиндрического корпуса 91 в тару (не показана) и увозится в отвал. Для наблюдения за ходом процесса очистки дымовых газов в цилиндрическом корпусе 91 выполнены три глазка 111. Так как дымовые газы, выходящие из печи имеют температуру больше 800-900°С, то обычно перед дымососом 89 устанавливают камеру смешения 88, в которой дымовые газы разбавляются воздухом цеха, при этом их температура снижается до 150-170°С фиг. 9. В камере смешения 88 установлены два шибера: один из которых 112 закрывает или открывает подачу в дымосос отходящих газов, другой 113 регулирует подачу свежего воздуха для разбавления им продуктов горения. В качестве дымососа принят дымосос мод. ДН-12, который имеет рабочую температуру до 250°С. После очистки дымовых газов от вредных веществ на загрузочных решетках 92,93 в «кипящем слое» они очищаются от пыли во вращающихся рукавных фильтрах, находящихся в верхней части цилиндрического корпуса 91 поступают в воздуходувку 106 и далее по трубе 114 попадают в дымовую трубу 115, по которой удаляются в атмосферу фиг. 9. Перед входом в трубу 116, которая идет на дымовую трубу 115 установлен шибер 117, для обслуживания которого предусмотрена обслуживающая площадка 118 с лестницей 119. Обслуживающая площадка 118 с лестницей 119 служит и для обслуживания шиберов 112, 113, установленных в камере смешения 88.
Печь работает на естественной тяге следующим образом. Плавильщик металла и сплавов открывает шибер 117, шиберы 112 и 113 на камере смешения 88 закрыты, при этом тяга в печи должна составлять 5-20 даПа. Далее плавильщик металла зажигает горелки 53, 72 и 76 прокаливает печь по технологическому графику прокалки в зависимости от вида проведенного ремонта. После прокалки затыкаются летки 60, включается гидравлический механизм подъема заслонки 19 рабочего окна 15 и в прокаленную печь на наклонную площадку 6 через рабочее окно 15 загружается погрузчиком алюминиевый лом. Затем закрывается рабочее окно 15. Пламя четырех горелок 72 нагревают лом до температуры плавления. Металл плавится и стекает по наклонной площадке 6 на под 5 печи. После проплавления загруженной порции алюминиевого лома загружается и проплавляется вторая и так далее до накопления 1/3 расплавленного металла в ванне печи. Далее, включается привод подъема сварной заслонки 33 шлакового окна 24, поднимается сварная заслонка 33 шлакового окна 24 и на ванну с расплавленным металлом загружается погрузчиком измельченный и прошедшый магнитную сепарацию лом. Таким образом, загрузка в рабочее 15 и шлаковое 24 окна происходит одновременно, также плавка лома на наклонной площадке 6 и в ванне происходит одновременно. Раскаленные дымовые газы поднимаются и входят в камеру дожига 51, в которой происходит дожиг, а затем поступают в боров 42, в котором смонтировано устройство для нагрева воды удаляемыми из печи дымовыми газами, таким образом, нагревается подаваемая вода в два регистра 43, далее нагретая вода поступает к потребителям. Пройдя боров 42 дымовые газы по трубе 116 попадают в дымовую трубу 115, из которой удаляются в атмосферу. В процессе плавки лом расплавляется, а на наклонной площадке 6 остаются все включения (даже возможно незначительное попадание их на подину 5, если неопытный водитель погрузчика и очень много загружается лома), температура плавления которых выше алюминиевого сплава. Эти отходы (переделки: чугунные и стальные кольца, вкладыши, втулки, шпильки, толкатели, клапаны и т.д.) не попадают в расплавленный металл, так как в конце плавки их удаляют с наклонной площадки 6 скребком, закрепленным на погрузчике. После полного расплавления загруженного в печь лома, обработки флюсом жидкого металла, тщательного перемешивания металла в ванне и взятии пробы жидкого металла заливщики металла открывают летки 60 и производят разливку жидкого металла в изложницы разливочной карусели 120 и конвейера 121. После разливки из печи жидкого металла, плавильщики металла открывают заслонку 19 рабочего 15 окна и заслонку 33 шлакового окна 24 и чистят наклонную площадку 6 и подину 5 от шлака и попавших на нее переделок. Работа печи на искусственной тяге происходит следующим образом.
Плавильщик металла и сплавов закрывает шибер 117, а шиберы 112, 113 при этом открыты. Операции выполняются такие же, как и при плавке на естественной тяге. Разница в том, что перед загрузкой шихты в печь загружается адсорбент в загрузочные патрубки 95 и 96 на нижнюю 92 и соответственно верхнюю поворотную загрузочную решетку 93, производится включение пятисекционного пыле газоочистного блока 90, кроме того, включается дымосос 89. Продукты горения, пройдя камеру смешения 88, разбавляются в ней воздухом цеха, далее нагнетаются дымососом 89 в пятисекционный пыле газоочистной блок 90, проходят очистку от вредных соединений и пыли в нем. Принцип работы единичного пыле газоочистного блока заключается в следующем: дымовые газы проходят слой адсорбента на нижней 92 и верхней поворотной загрузочной решетки 93, при этом на них образуется «кипящий слой», в результате чего вредные вещества, находящиеся в дымовых газах, адсорбируются известью «пушонкой», активированным углем, селикагелем, березовым углем. Разработанная печь является высокопроизводительной, имеющей большой срок эксплуатации и систему нагрева воды удаляемыми из печи дымовыми газами, позволяющей: использовать несортированный от инородных включений лом, снизить потери тепла в окружающею среду за счет теплоизоляции, вести процесс переплава на естественной и искусственной тяге с системой пыле газоочистки, что делает его экологически чистым.
1. Отражательная печь для переплава алюминиевых ломов, содержащая корпус, образованный огнеупорными наружными боковыми, передней и задней торцевыми стенками, ограниченную подом и стенками накопительную ванну, свод, сливную летку, газоход, сварной каркас, на котором размещен корпус печи, приваренный к каркасу печи стальной короб, снабженный теплоизоляцией между ним и каждой стеной, рабочее и шлаковое окна с заслонками, устройства подъема и опускания заслонок рабочего и шлакового окон, две футерованные поворотные чаши с приваренными к ним футерованными поворотными желобами с ручками, выполненные с возможностью поворота в процессе разливки жидкого металла с обеспечением разливки наплавленного в печи металла в разливочное оборудование, боров и систему пылегазоочистки, отличающаяся тем, что она снабжена футерованной огнеупорным кирпичом камерой дожига с установленной в ней десятисмесительной инжекционной горелкой среднего давления и устройством для нагрева воды удаляемыми из печи дымовыми газами, размещенном в борове печи, причем камера дожига имеет футерованную легковесным шамотным кирпичом дверку, которая открывается и закрывается вручную, сварной каркас залит бетоном с наполнителем из крошки легковесного шамотного кирпича, накопительная ванна и наклонная площадка выполнены из корундовых блоков КС-90, уложенных на теплоизоляционный муллитовый стекловолокнистый марки МЛФ-260 и легковесный кирпич ШЛ-0,4, а теплоизоляция между стальным коробом и каждой стенкой печи выполнена из двойного теплоизоляционного муллитового стекловолокнистого слоя марки МЛФ-260, в одной боковой стенке печи размещены две инжекционные десятисмесительные горелки среднего давления, направленные под углом на наклонную площадку, в другой боковой стенке - две инжекционные десятисмесительные горелки среднего давления, направленные под углом на наклонную площадку, и двенадцатисмесительную горелку, направленную на подину печи, в одной боковой стене и в задней торцевой стене выполнены в быстросменных леточных кирпичах летки для выпуска расплавленного металла.
2. Печь по п. 1, отличающаяся тем, что устройство подъема и опускания заслонки рабочего окна имеет гидравлический привод подъема и опускания упомянутой заслонки, состоящий из двух силовых цилиндров, масляного насоса, кронштейнов, вращающихся на осях, приваренных к корпусу печи, а также литой чугунной заслонки с тройным теплоизоляционным муллитовым стекловолокнистым слоем марки МЛФ-260 толщиной 40 мм, футерованной легковесным полуторным шамотным кирпичем ШЛ-0,4, причем футеровка выступает за плоскость заслонки на 35 мм с образованием при закрытии Г-образного замка.
3. Печь по п. 1, отличающаяся тем, что устройство для нагрева воды удаляемыми из печи дымовыми газами содержит установку для подачи холодной воды по стальным трубам в два регистра борова печи, выложенных внутри борова по всей его длине, две камеры нагрева, в каждой из которых размещается регистр.
4. Печь по п. 1, отличающаяся тем, что шлаковое окно выполнено в боковой стене и оснащено электрическим приводом подъема и опускания заслонки печи, состоящим из реверсивного электродвигателя, муфты, червячного редуктора, шкива, барабана, стального троса и сварной заслонки с двойным теплоизоляционным муллитовым стекловолокнистым слоем марки МЛФ-260, футерованной легковесным полуторным шамотным кирпичем ШЛ-0,4, причем футеровка выступает за плоскость заслонки на 35 мм с образованием при закрытии Г-образного замка, а рама заслонки имеет по два ползуна, приваренных к ней с каждой стороны и перемещающихся по копирам.
5. Печь по п. 1, отличающаяся тем, что одна летка, выполненная в быстросменном леточном кирпиче, размещена в задней торцевой стене, а одна - в боковой стене для выпуска расплавленного металла, при этом каждый леточный кирпич частично размещен в сварном коробе леточного кирпича, имеет конусную заходную часть для исключения утечки расплавленного металла, а сварной короб выполнен с отбортовкой с четырьмя отверстиями в ней для крепления на болтах, приваренных к стальному коробу печи.
6. Печь по п. 1, отличающаяся тем, что свод имеет слой легковесного шамотного кирпича и уложенный поверх него двойной теплоизоляционный муллитовый стекловолокнистый слой марки МЛФ-260 толщиной 40 мм.
7. Печь по п. 1, отличающаяся тем, что система пылегазоочистки содержит камеру смешения, дымосос, пятисекционный пылегазоочистной блок и выполнена с возможностью обеспечения достижения производительности по очищаемому газу 89600 м3/час, толщины каждого слоя адсорбента 0,25 м, степени очистки по фтористому водороду 77%, степени очистки по окиси меди 87%, степени очистки по окиси углерода 93%, степени очистки по окиси азота 87%, степени очистки по окиси алюминия 86%, степени очистки от пыли 88% и температуры очищаемого газа от 20 до 80°С.
8. Печь по п. 1, отличающаяся тем, что каждая из пяти инжекционных десятисмесительных двухрядных горелок среднего давления имеет в нижнем ряду 5 смесителей с гладкой внутренней поверхностью смесителей, имеющих факел длиной 1,5 м, направленных под углом на наклонную площадку, а смесители горелок верхнего ряда выполнены с ребрами внутри центрального канала, обеспечивающими при горении газовоздушной смеси факел 2,4 м, направленный под углом на наклонную площадку, десять литых смесителей, расположенных в нижнем ряду, имеют диаметр 66 мм, толщину стенки 10 мм, длину 370 мм и четыре просверленных сопла диаметром 1,6 мм, а десять смесителей, расположенных в верхнем ряду, выполнены с диаметром 66 мм, толщиной стенки 10 мм, длиной 370 мм и с отлитыми на их внутренней поверхности 12 ребрами длиной 190 мм и высотой 4 мм, двухрядная горелка с двенадцатью смесителями выполнена с диаметром 66 мм, толщиной стенки 10 мм, длиной 370 мм, причем смесители и стабилизирующий пламя горелочный туннель изготовлены из жаростойкого чугуна ЧХ 22.
