PL213165B1 - Sposób przetwarzania stalowych kordów zużytych opon samochodowych, piec topielny indukcyjny do przetwarzania stalowych kordów zużytych opon samochodowych oraz zestaw urządzeń do przetwarzania stalowych kordów zużytych opon samochodowych - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób przetwarzania stalowych kordów zużytych opon samochodowych, piec topielny indukcyjny do przetwarzania stalowych kordów zużytych opon samochodowych oraz zestaw urządzeń do przetwarzania stalowych kordów zużytych opon samochodowych.

W chwili obecnej istotny staje się, zwłaszcza w aspekcie ochrony środowiska naturalnego, problem zużytych opon samochodowych. Znanych jest szereg rozwiązań dotyczących technologii i/lub urządzeń do rozdrabniania zużytych opon, ich przerobu lub utylizacji. Przykładowo wymienić można polskie patenty na wynalazki o numerach PL 195831 i PL 195737 czy też polskie zgłoszenia wynalazków o numerach P-358773, P-361163 i P-365361. Znaczna większość znanych rozwiązań, polegająca na rozdrobnieniu zużytych opon samochodowych i rozdzieleniu elementów gumowych od stalowego kordu będącego częścią takich opon, skupia się w szczególności na utylizacji odseparowanej mieszanki gumowej. Trudny do rozwiązania jest problem pozostałego stalowego kordu i dlatego też taki kord jest składowany na wysypiskach jako odpad. Problem z przerobem stalowego kordu polega na tym, że składa się on z bardzo drobnych stalowych drucików o średnicy zasadniczo nie przekraczającej dziesiątek części milimetra, przez co podczas jego przetopu następuje gwałtowne utlenianie, skutkujące częstokroć niebezpiecznym iskrzeniem. W związku z tym przerób stalowego kordu wymaga skomplikowanych urządzeń i technologii, co z ekonomicznego punku widzenia jest nieopłacalne.

Wynalazek dotyczy sposobu przetwarzania stalowych kordów zużytych opon samochodowych, w którym kord po oddzieleniu części gumowych oraz pozostałych zanieczyszczeń rozdrabnia się i wprowadza w formie strugi do pieca topielnego indukcyjnego. Istota wynalazku polega na tym, że wsad z rozdrobnionego kordu stalowego wprowadza się do przelotowej, pionowej komory pieca indukcyjnego o tak dobranej mocy, przekroju i wysokości, że na długości grawitacyjnego spadania wsadu w tej komorze ulega on stopieniu, natomiast stopiony, płynny wsad poddaje się następnie w odrębnym piecu procesom rafinacji i końcowego doboru żądanego składu stali oraz kieruje się do dalszej obróbki.

W korzystnym wykonaniu spadający grawitacyjnie wsad podgrzewa się narastająco z takim wyliczeniem, że finalne stopienie wsadu osiąga się w końcowym, wylotowym odcinku komory pieca.

Następny wynalazek dotyczy pieca topielnego indukcyjnego do przetwarzania stalowych kordów zużytych opon samochodowych, posiadającego nagrzewnicę, wewnątrz której zlokalizowana jest komora przetopowa. Istota tego wynalazku polega na tym, że piec ma co najmniej jedną, pionową nagrzewnicę indukcyjną i osadzoną w niej, odpowiadającą jej pionową tuleję grafitową, osłoniętą płaszczem osłonowym o bardzo wysokiej twardości i żaroodporności, ukształtowanym od dołu w postaci zbiornika z lejowatym wylewem o bardzo wysokiej twardości i żaroodporności.

W korzystnym wykonaniu piec jest wyposażony w trzy usytuowane obok siebie i równoległe, pionowe nagrzewnice indukcyjne z komorami przetopowymi i płaszczami osłonowymi.

W najkorzystniejszym wykonaniu płaszcz osłonowy wykonany jest z korundu.

Kolejny wynalazek dotyczy zestawu urządzeń do przetwarzania stalowych kordów zużytych opon samochodowych, posiadającego na wejściu urządzenie do rozdrabniania i podawania rozdrobnionego kordu, piec do przetopu wsadu z kordów do postaci płynnej, a na wyjściu piec do rafinacji oraz końcowej obróbki uzyskanego przetopu. Zestaw charakteryzuje się tym, że piec do przetopu wsadu z kordów, w postaci pieca indukcyjnego, osadzony jest obrotowo w płaszczyźnie poziomej nad przynajmniej jednym piecem dolnym, korzystnie tyglowym do finalnej obróbki przetopionego wsadu.

Wskazanym jest, gdy piec do przetopu wsadu zamocowany jest obrotowo wokół pionowej osi obrotu powyżej dwóch pieców tyglowych do finalnej obróbki przetopionego wsadu, umieszczonych po dwóch stronach pionowej osi obrotu.

Równie korzystnym jest, gdy pionowa oś pieca do przetopu wsadu zlokalizowana jest na tym samym promieniu, co pionowa oś każdego pieca tyglowego, zlokalizowanych poniżej pieca do przetopu wsadu.

Sposób, piec oraz zestaw urządzeń do przetwarzania stalowych kordów zużytych opon samochodowych pozwalają na proste, skuteczne, efektywne, płynne, wydajne oraz bezpieczne topienie kordu stalowego odzyskanego ze zużytych opon samochodowych przy zminimalizowanym jego utlenianiu, co rozwiązuje istniejący obecnie problem z zagospodarowaniem takiego kordu stalowego.

Sposób przetwarzania oraz zestaw do przetwarzania stalowych kordów zużytych opon samochodowych zawierający piec topielny indukcyjny zostały bliżej przedstawione w poniższym przykładzie wykonania i na załączonym rysunku, na którym fig. 1 ilustruje schemat ideowy zestawu do topienia

PL 213 165 B1 stalowych kordów w ujęciu z boku, fig. 2 - schemat ideowy przedstawiony na fig. 1 w ujęciu z góry, zaś fig. 3 - schematyczny przekrój wzdłużny przez piec górny zestawu.

Zestaw 1 do przetwarzania stalowych kordów zużytych opon samochodowych zawiera nie przedstawione na rysunku urządzenie do rozdrabniania stalowych kordów oraz przedstawiony schematycznie podajnik 2 do podawania rozdrobnionego kordu do pieca 3 do przetopu wsadu z kordów do postaci płynnej. Topielny piec 3 wykonany jest jako piec indukcyjny, przykładowo o mocy 50 kW i posiada co najmniej jedną, pionową nagrzewnicę indukcyjną 4 i osadzoną w niej, odpowiadającą jej pionową tuleję grafitową 5. Pomiędzy nagrzewnicą 4 a tuleją 5 znajduje się płaszcz osłonowy 6 o bardzo wysokiej twardości i żaroodporności, ukształtowany od dołu w postaci zbiornika z lejowatym wylewem 7 o bardzo wysokiej twardości i żaroodporności. Lej 7 ma tak dobraną wielkość, że roztopiony metal gromadzi się wyłącznie w tym leju 7. Pomiędzy nagrzewnicą 4 a płaszczem grafitowym 5 zlokalizowane są jeszcze element izolacyjny 11 oraz masa ubijana 12. Tunel grafitowy 5 winien mieć małą średnicę, co zapewni płynny i szybki proces topienia. Przykładowe wymiary tunelu grafitowego to 100 mm średnicy wewnętrznej, 160 mm średnicy zewnętrznej i 1000 mm długości, co zapewnia możliwość przetopu około 500 kg kordu w ciągu godziny. W wykonaniu przedstawionym na rysunku piec 3 jest wyposażony w trzy usytuowane obok siebie i równoległe, pionowe nagrzewnice indukcyjne 4 z komorami przetopowymi 8 utworzonymi przez tuleje grafitowe 5 i płaszczami osłonowymi 6. W opisywanym przykładzie wykonania płaszcz osłonowy 6 i lej 7 wykonane są z korundu. Piec 3 z trzema komorami przetopowymi 8 osadzony jest obrotowo w płaszczyźnie poziomej wokół pionowej osi obrotu 0 nad dwoma piecami tyglowymi 9, 9' do rafinacji oraz końcowej obróbki uzyskanego przetopu, umieszczonych po dwóch stronach pionowej osi obrotu 0, korzystnie naprzeciwko siebie w rozstawie kątowym 180°. Zamiast pieców indukcyjnych tyglowych mogą być z powodzeniem stosowane inne rodzaje pieców, przykładowo piece kanałowe. Ponadto pionowa oś K pieca 3 do przetopu wsadu zlokalizowana jest na tym samym promieniu R, co pionowa oś M każdego pieca tyglowego 9, 9', zlokalizowanych poniżej pieca 3 do przetopu wsadu.

Sposób przetwarzania stalowych kordów zużytych opon samochodowych przebiega następująco. Po rozdrobnieniu zużytych opon samochodowych oraz po oddzieleniu części gumowych od kordu i pozostałych zanieczyszczeń uzyskany kord rozdrabnia się do postaci cienkich stalowych drucików i wprowadza podajnikiem 2 w formie strugi do pieca topielnego indukcyjnego 3, w szczególności do przelotowych, pionowych komór 8 pieca indukcyjnego 3 o tak dobranej mocy, przekroju i wysokości, że na długości grawitacyjnego spadania wsadu w tej komorze ulega on stopieniu. W górnej części tunelu grafitowego 5 tworzącego komorę przetopową 8 zlokalizowany jest korundowy lej zasypowy 10, umożliwiający płynne wchodzenie kordu do części grzewczej komory 8. Spadający grawitacyjnie wsad podgrzewa się narastająco z takim wyliczeniem, że finalne stopienie wsadu osiąga się w końcowym, wylotowym odcinku komory 8 pieca 3. Stopiony, płynny wsad wycieka ciągłą strugą do umieszczonego poniżej pieca tyglowego 9 przez lej 7, który ma taką pojemność, że roztopiony metal gromadzi się tylko w leju 7 i nie styka się z grafitową tuleją 5, co zapobiega dyfuzji węgla do stali. Stopiony metal spływa do pieca tyglowego 9 trzema kanałami 5, co w opisywanym przykładzie przekłada się na wydajność około 1500 kg na godzinę. W piecu tyglowym 9 następuje dalsze podgrzanie stopionej stali i jej wzbogacanie w celu uzyskania wymaganego składu. Po napełnieniu pieca tyglowego 9 i uzyskaniu wymaganego składu następuje opróżnienie pieca tyglowego 9 poprzedzone obrotem pieca 3 wokół osi obrotu 0 do takiej pozycji, że piec 3 znajduje się nad drugim piecem tyglowym 9', przez co możliwe jest dalsze prowadzenie procesu przetwarzania stalowego kordu podczas opróżniania pieca tyglowego 9. Obrót pieca 3 wokół osi 0 przykładowo realizowana jest poprzez osadzenie pieca 3 na kolumnie nośnej wyposażonej w motoreduktor. Całość procesu sterowania kontrolowana jest za pomocą programowalnego sterownika umieszczonego w pulpicie operatora.

Claims (8)

1. Sposób przetwarzania stalowych kordów zużytych opon samochodowych, w którym kord po oddzieleniu części gumowych oraz pozostałych zanieczyszczeń rozdrabnia się i wprowadza w formie strugi do pieca topielnego indukcyjnego, znamienny tym, że wsad z rozdrobnionego kordu stalowego wprowadza się do przelotowej, pionowej komory (5) pieca indukcyjnego (3) o tak dobranej mocy, przekroju i wysokości, że na długości grawitacyjnego spadania wsadu w tej komorze (5) ulega on

PL 213 165 B1 stopieniu, natomiast stopiony, płynny wsad poddaje się następnie w odrębnym piecu (9, 9') procesom rafinacji i końcowego doboru żądanego składu stali oraz kieruje się do dalszej obróbki.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że spadający grawitacyjnie wsad podgrzewa się narastająco z takim wyliczeniem, że finalne stopienie wsadu osiąga się w końcowym, wylotowym odcinku (7) komory (5) pieca (3).

3. Piec topielny indukcyjny do przetwarzania stalowych kordów zużytych opon samochodowych, posiadający nagrzewnicę, wewnątrz której zlokalizowana jest komora przetopowa, znamienny tym, że ma co najmniej jedną, pionową nagrzewnicę indukcyjną (4) i osadzoną w niej, odpowiadającą jej pionową tuleję grafitową (5), osłoniętą płaszczem osłonowym (6) o bardzo wysokiej twardości i żaroodporności, ukształtowanym od dołu w postaci zbiornika z lejowatym wylewem (7) o bardzo wysokiej twardości i żaroodporności.

4. Piec według zastrz. 3, znamienny tym, że jest wyposażony w trzy usytuowane obok siebie i równoległe, pionowe nagrzewnice indukcyjne (4) z komorami przetopowymi (8) utworzonymi przez tuleje (5) i płaszczami osłonowymi (6).

5. Piec według zastrz. 3 albo 4, znamienny tym, że płaszcz osłonowy (6) wykonany jest z korundu.

6. Zestaw urządzeń do przetwarzania stalowych kordów zużytych opon samochodowych, posiadający na wejściu urządzenie do rozdrabniania i podawania rozdrobnionego kordu, piec do przetopu wsadu z kordów do postaci płynnej, a na wyjściu piec do rafinacji oraz końcowej obróbki uzyskanego przetopu, znamienny tym, że piec (3) do przetopu wsadu z kordów, w postaci pieca indukcyjnego, osadzony jest obrotowo w płaszczyźnie poziomej nad przynajmniej jednym piecem dolnym, korzystnie tyglowym (9) do finalnej obróbki przetopionego wsadu.

7. Zestaw według zastrz. 6, znamienny tym, że piec (3) do przetopu wsadu zamocowany jest obrotowo wokół pionowej osi obrotu (0) powyżej dwóch pieców tyglowych (9, 9') do finalnej obróbki przetopionego wsadu, umieszczonych po dwóch stronach pionowej osi obrotu (0).

8. Zestaw według zastrz. 6 albo 7, znamienny tym, że pionowa oś (K) pieca (3) do przetopu wsadu zlokalizowana jest na tym samym promieniu (R), co pionowa oś (M) każdego pieca tyglowego (9, 9'), zlokalizowanych poniżej pieca (3) do przetopu wsadu.