Аппарат центробежной фильтрации расплава от твердых примесей

 

1. Аппарат центробежной фильтрации расплава от твердых примесей, содержащий плавильную камеру, раму и расположенные на ней ротор, фильтр, образованный двумя конусообразными тарелями, обращенными друг к другу большими основаниями с зазором, механизм возвратно-поступательного вертикального перемещения фильтра в ванну с расплавом, привод вращения фильтра, механизм регулирования зазора между тарелями, сборник твердого осадка, отличающийся тем, что, с целью сокращения потерь рафинируемого компонента с осадком твердых примесей, он снабжен отбойником брызг расплава, расположенным в нижней части рамы по оси фильтра, желобом кольцеобразного сборника осадка, расположенным в верхней части отбойника брызг расплава, скребковым транспортером, расположенным в желобе по его оси, с приводом и отражателем, расположенным над отбойником брызг по оси фильтра и выполненным в виде усеченного конуса.

2. Аппарат по п. 1, отличается тем, что отбойник брызг расплава выполнен в виде усеченного конуса, обращенного нижним большим основанием к поверхности расплава.

3. Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что желоб кольцеобразного сборника осадка снабжен разгрузочной воронкой, расположенной со стороны привода транспортера.

4. Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что желоб кольцеобразного сборника закрыт сверху большим основанием отражателя.

5. Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что желоб кольцеобразного сборника снабжен крышкой с отражателем в виде сектора усеченного конуса.

6. Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что желоб кольцеобразного сборника снабжен крышкой с отражателем в виде двух треугольных пластин, соединенных под острым углом. Изобретение относится к процессам разделения жидких и твердых фаз, в частности к рафинированию олова, свинца от твердых примесей центробежной фильтрацией в металлургии цветных металлов. Известно устройство для фильтрации олова от железа [1] в котором расплавленный металл наливают во вращающийся фильтр. В этом устройстве фильтр представляет собой перфорированный цилиндр. Расплавленное олово продавливается через отверстия, а твердые частицы задерживаются в цилиндре. Недостатком известного устройства является недостаточно стабильное качество отфильтрованного расплава. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является аппарат центробежной фильтрации расплава от твердых примесей, содержащий плавильную камеру, раму и расположенные на ней ротор, фильтр, образованный двумя конусообразными тарелями, обращенными друг к другу большими основаниями с зазором, механизм возвратно-поступательного вертикального перемещения фильтра в ванну с расплавом, привод вращения фильтра, механизм регулирования зазора между тарелями, сборник твердого осадка [2] Недостатком известного устройства является недостаточно высокое отделение жидкого расплава от твердого осадка после его извлечения из рафинируемого расплава. Это объясняется тем, что при фильтрации твердого осадка от остатков жидкого расплава брызги жидкого расплава, вылетающие с большей скоростью из фильтрующей щели, частично попадают вверх в сборник осадка, а частично разбрызгиваются по поверхности твердой фазы, плавающей в расплаве, окисляются воздухом и увеличивают выход осадка. При большом выходе осадка сборник переполняется осадком, и он возвращается в ванну, увеличивая длительность фильтрации и тем самым снижая эффективность фильтрации. Целью изобретения является сокращение потерь рафинируемого металла с осадком твердых примесей. Цель достигается тем, что аппарат центробежной фильтрации расплава от твердых примесей, содержащий плавильную камеру, раму и расположенные на ней ротор, фильтр, образованный двумя конусообразными тарелями, обращенными друг к другу большими основаниями с зазором, механизм возвратно-поступательного перемещения фильтра в ванну с расплавом, привод вращения фильтра, механизм регулирования зазора между тарелями, сборник твердого осадка, снабжен отбойником брызг расплава, расположенным в нижней части рамы по оси фильтра, желобом кольцеобразного сборника осадка, расположенным в верхней части отбойника брызг расплава, скребковым транспортером, расположенным в желобе по его оси, с приводом и отражателем, расположенным над отбойником брызг по оси фильтра и выполненным в виде усеченного конуса, а также тем, что отбойник брызг расплава выполнен в виде усеченного конуса, обращенного нижним большим основанием к поверхности расплава, желоб кольцеобразного сборника осадка снабжен разгрузочной воронкой, расположенной со стороны привода, желоб кольцеобразного сборника осадка закрыт сверху большим основанием отражателя и снабжен крышкой с отражателем в виде сектора усеченного конуса или в виде двух треугольных пластин, соединенных под острым углом. На фиг 1 изображен аппарат, продольный разрез; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 то же, разрез А-А в другом исполнении деталей. Аппарат состоит из плавильной обогреваемой ванны 1 (фиг.1) с расплавом (например, олово). Над ванной установлена съемная рама 2. Над ванной на раме 2 вертикально установлен ротор 3, на нижней части которого укреплен фильтр 4. На раме 2 установлен механизм 5 вертикального возвратно-поступательного перемещения фильтра 4 в ванну с расплавом в нижнее положение для фильтрации, извлечения фильтра из расплава, в среднее положение (показано пунктиром) для осушки твердого осадка и приподнимания фильтра в верхнее положение (обозначено пунктиром) для разгрузки осадка из фильтра. Фильтр 4 состоит из двух конусообразных тарелей, обращенных друг к другу большими основаниями и плотно сжатых с помощью механизма 6 регулирования зазора. Зазор в 0,1-1 мм между основаниями тарелей образует кольцеобразную фильтрующую щель 7. Верхняя тарель фильтра 4 жестко присоединена в нижней части ротора 3. Нижняя тарель фильтра жестко укреплена на валу 8, расположенном соосно с ротором 3. Вал 8 соединен с приводом 9 вращения ротора 3 и фильтра 4. Ротор в верхней части кинематически связан с механизмом 6 регулирования зазора между тарелями фильтра. Верхняя тарель фильтра расположена в верхней части конуса отверстия 10 для натекания расплава во внутрь полости фильтра 4, образованной тарелями. В нижней части рамы 2 по оси возвратно-поступательного перемещения фильтра 4 установлен отбойник 11 брызг расплава, выполненный в виде усеченного конуса, обращенного нижним большим основанием к поверхности расплава. Верхняя часть конуса отбойника 11 окружена желобами 12 кольцеобразного сборника осадка. По дну желоба 12 и внутренней стенке кольца желоба огибает по его оси цепной скребковый транспортер 13. Желоб 12 по периферии закрыт конусообразным отражателем 14. Скребковый транспортер снабжен приводом 15 и разгрузочной воронкой 16 со стороны привода. Желоб 12 кольцеобразного сборника со стороны привода скребкового транспортера закрыт крышкой 17 (фиг.2) с отражателем 18 в виде сектора усеченного конуса. Желоб 12 кольцеобразного сборника со стороны привода скребкового транспортера может быть закрыт крышкой 17 с отражателем в виде двух треугольных пластин 19 (фиг.3), соединенных между собой под острым углом вдоль образующей стенки отбойника 11 (фиг.1). Аппарат работает следующим образом. На обогреваемую плавильную ванну 1 (фиг.1) с расплавом устанавливается рама 2, несущая механизмы управления фильтром 4. С помощью механизма 5 ротор 3 с фильтром 4 погружается в расплав. При вращении фильтра 4 с помощью привода 9 через вал 8 с ротором 3 расплав вместе с твердыми примесями через отверстие 10 забирается во внутрь полости фильтра 4. Под действием центробежных сил жидкий расплав продавливается через фильтрующую щель 7, выбрасывается в ванну расплава, а твердые примеси накапливаются в полости фильтра. При многократной циркуляции расплава через фильтр 4 у фильтрующей щели 7 собирается твердый осадок. После того как внутренняя полсть фильтра наполнилась твердыми примесями, вращающийся фильтр 4 при помощи механизма 5 поднимается в среднее положение (обозначено пунктиром). В этом положении твердый осадок примесей под действием центробежных сил отфильтровывается от остатков жидкого расплава. Выбрасываемый из щели 7 жидкий расплав ударяется в стенку отбойника 11, сливается, и стекает в ванну, не успев окислиться. Кроме того, за счет конусности стенки отбойника брызги возвращаются в ванну (обозначено стрелкой) и тем самым предотвращается их попадание вверх в сборник осадка. После отжима осадка от остатков жидкого расплава вращающийся фильтр 4 с помощью механизма 5 приподнимается до верхнего положения (обозначено пунктиром) и включается механизм 6 регулирования зазора щели между тарелями фильтра до размера 3-10 см. Под действием центробежных сил осадок твердых примесей выбрасывается из полости фильтра 4 (обозначено стрелкой) в виде сыпучего кристаллического порошка на конусный отражатель 14. Отражаясь от конусной стенки, осадок попадет в желоб 12 кольцеобразного сборника. Эти самым предотвращается смешивание твердого осадка с жидким расплавом, даже при больших объемах осадка. Из желоба 12 кольцеобразного сборника осадок с помощью огибающего скребкового транспортера 13 отводится в разгрузочную воронку 16. Со стороны привода 15 желоб 12 закрыт крышкой 17, отражателем 18 (фиг. 2) в виде усеченного сектора, усеченного конуса или в виде двух треугольных пластин (фиг.3), соединенных между собой под острым углом вдоль образующей стенки отбойника 11. Вылетающий из плоскости фильтра 4 осадок ударяется о пластину 19, отражается, отбрасывается к конусному отражателю 14 и затем в желоб 12. Это предотвращает переполнение зоны осадком, его уплотнение, а также устраняет возвращение его в ванну расплава. После выбрасывания осадка из полости фильтра 4 тарели сводятся, снимаются механизмом 6 и фильтр с помощью механизма 5 погружается в расплав, цикл повторяется до тех пор, пока будет достигнута достаточная очистка расплава от рафинируемых твердых примесей. Использование изобретения позволит повысить отделение твердого осадка от жидкого расплава, не допускать в отфильтрованном порошкообразном осадке кусков, слитков, сплесок расплава и тем самым снизить на 5-10% содержание рафинируемого компонента в осадке твердых примесей.

Формула изобретения

1. Аппарат центробежной фильтрации расплава от твердых примесей, содержащий плавильную камеру, раму и расположенные на ней ротор, фильтр, образованный двумя конусообразными тарелями, обращенными друг к другу большими основаниями с зазором, механизм возвратно-поступательного вертикального перемещения фильтра в ванну с расплавом, привод вращения фильтра, механизм регулирования зазора между тарелями, сборник твердого осадка, отличающийся тем, что, с целью сокращения потерь рафинируемого компонента с осадком твердых примесей, он снабжен отбойником брызг расплава, расположенным в нижней части рамы по оси фильтра, желобом кольцеобразного сборника осадка, расположенным в верхней части отбойника брызг расплава, скребковым транспортером, расположенным в желобе по его оси, с приводом и отражателем, расположенным над отбойником брызг по оси фильтра и выполненным в виде усеченного конуса. 2. Аппарат по п. 1, отличается тем, что отбойник брызг расплава выполнен в виде усеченного конуса, обращенного нижним большим основанием к поверхности расплава. 3. Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что желоб кольцеобразного сборника осадка снабжен разгрузочной воронкой, расположенной со стороны привода транспортера. 4. Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что желоб кольцеобразного сборника закрыт сверху большим основанием отражателя. 5. Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что желоб кольцеобразного сборника снабжен крышкой с отражателем в виде сектора усеченного конуса. 6. Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что желоб кольцеобразного сборника снабжен крышкой с отражателем в виде двух треугольных пластин, соединенных под острым углом.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3