RU2016361C1

RU2016361C1 - Recoverable aluminium raw material remelting furnace

Info

Publication number: RU2016361C1
Authority: RU
Inventors: Анатолий Александрович Архипов
Original assignee: Анатолий Александрович Архипов
Priority date: 1992-09-29
Filing date: 1992-09-29
Publication date: 1994-07-15

Abstract

FIELD: furnace for remelting recoverable aluminium raw material. SUBSTANCE: furnace has chamber with inclined hearth for remelting basic raw material and separating main product from inclusions. Chamber has charging device and window for discharging inclusions by means of scrapers. Furnace is further provided with chamber for accumulating, melting and deburdening main product, provided with dross hole disposed at the level of bottom and adapted for discharging and/or pouring materials and for preventive cleaning. This chamber is positioned within chamber for melting basic material and separating main product from inclusions. Furnace wall has at least two layers, with inner layer being made from material with thermal capacity at least equal to 0.8 kJ/kg grade and thermal conductance at least equal to 0.5 Wt/m grade. Reflectivity of dome material in infrared and red regions of absolutely black body is at least 0.6. Outer layer is made from material having thermal conductance below 0.05 Wt/m grade. Inner surface of chamber for melting basic raw material may be provided with alumochromophosphate covering. Inclusion discharge scrapers may be mounted on shaft disposed parallel to hearth in front of discharge window. EFFECT: increased efficiency and enhanced reliability in operation. 3 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к металлургии и касается конструктивного выполнения печей для переработки вторичного алюминиевого сырья. The invention relates to metallurgy and relates to the structural design of furnaces for processing secondary aluminum raw materials.

Известна печь для переработки вторичного алюминиевого сырья, включающая камеру с наклонным подом для оплавки лома с железными приделками, снабженную загрузочным приспособлением и окном для выгрузки железных приделок, и рафинировочную камеру (М.А.Истрин. Вторичные цветные металлы. Справочник, ч. 2, М., 1951, стр. 305-312). A known furnace for the processing of secondary aluminum raw materials, including a chamber with an inclined hearth for melting scrap with iron attachments, equipped with a loading device and a window for unloading iron attachments, and a refining chamber (M.A. Istrin. Secondary non-ferrous metals. Handbook, part 2, M., 1951, p. 305-312).

Однако известная печь не позволяет получать сплавы заданного состава из различных видов сырья в одном агрегате, в том числе, и из крупногабаритного лома без его предварительной разделки. Кроме того, производительность печи мала. However, the known furnace does not allow to obtain alloys of a given composition from various types of raw materials in one unit, including from bulky scrap without preliminary cutting. In addition, the productivity of the furnace is small.

Известна также печь для переработки вторичного алюминиевого сырья (авт. св. N 623086, 1978), которая включает в себя камеру с наклонным подом для раплавления исходного сырья и отделения основного материала от инородных включений, снабженную загрузочным приспособлением и окном для выгрузки инородных включений посредством скребков, камеру для накопления расплава основного материала, его плавки и расшихтовки, снабженную расположенной на уровне дна леткой, и рафинировочную камеру, причем все три камеры соединены между собой переточными каналами и расположены каскадно. Also known is a furnace for processing secondary aluminum raw materials (ed. St. N 623086, 1978), which includes an inclined hearth chamber for melting the feedstock and separating the main material from foreign inclusions, equipped with a loading device and a window for unloading foreign inclusions through scrapers , a chamber for accumulating the melt of the main material, its melting and reaming, equipped with a recess located at the bottom level, and a refining chamber, and all three chambers are interconnected by transfer channels and are cascaded.

Однако, при использовании данной печи не удается получать продукцию по качеству, не уступающую первичному металлу, кроме того, производительность такой печи относительно невысока. However, when using this furnace, it is not possible to obtain products of quality not inferior to the primary metal, in addition, the productivity of such a furnace is relatively low.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является разработка конструкции печи для переплавки вторичного алюминиевого сырья, при использовании которой удается повысить производительность печи и получать продукт, качество которого не уступает качеству первичного металла. The task to which the claimed invention is directed is to develop a furnace design for the remelting of secondary aluminum raw materials, by using which it is possible to increase the furnace productivity and obtain a product whose quality is not inferior to the quality of the primary metal.

Для этого разработана конструкция печи, включающая камеру с наклонным подом для расплавления исходного сырья и отделения основного материала от инородных включений, снабженную загрузочным приспособлением и окном для выгрузки инородных включений посредством скребков, камеру для накопления расплава основного материала, его плавки и расшихтовки, снабженную расположенной на уровне дна леткой для выгрузки и/или разливки основного материала и окном для загрузки расшихтовочных материалов и профилактической чистки, в которой согласно изобретению, камера для накопления расплава основного материала, его плавки и расшихтовки размещена непосредственно в объеме камеры для расплавления исходного сырья и отделения основного материала от инородных включений, стенки печи выполнены не менее чем из двух слоев, причем внутренний слой выполнен из материала с теплоемкостью не менее 0,8 кДж/кг град. и теплопроводностью не менее 0,5 Вт/м град., причем интегральная отражательная способность материала для свода в инфракрасной и красной областях спектра абсолютно черного тела не менее 0,6, а внешний слой выполнен из материала с теплопроводностью не выше 0,05 Вт/м град. For this purpose, a furnace design was developed, including a chamber with an inclined hearth for melting the feedstock and separating the main material from foreign inclusions, equipped with a loading device and a window for unloading foreign inclusions by means of scrapers, a chamber for accumulating the melt of the main material, its melting and expansion, equipped with the bottom level of the tap hole for unloading and / or pouring of the main material and the window for loading the consumables and preventive cleaning, in which according to In particular, the chamber for the accumulation of the melt of the main material, its melting and expansion is placed directly in the chamber for melting the feedstock and separating the main material from foreign inclusions, the walls of the furnace are made of at least two layers, and the inner layer is made of material with a heat capacity of at least 0.8 kJ / kg deg. and thermal conductivity of not less than 0.5 W / m deg., and the integral reflectivity of the material for the arch in the infrared and red regions of the spectrum of a black body is not less than 0.6, and the outer layer is made of material with a thermal conductivity of not higher than 0.05 W / m hail.

Целесообразно, чтобы внутренняя поверхность камеры для расплавления сырья имела алюмо-хром-фосфатное покрытие. It is advisable that the inner surface of the chamber for melting raw materials had an aluminum-chromium-phosphate coating.

Конструктивно оправданно размещение скребков для выгрузки инородных включений на валу, расположенном параллельно поду непосредственно перед окном для выгрузки. It is structurally justified to place scrapers for unloading foreign inclusions on a shaft located parallel to the hearth directly in front of the unloading window.

На чертеже изображен вертикальный разрез печи. Печь включает камеру 1 для расплавления сырья и отделения основного материала с наклонным подом 2 и имеет алюмо-хром-фосфатное покрытие, загрузочное приспособление 3 и окно для выгрузки инородных включений 4, камеру для накопления расплава основного материала, его плавки и расшихтовки 5, снабженную леткой 6 для выгрузки и/или разлива основного материала и окном 7 для загрузки и окном 7 для загрузки расшихтовочных материалов. Печь снабжена скребками 8 для выгрузки инородных включений и валом 9, расположенным параллельно поду 2, для поддержания скребков. В камере 1 имеется окно 10 для установки форсунок. The drawing shows a vertical section of the furnace. The furnace includes a chamber 1 for melting raw materials and separating the main material with an inclined hearth 2 and has an aluminum-chromium-phosphate coating, a loading device 3 and a window for unloading foreign inclusions 4, a chamber for accumulating the melt of the main material, its melting and sizing 5, equipped with a notch 6 for unloading and / or spilling of the main material and a loading window 7 and a loading window 7 for loading expansion materials. The furnace is equipped with scrapers 8 for unloading foreign inclusions and a shaft 9 located parallel to the hearth 2, to maintain the scrapers. In the chamber 1 there is a window 10 for installing nozzles.

Описанное устройство работает следующим образом. В разогретую печь посредством загрузочного приспособления 3 через окно 4 загружают алюминиевый лом и расплавляют на поде 2. Расплав по наклонной поверхности пода стекает в ванну камеры для накопления расплава основного материала и его плавки 5. Инородные включения при этом остаются на поде 2 и по мере их накопления скребками 8 выгружаются наружу. Для удобства работы скребки опираются на вал 9, расположенный перед загрузочным окном 4. Жидкий металл скапливается в камере 5. Через окно 7 загружают расшихтовочные материалы. После наполнения ванны камеры 5 вскрывают летку 6 и металл поступает на литейный конвейер. Для достижения эффекта "термоса" и максимальной тепловой инерции печи внутренний слой 11 камер выполнен из шамотного кирпича, а внешний слой 12 выполнен из пеностеклянных плит. The described device operates as follows. In the preheated furnace, through the loading device 3, aluminum scrap is loaded through the window 4 and melted on the hearth 2. The melt flows along the inclined surface into the chamber bath to accumulate the melt of the main material and its melting 5. Foreign inclusions remain on the hearth 2 as they accumulations by scrapers 8 are discharged to the outside. For convenience, the scrapers are supported on a shaft 9 located in front of the loading window 4. Liquid metal accumulates in the chamber 5. Expansion materials are loaded through the window 7. After filling the bath, the chambers 5 open the notch 6 and the metal enters the casting conveyor. To achieve the effect of "thermos" and maximum thermal inertia of the furnace, the inner layer 11 of the chambers is made of fireclay bricks, and the outer layer 12 is made of foam-glass plates.

Сопоставление результатов испытаний заявляемой печи с теоретическими расчетными данными полей температур, энергетического баланса и расчета сгорания топлива, проведенные по общепринятым методикам (Н.Ф.Дубовкин. Справочник по углеводородным топливам и их продуктам сгорания. Госэнергоиздат, 1962, 288 стр.; Б.Н.Юдаев. Теплопередача, 1973, стр. 200-203), показали наличие существенной разницы между реальными и расчетными вариантами. Проведенный авторами анализ показал, что имеет место наложение ранее неучитываемых факторов, а именно искажение температурных полей в зоне контакта слоев, что приводит к возникновению значительного градиента температур. При этом отмечается улучшение технологических характеристик печи и, как следствие, обеспечивается дополнительная мощность по расплаву металлического лома. Comparison of the test results of the inventive furnace with theoretical calculated data of temperature fields, energy balance and calculation of fuel combustion, carried out according to generally accepted methods (N.F. Dubovkin. Handbook of hydrocarbon fuels and their combustion products. Gosenergoizdat, 1962, 288 pp .; B.N Yudaev, Heat Transfer, 1973, pp. 200-203), showed the presence of a significant difference between the real and the calculated options. The analysis by the authors showed that there is an overlap of previously unaccounted factors, namely, a distortion of the temperature fields in the contact zone of the layers, which leads to a significant temperature gradient. At the same time, there is an improvement in the technological characteristics of the furnace and, as a result, additional power is provided for the molten metal scrap.

Claims

1. FURNACE FOR SITING OF SECOND ALUMINUM RAW MATERIALS, containing a chamber with an inclined hearth for melting the feedstock and separating the main material from foreign inclusions, made with a loading device and a window for unloading foreign inclusions through scrapers, a chamber for accumulating the melt of the main material, its melting and expansion made with a tap hole located at the bottom level for unloading and / or pouring the main material and a window for loading expansion materials and preventive cleaning In that the chamber for accumulating the melt of the main material, its melting and expansion is placed directly in the chamber for melting the feedstock and separating the main material from foreign inclusions, the furnace walls are made of at least two layers, and the inner layer is made of material with heat capacity not less than 0.8 kJ / (kg · deg.) and thermal conductivity of not less than 0.5 W / (m · deg.), and the integral reflectivity of the material in the infrared and red regions of the spectrum of an absolutely black body is not less than 0.6, and the outer layer is made of a material with a thermal conductivity of not higher than 0.05 W / (m · deg).

2. The furnace according to claim 1, characterized in that the inner surface of the chamber for melting the feedstock has an aluminum chromophosphate coating.

3. The furnace according to claim 1, characterized in that it is provided with a shaft located parallel to the hearth directly in front of the window for unloading foreign inclusions from the chamber for melting the feedstock, and scrapers for unloading are placed on the shaft.