RU2048551C1 - Method and device for remelting aluminium - Google Patents

Method and device for remelting aluminium Download PDF

Info

Publication number
RU2048551C1
RU2048551C1 RU93041272A RU93041272A RU2048551C1 RU 2048551 C1 RU2048551 C1 RU 2048551C1 RU 93041272 A RU93041272 A RU 93041272A RU 93041272 A RU93041272 A RU 93041272A RU 2048551 C1 RU2048551 C1 RU 2048551C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
crucible
aluminum
melt
metal
nozzle
Prior art date
Application number
RU93041272A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU93041272A (en
Inventor
В.В. Стулов
Ю.К. Гонтарев
Original Assignee
Стулов Вячеслав Викторович
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Стулов Вячеслав Викторович filed Critical Стулов Вячеслав Викторович
Priority to RU93041272A priority Critical patent/RU2048551C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2048551C1 publication Critical patent/RU2048551C1/en
Publication of RU93041272A publication Critical patent/RU93041272A/en

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20Recycling

Abstract

FIELD: remelting of aluminium waste. SUBSTANCE: method involves preliminary superheating of metal melt, pouring in the charge by portions equal to 9-10% of melt mass, delivered in a jet of inert gas at a time interval required for superheating of each portion by 100 C. The device with a perforated nozzle reduces the melting time and waste of metal. EFFECT: higher efficiency. 3 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к металлургии, в частности к переплавке отходов алюминия. The invention relates to metallurgy, in particular to the remelting of aluminum waste.

Известны способы переплавки алюминиевого лома и сплавов (стружки, фольги), заключающиеся в плавлении чистых отходов в барабанных и индукционных печах с отделением примесей рафинированием. Переплав стружки и фольги в барабанных печах ведется при жидком солевом шлаке, включающем хлористый натрий, хлористый калий и криолит. Known methods for remelting aluminum scrap and alloys (shavings, foils), which include melting clean waste in drum and induction furnaces with the separation of impurities by refining. Smelting of chips and foil in drum furnaces is carried out with liquid salt slag, including sodium chloride, potassium chloride and cryolite.

Известно устройство для переплава алюминия, выбранное в качестве прототипа, содержащее печь (индукционную, сопротивления) и завалочное устройство. A device is known for remelting aluminum, selected as a prototype, comprising a furnace (induction, resistance) and a filling device.

Недостатки способа переплава алюминия в барабанной печи заключаются в потерях металла в горелой соли и дополнительном расходе энергии для ее расплавления. The disadvantages of the method of remelting aluminum in a drum furnace are the loss of metal in the burned salt and the additional energy consumption for its melting.

Недостатки существующего способа и устройства переплава измельченных отходов алюминия в индукционной (сопротивления) печи заключаются в нерациональной засыпке (технологии переплава) алюминия, получаемого после установок переработки отходов кабельных заводов с размерами частичек (длина, диаметр) 1-7 мм. The disadvantages of the existing method and device for remelting shredded aluminum waste in an induction (resistance) furnace are the irrational backfill (remelting technology) of aluminum obtained after cable plant waste processing plants with particle sizes (length, diameter) of 1-7 mm.

Насыпная плотность измельченного алюминия 1590-1610 кг/м3, что составляет 58-61% плотности расплава алюминия. Прессование таких частичек ведет к дальнейшему их измельчению. Переплавка отходов металла в тигле существующих печей (индукционных, сопротивления) происходит при их полной загрузке алюминием. При этом 40% объема тигля занимает воздух, который взаимодействует с расплавленным алюминием с образованием окиси Al2O3. Наблюдается высокий процент (30-40%) угара металла. После расплавления первой засыпки алюминия приходится повторно (3-4 раза) засыпать отходы в печь, что вызывает дополнительное проникновение воздуха и увеличивает угар металла. Кроме этого, повторные засыпки измельченного алюминия в расплав до полного заполнения тигля приводят к значительному переохлаждению жидкого металла. В результате затрудняется контроль за процессом плавки (измерение температуры), увеличивается расход электроэнергии. В итоге получаемый расплав приходится дополнительно рафинировать, выравнивать температуру по сечению тигля, фильтровать для удаления окиси алюминия. Для уменьшения угара металла в печи при полной загрузке тигля приходится на всю высоту засыпки продувать инертным газом (азотом) до полного расплавления металла. При прогреве алюминия происходит нагрев и вдуваемого газа, что приводит к уменьшению его плотности и удалению из печи. Отсутствие подачи холодного газа приводит к проникновению воздуха.The bulk density of the crushed aluminum is 1590-1610 kg / m 3 , which is 58-61% of the density of the aluminum melt. Pressing such particles leads to their further grinding. Remelting of metal waste in the crucible of existing furnaces (induction, resistance) occurs when they are fully loaded with aluminum. In this case, 40% of the volume of the crucible is occupied by air, which interacts with molten aluminum to form Al 2 O 3 oxide. A high percentage (30-40%) of metal waste is observed. After melting the first backfill of aluminum, it is necessary to re-fill the waste (3-4 times) into the furnace, which causes additional air penetration and increases the waste of metal. In addition, repeated backfilling of the crushed aluminum into the melt until the crucible is completely filled leads to significant supercooling of the liquid metal. As a result, control over the melting process (temperature measurement) becomes more difficult, and energy consumption increases. As a result, the resulting melt has to be further refined, the temperature equalized over the crucible cross-section, and filtered to remove aluminum oxide. To reduce the waste of metal in the furnace when the crucible is fully loaded, it is necessary to blow with an inert gas (nitrogen) to the entire height of the filling until the metal is completely melted. When aluminum is heated, heating of the injected gas also occurs, which leads to a decrease in its density and removal from the furnace. Lack of cold gas leads to air penetration.

Плавление алюминия с насыпной плотностью 1660 кг/м3 (60% плотности металла) вызывает дополнительные расходы электроэнергии. Это связано с тем, что в случае разогрева засыпки от стенок изложницы (тигля) распределение температур в контактируемых телах при прохождении теплового потока (q) вызывает скачок температуры ( Δtк), который пропорционален плотности теплового потока через контакт
q= αк . Δ tк, (1) где αк коэффициент контактной теплопередачи.
The melting of aluminum with a bulk density of 1660 kg / m 3 (60% of the density of the metal) causes additional energy costs. This is due to the fact that in the case of heating the backfill from the walls of the mold (crucible), the temperature distribution in the contacting bodies during the passage of the heat flux (q) causes a temperature jump (Δt k ), which is proportional to the density of the heat flux through the contact
q = α to . Δ t k , (1) where α k is the contact heat transfer coefficient.

Возникновение скачка температуры вызывает термическое сопротивление R=1/ αк. Поток переносимой теплоты при контактном теплообмене состоит из теплового потока, возникающего в результате проводимости через контакт, теплопроводности слоя разогретого газа в зазоре и теплового излучения стенки тигля:
q=qп+qзиз+qизл (2)
Удельный контакт тепловой поток между частицами алюминия и стенкой тигля определяется по следующей формуле
qп=

Figure 00000001
·
Figure 00000002
(t1-t2)
(3) где λ и Е соответственно коэффициент теплопроводности и модуль упругости алюминия; а радиус пятна контакта; Р давление на стенку тигля (определяется плотностью засыпки); ω0,4-0,5 показатель степени для волнистых поверхностей; t1 и t2 температура соответственно стенки тигля и частичек алюминия; h высота неровностей.The occurrence of a temperature jump causes thermal resistance R = 1 / α to . The transferred heat flux during contact heat transfer consists of the heat flux resulting from the conductivity through the contact, the thermal conductivity of the heated gas layer in the gap, and the thermal radiation of the crucible wall:
q = q p + q + q rad Ziz (2)
The specific contact of the heat flux between aluminum particles and the crucible wall is determined by the following formula
q p =
Figure 00000001
·
Figure 00000002
(t 1 -t 2 )
(3) where λ and E are the thermal conductivity and elastic modulus of aluminum, respectively; and the radius of the contact spot; P pressure on the wall of the crucible (determined by the density of the backfill); ω0,4-0,5 exponent for corrugated surfaces; t 1 and t 2 the temperature, respectively, of the wall of the crucible and particles of aluminum; h the height of the bumps.

Как следует из выражения (3), увеличение теплового потока между стенкой тигля и частичками алюминия (а также между самими частичками) в первую очередь определяется размером пятна контакта и размерами частичек. Уменьшение а и h увеличивает тепловой поток. Кроме этого, увеличение давления на стенку изложницы и между самими частичками также увеличивает тепловой поток. Давление на стенку определяется насыпной плотностью алюминия. Увеличение плотности засыпки увеличивает тепловой поток. Максимальное значение тепловой поток имеет при плотности засыпки близкой к плотности расплавленного (твердого) металла. As follows from expression (3), an increase in the heat flux between the crucible wall and the aluminum particles (and also between the particles themselves) is primarily determined by the size of the contact spot and the size of the particles. A decrease in a and h increases the heat flux. In addition, an increase in pressure on the mold wall and between the particles themselves also increases the heat flux. The pressure on the wall is determined by the bulk density of aluminum. An increase in backfill density increases the heat flux. The maximum value of the heat flux is at a filling density close to the density of the molten (solid) metal.

Удельный тепловой поток через газовый зазор определяется по выражению
qзаз=

Figure 00000003
·(t1+t2)
(4) где λ коэффициент теплопроводности газа при температуре (t1+t2)/2; g1 и g2 длины температурных скачков на границах зазора; δ- зазор между поверхностями стенки тигля и частичек ( δh).The specific heat flux through the gas gap is determined by the expression
q zaz =
Figure 00000003
(T 1 + t 2 )
(4) where λ is the thermal conductivity of the gas at a temperature of (t 1 + t 2 ) / 2; g 1 and g 2 lengths of temperature jumps at the boundaries of the gap; δ is the gap between the surfaces of the crucible wall and particles (δh).

Из выражения (4) следует, что уменьшение зазора между соприкасаемыми поверхностями увеличивает тепловой поток, т.е. время расплавления засыпаемых отходов алюминия, а соответственно, и расход электроэнергии определяются насыпной плотностью алюминия и полнотой заполнения рабочего объема тигля. From the expression (4) it follows that reducing the gap between the contacting surfaces increases the heat flux, i.e. the melting time of the filled aluminum waste, and, accordingly, the energy consumption are determined by the bulk density of aluminum and the completeness of filling the working volume of the crucible.

Цель изобретения уменьшение угара и повышение качества переплавляемого алюминия, снижение расхода электроэнергии. The purpose of the invention, reducing waste and improving the quality of remelted aluminum, reducing energy consumption.

Это достигается тем, что в способе переплава алюминия в тигельной печи, включающем засыпку металла и подачу инертного газа, согласно изобретению 60-70% измельченных отходов вводят в предварительно перегретый расплав в струе инертного газа с интервалом времени необходимым для нагрева, плавления и перегрева расплава. This is achieved by the fact that in the method of remelting aluminum in a crucible furnace, comprising filling metal and supplying an inert gas, according to the invention, 60-70% of the crushed waste is introduced into a preheated melt in an inert gas stream with a time interval necessary for heating, melting and overheating of the melt.

Цель достигается также тем, что в устройстве для получения металла, содержащем тигельную печь, обогреваемый бункер и трубку с отверстиями для распределения инертного газа, согласно изобретения внутренний диаметр тигля Dв, расстояние от выходных отверстий насадка трубки до зеркала жидкого металла Н, угол α наклона оси выходных отверстий насадка к горизонту, связаны между собой следующими зависимостями:
tgα

Figure 00000004
,
Dв/2=300-100.n, H ≅ 300 мм,
n=0,1,2,3.12, α12-45o.The goal is also achieved by the fact that in the device for producing metal containing a crucible furnace, a heated hopper and a tube with holes for distributing inert gas, according to the invention, the inner diameter of the crucible D in , the distance from the outlet of the nozzle of the tube to the mirror of the liquid metal H, the angle of inclination α the axis of the nozzle outlet openings to the horizon are interconnected by the following relationships:
tgα
Figure 00000004
,
D in /2=300-100.n, H ≅ 300 mm,
n = 0,1,2,3.12, α12-45 o .

С целью равномерности распределения частичек металла по поверхности жидкого расплава, соотношения между внутренним dв и наружным dн диаметрами насадка, шириной с и высотой h отверстий, числом отверстий n, толщиной стенки δ и углом разворота кромки отверстий γ установлены по зависимостям

Figure 00000005
c·h·n δ /c=1-1,5,
Figure 00000006
tgγ γ0-22o,
где δ(dн-dв)/2.For the purpose of uniform distribution of metal particles on the surface of the liquid melt, the relation between the inner and outer in d n d nozzle diameters, with width and height h holes, number of holes n, δ and angle γ reversal edges of holes are installed on the wall thickness dependences
Figure 00000005
c · h · n δ / c = 1-1.5,
Figure 00000006
tgγ γ0-22 o ,
where δ (d n -d in ) / 2.

Последовательная засыпка 9-10% измельченного металла к массе перегретого расплава в струе инертного газа в количестве 60-70% вместимости тигля, а также установленные соотношения внутреннего Dв диаметра тигля, расстояния от выходных отверстий насадки Н до зеркала жидкого металла, угол наклона оси выходных отверстий к горизонту α диаметрами dв и dн насадка, шириной с и высотой h выходных отверстий, числом отверстий n и углом разворота кромки отверстий γ обеспечивают достижение цели изобретений.Serial filling of 9-10% of the crushed metal to the mass of superheated melt in an inert gas stream in the amount of 60-70% of the crucible capacity, as well as the established ratios of the internal D in the crucible diameter, the distance from the nozzle outlet holes N to the liquid metal mirror, and the angle of inclination of the outlet axis holes to the horizon α with diameters d in and d n nozzle, width and height h of the outlet holes, the number of holes n and the angle of rotation of the edge of the holes γ achieve the goal of the invention.

При полной засыпке тигля измельченным алюминием плотности теплового потока от стенки определяются выражениями (1)-(4). Передача тепла в контактируемых телах и через газовый зазор вызывает увеличение затрат электроэнергии на расплавление загружаемого материала. Это обусловлено тем, что передача тепла происходит с поверхности тигля F1 на суммарную площадь контактируемых с ней частиц алюминия F2. Например, с поверхностью тигля F1=0,275 м2 контактируют частички алюминия с общей поверхностью F2=0,046 м2, соотношение площадей F1/F2=6 раз.When the crucible is completely filled with ground aluminum, the heat flux densities from the wall are determined by expressions (1) - (4). Heat transfer in contacted bodies and through the gas gap causes an increase in the cost of electricity for the melting of the loaded material. This is due to the fact that heat transfer occurs from the surface of the crucible F 1 to the total area of aluminum particles F 2 in contact with it. For example, particles of aluminum in contact with the crucible surface F 1 = 0.275 m 2 with a common surface F 2 = 0.046 m 2 , the area ratio F 1 / F 2 = 6 times.

С остальной поверхности частичек передача тепла происходит через газовый зазор и излучением. Прессование частичек алюминия (d=(1-2).10-3 м и l=(3-7).10-3 м) приводит к их дальнейшему измельчению и увеличению поверхности контакта с воздухом. При температуре стенки тигля 730-800оС количество тепла, передаваемого излучением засыпке, составляет менее 5% по сравнению со значением, полученным по выражению (3)
Q C

Figure 00000007
-
Figure 00000008

(5) где ε приведенная степень черноты; Со постоянная Стефана-Больцмана; t1 и t2 соответственно температуры стенки тигля и засыпки.From the remaining surface of the particles, heat transfer occurs through the gas gap and radiation. Pressing aluminum particles (d = (1-2) . 10 -3 m and l = (3-7) . 10 -3 m) leads to their further grinding and increase the contact surface with air. When the crucible wall temperature of 730-800 C the amount of heat transferred by radiation filling is less than 5% compared with the value obtained from the expression (3)
QC
Figure 00000007
-
Figure 00000008

(5) where ε is the reduced degree of blackness; S o Stefan-Boltzmann constant; t 1 and t 2, respectively, the temperature of the wall of the crucible and backfill.

Увеличение температуры тигля свыше 800оС приводит к окислению расплава. Так, для жидкой стали количество тепла, передаваемого излучением при t1= 1500oС, по сравнению с алюминием при t=800оС возрастает в 13 раз, т.е. засыпка всего тигля и разогрев алюминия приводят к дополнительному расходу электроэнергии и увеличению времени процесса. Кроме этого, необходим значительный расход инертного газа для защиты всего объема засыпки, что также нежелательно. В случае первоначальной засыпки 30-40% алюминия от объема всей засыпки в тигель процесс переплава интенсифицируется. В случае первой засыпки и расплавления менее 30% от массы металла в полностью заполненном тигле увеличивается количество дополнительных засыпок в перегретый расплав в количестве 9-10% Кроме этого, необходимо точнее производить дозировку. Увеличение засыпки свыше 40% также нецелесообразно, так как увеличивает время нагрева, расход электроэнергии и азота, ухудшает качество металла. Масса дополнительной засыпки измельченного металла в количестве 9-10% к массе перегретого расплава в тигле вытекает из уравнения баланса тепла при перегреве алюминия на 100оС.Increasing the temperature of the crucible above 800 ° C leads to oxidation of the melt. So, for liquid steel, the amount of heat transferred by radiation at t 1 = 1500 o С, compared with aluminum at t = 800 o С increases 13 times, i.e. backfilling of the entire crucible and heating of aluminum lead to additional energy consumption and an increase in the process time. In addition, a significant consumption of inert gas is necessary to protect the entire volume of backfill, which is also undesirable. In the case of initial backfill, 30-40% of aluminum of the volume of the total backfill into the crucible is intensified. In the case of the first filling and melting of less than 30% by weight of the metal in a completely filled crucible, the amount of additional fillings in the superheated melt increases in the amount of 9-10%. In addition, it is necessary to more accurately dosage. An increase in backfill over 40% is also impractical, since it increases the heating time, the consumption of electricity and nitrogen, and worsens the quality of the metal. The mass of additional filling of the crushed metal in the amount of 9-10% to the mass of the superheated melt in the crucible follows from the equation of the heat balance during aluminum overheating at 100 o C.

М.с2 . Δ t=m.c1(tc-to)+r.m (6)
где М и m соответственно масса расплава и засыпки; с1 и с2 удельная теплоемкость твердого алюминия и расплава; Δt перегрев расплава. После подстановки исходных данных алюминия из (3) при произвольной массе расплава получаем соотношение m=(0,09-0,1)M.
M. from 2 . Δ t = m . c 1 (t c -t o ) + r . m (6)
where M and m, respectively, the mass of the melt and the backfill; с 1 and с 2 specific heat of solid aluminum and melt; Δt melt overheating. After substituting the initial aluminum data from (3) for an arbitrary mass of the melt, we obtain the relation m = (0.09-0.1) M.

После расплавления первой засыпки передача тепла в расплав происходит практически со всей поверхности тигля, контактирующей с расплавом. Кроме этого, расход азота необходим лишь только для защиты поверхности зеркала металла и нескольких слоев засыпки. Различие в плотностях твердого и жидкого алюминия (2868>2380 кг/м3) приводит к погружению частичек в расплав, их интенсивному прогреву и расплавлению, что следует из уравнения (3)
Nи=0,343.Re0,5.Рr0,4, (7)
где Nu

Figure 00000009
α коэффициент теплоотдачи расплава; λ коэффициент теплопроводности металла; δ характерный размер (толщина теплового пограничного слоя), Re= U.x/ ν критерий Рейнольдса; U скорость металла на границе с частичками; Рr критерий Прандтля, ν коэффициент кинематической вязкости.After the first charge is melted, heat is transferred to the melt from almost the entire surface of the crucible in contact with the melt. In addition, nitrogen flow is only necessary to protect the surface of the metal mirror and several layers of backfill. The difference in the densities of solid and liquid aluminum (2868> 2380 kg / m 3 ) leads to the immersion of particles in the melt, their intense heating and melting, which follows from equation (3)
N and = 0.343 . Re 0.5. Pr 0.4 , (7)
where nu
Figure 00000009
α melt heat transfer coefficient; λ metal thermal conductivity; δ characteristic dimension (thickness of the thermal boundary layer), Re = U. x / ν Reynolds test; U is the metal velocity at the particle boundary; Pr test Prandtl, ν coefficient of kinematic viscosity.

δ

Figure 00000010
x расстояние от стенки тигля до рассматриваемого сечения.δ
Figure 00000010
x distance from the crucible wall to the section under consideration.

Тепловой поток, передаваемый расплавом засыпке, определяется выражением
q= α ˙ F˙ Δ t, Вт (8)
где α коэффициент теплоотдачи расплава засыпке; F площадь поверхности частиц, контактирующих с расплавом; Δ t разность температур расплава и засыпки.
The heat flux transferred by the melt to the backfill is determined by the expression
q = α ˙ F˙ Δ t, W (8)
where α is the heat transfer coefficient of the melt backfill; F is the surface area of the particles in contact with the melt; Δ t is the temperature difference between the melt and the backfill.

Сравнение выражений (3) и (8) показывает, что величина теплового потока, определяемого по (8) в десятки раз превышает значение, получаемое по (3). Это говорит о том, что за одно и то же время нагрев частиц алюминия при загрузке в перегретый расплав произойдет до более высокой температуры за счет получения тепла, в десятки раз превышающее тепло, получаемое при суммарном теплообмене через зазор, контакт и излучение. Кроме этого, уменьшается окисление частичек, их угар и расход защитного газа. После каждой засыпки частичек в перегретый металл масса получаемого после расплавления алюминия расплава увеличивается. Соответственно увеличивается и количество последующей засыпки, которая в процентном отношении составляет 9-10% от массы расплава. A comparison of expressions (3) and (8) shows that the value of the heat flux determined by (8) is ten times higher than the value obtained by (3). This suggests that during the same time, the heating of aluminum particles during loading into an overheated melt will occur to a higher temperature due to the generation of heat, tens of times higher than the heat obtained during the total heat transfer through the gap, contact and radiation. In addition, the oxidation of particles, their fumes and the consumption of protective gas are reduced. After each filling of particles into the superheated metal, the mass of the melt obtained after melting aluminum increases. Accordingly, the amount of subsequent backfill also increases, which in percentage terms is 9-10% of the mass of the melt.

Количество загружаемого в тигель измельченного алюминия может определяться по меткам, наносимым на внутренней и внешней поверхности бункера с визированием оставшегося количества. Измерение температуры расплава в тигле производится двумя термопарами, одновременно контролирующими температуру засыпки и расплава. В начальный момент подачи измельченного алюминия наблюдается понижение температуры расплава за счет аккумулирования тепла частичками. Это понижение температуры не должно превышать 100оС.The amount of crushed aluminum loaded into the crucible can be determined by the marks applied on the inner and outer surfaces of the hopper with the sight of the remaining quantity. The temperature of the melt in the crucible is measured by two thermocouples that simultaneously control the temperature of the charge and the melt. At the initial moment of feeding the crushed aluminum, a decrease in the temperature of the melt due to the accumulation of heat by particles is observed. This temperature decrease should not exceed 100 about C.

Для распределения частичек алюминия по поверхности зеркала металла существенное значение имеют размеры частичек (диаметр, длина), расстояние h1 от места падения частичек из бункера до выходных отверстий насадка, расположение выходных отверстий по периметру насадка, параметры отверстия, скорость газа на выходе из отверстия. Для измельченных частиц с параметрами d=2-3 мм, l=3-5 мм объем и масса частичек соответственно равны: V=(9,4-35,4).10-9 м3, m= (25-95).10-6 кг. В зависимости от ориентации частички (торцовая, боковая поверхность) площадь контакта с потоком газа равна F=(3,1-23,6).10-6 м2.For the distribution of aluminum particles over the surface of the metal mirror, the particle sizes (diameter, length), the distance h 1 from the place where the particles fall from the hopper to the nozzle outlet openings, the location of the outlet openings around the nozzle perimeter, the parameters of the hole, the gas velocity at the outlet of the hole are essential. For crushed particles with parameters d = 2-3 mm, l = 3-5 mm, the volume and mass of particles are respectively equal: V = (9.4-35.4) . 10 -9 m 3 , m = (25-95) . 10 -6 kg. Depending on the particle orientation (end face, side surface), the contact area with the gas flow is F = (3.1-23.6) . 10 -6 m 2 .

Для переноса частички на различное расстояние (зависит от внутреннего диаметра тигля) необходимо определенное давление газа (азота), обеспечивающее изменение траектории падения частицы при минимальном давлении газа. На дальность перемещения частицы при данном давлении газа играет роль высота точки взаимодействия ее с газом до зеркала металла Н, угол между осью выходного отверстия с горизонтом α конструкция распыливающего устройства (насадка), количество подаваемых частиц в единицу времени. To transfer a particle to a different distance (depending on the inner diameter of the crucible), a certain pressure of gas (nitrogen) is necessary, which ensures a change in the path of the particle at the minimum gas pressure. The height of the point of interaction of the particle with the gas to the metal mirror H, the angle between the axis of the outlet with the horizon α, the design of the atomizing device (nozzle), and the number of particles delivered per unit time play a role in the range of particle movement at a given gas pressure.

Для приведенных параметров частичек объемный расход при открытом бункере определим по работе (4), который равняется 86.10-6 см3/с при диаметре отверстия 25.10-3 м. По этой же работе скорость движения частиц в центре отверстия бункера определяется диаметром отверстия и гранулометрическим составом
a

Figure 00000011
(см/с)
(9)
где D диаметр отверстия, см; d средняя крупность частиц, мм; ν коэффициент вариации размера частиц, ед. При D=25.10-3 м значение а=0,35 м/с.For the given parameters of the particles, the volumetric flow rate with the hopper open is determined by (4), which is 86 . 10 -6 cm 3 / s with a hole diameter of 25 . 10 -3 m. In the same work, the speed of particles in the center of the hole of the hopper is determined by the diameter of the hole and particle size distribution
a
Figure 00000011
(cm / s)
(nine)
where D is the diameter of the hole, cm; d average particle size, mm; ν coefficient of variation of particle size, units At D = 25 . 10 -3 m value a = 0.35 m / s.

Скорость частиц перед выходным отверстием насадка будет равна
V=a+g. τ (10)
где а=0,35 м/с начальная скорость; g=9,81 м/с2 ускорение свободного падения; τ время падения частички.
The particle velocity in front of the nozzle outlet will be equal to
V = a + g . τ (10)
where a = 0.35 m / s initial velocity; g = 9.81 m / s 2 gravity acceleration; τ particle fall time.

Выходные отверстия распылителя выполняются щелевидными (в форме прямоугольника), расположенные на расстоянии h1 от бункера.The outlet openings of the atomizer are slotted (in the form of a rectangle) located at a distance of h 1 from the hopper.

Например, при массе дополнительной засыпки m=3,5 кг время дозировки τ26 с, при m=21 кг τ151 с. For example, with an additional backfill mass of m = 3.5 kg, the dosing time is τ26 s, with m = 21 kg τ151 s.

Увеличение расстояния h1 от бункера (питателя) до отверстий насадка приводит к увеличению скорости падения частиц, а соответственно и их энергии, что следует из формул
E

Figure 00000012
(11)
где скорость частицы V определяется по выражению (10).An increase in the distance h 1 from the hopper (feeder) to the nozzle openings leads to an increase in the rate of fall of particles and, accordingly, their energy, which follows from the formulas
E
Figure 00000012
(eleven)
where the particle velocity V is determined by the expression (10).

Время падения частички определяют по формуле
τ

Figure 00000013
откуда v
Figure 00000014
(12)
Расстояние h1 определяется количеством расплава в тигле и его высотой. Увеличение энергии падающей частицы приводит к необходимости увеличения скорости истечения газа из отверстий насадка. При оптимальном расстоянии h1 энергия струи газа (азота) расходуется только на искривление траектории движения частичек, обладающих своей кинетической энергией. Наличие щелевых отверстий увеличивает фронт струи, а соответственно, и время взаимодействия газа с частичкой, т.е. обеспечивается большая эффективность струй. Чрезмерное увеличение h1 увеличивает объем пространства тигля (печи). Кроме этого, при резком изменении траектории движения частиц (угол 70-90о) происходит потеря энергии частички на трение с газом. В результате дальность полета уменьшается, поэтому лучше несколько увеличить расстояние Н до зеркала металла и придать траекторию движения частицы более плавную. Т.е. значительное уменьшение угла наклона оси отверстия с горизонтом α нецелесообразно. Значительное увеличение угла α также нецелесообразно, так как при этом уменьшается дальность полета частиц и для достижения периферийных слоев зеркала металла необходимо будет увеличить высоту Н.Particle fall time is determined by the formula
τ
Figure 00000013
where v
Figure 00000014
(12)
The distance h 1 is determined by the amount of melt in the crucible and its height. An increase in the energy of the incident particle makes it necessary to increase the rate of gas outflow from the nozzle openings. At an optimal distance h 1, the energy of a gas (nitrogen) jet is spent only on the curvature of the trajectory of motion of particles having their kinetic energy. The presence of slotted holes increases the front of the jet, and, accordingly, the time of interaction of the gas with the particle, i.e. greater jet efficiency. Excessive increase in h 1 increases the volume of the space of the crucible (furnace). Additionally, the sudden change in the particle trajectories (angle of 70-90) particles occurs energy loss due to friction with the gas. As a result, the flight range decreases, so it is better to slightly increase the distance H to the metal mirror and make the particle trajectory smoother. Those. a significant decrease in the angle of inclination of the axis of the hole with the horizon α is impractical. A significant increase in the angle α is also impractical, since this reduces the flight range of the particles and to achieve the peripheral layers of the metal mirror it will be necessary to increase the height N.

С учетом вышесказанного можно записать
tgα

Figure 00000015
(13)
где Н расстояние от выходных отверстий насадка до зеркала металла; Dв/2= 300+100. n радиус тигля, n=0,1,2,3.12, Н ≅ 300 мм, α=12-45о. Практически для всех тиглей высота Н не должна превышать 300 мм. Наиболее оптимальный угол α 45о для тиглей с Dв=0,6 м. Для диаметров тиглей Dв>0,6 м для обеспечения постоянства Н (экономия объема тигля) целесообразно уменьшать угол наклона оси отверстия α Минимальное значение α12о для тиглей с Dв=3000 мм.Based on the foregoing, we can write
tgα
Figure 00000015
(13)
where H is the distance from the nozzle outlet to the metal mirror; D in / 2 = 300 + 100 . n crucible radius, n = 0,1,2,3.12, Н Н 300 mm, α = 12-45 о . For almost all crucibles, the height H should not exceed 300 mm. The most optimal angle is α 45 о for crucibles with D в = 0.6 m. For crucible diameters D в > 0.6 m, to ensure constant Н (saving the volume of the crucible), it is advisable to reduce the angle of inclination of the hole axis α. The minimum value is α12 о for crucibles with D in = 3000 mm.

Расход газа через отверстие насадка можно определить следующим образом. The gas flow through the nozzle orifice can be determined as follows.

Сила воздействия струи газа на частичку (5)
P Cx·(2L)·

Figure 00000016
cosβ (14)
где Сх= 1,2 коэффициент; 2.L высота выходного отверстия; ρ плотность газа (азота); V скорость; β угол между струей газа и вертикалью (направлением падения частицы).The force of a gas jet on a particle (5)
PC x · (2L) ·
Figure 00000016
cosβ (14)
where C x = 1.2 coefficient; 2 . L outlet height; ρ density of gas (nitrogen); V speed; β angle between the gas stream and the vertical (direction of particle fall).

Сила тяжести частички
F=m.g, (15)
где m масса частички.
Particle Gravity
F = m . g, (15)
where m is the mass of the particle.

В случае равенства (14) и (15) обеспечивается режим "витания" частички. На практике не требуется скорости газа, обеспечивающей "витание" частиц, а только их отклонение с перемещением на зеркало металла. Численное значение, полученное по выражению (15), для обеспечения заданного расхода газа должно в 2-3 раза превышать значение, полученное по (14). С учетом этого скорость газа на выходе из отверстия насадка определится по выражению
v

Figure 00000017
(16)
Масса частиц m в выражении 16 определяется с учетом массы всей засыпки в течение времени τ и количества отверстий n.In the case of equality (14) and (15), the mode of particle “wandering” is ensured. In practice, there is no need for a gas velocity that ensures the "soaring" of particles, but only their deflection with movement of the metal onto the mirror. The numerical value obtained by expression (15), to ensure a given gas flow rate, should be 2-3 times higher than the value obtained by (14). With this in mind, the gas velocity at the outlet of the hole nozzle is determined by the expression
v
Figure 00000017
(sixteen)
Particle mass m in expression 16 is determined taking into account the mass of the entire backfill over time τ and the number of holes n.

Равенство отношений

Figure 00000018
c·h·n (или Fн=Fотв) говорит о равенстве площадей центрального канала насадка и выходных отверстий. Расход газа через канал определяется площадью проходного сечения и скоростью газа. Увеличение площади отверстий (Fотв>Fн) приводит к уменьшению скорости газа на выходе из них, а соответственно, к уменьшению силы воздействия на частички металла. В итоге уменьшается расстояние, на которое они перемещаются. В случае (Fотв<Fн) (сумма площадей выходных отверстий насадка меньше площади центрального канала) увеличивается сопротивление течению газа через отверстия, а соответственно, возрастают потери давления.Equality of relations
Figure 00000018
c · h · n (or F n = F resp ) indicates the equality of the areas of the central channel of the nozzle and the outlet openings. The gas flow through the channel is determined by the area of the bore and the gas velocity. Increasing the area of the holes (F otv> F n) leads to a decrease in gas velocity at the exit from them and, consequently, to a decrease in the impact strength of the metal particles. As a result, the distance they move is reduced. In the case of (F holes <F n) (sum of areas of the nozzle outlet openings smaller than the area of the central channel) increases resistance to flow of gas through the openings, and accordingly, the pressure loss increases.

Отношение толщины стенки насадка δ (длина канала) к ширине отверстия с, равное δ /c=1-1,5, определяется тем, что при δ /c<1 поток газа не успевает сформироваться в выходном отверстии, а соответственно, ухудшаются параметры истекающей струи (увеличивается ее расширение, уменьшается сплошность струи). При δ /с>1,5 увеличивается сопротивление течению потока в отверстии насадка, а соответственно, уменьшается его скорость. The ratio of the nozzle wall thickness δ (channel length) to the hole width c, equal to δ / c = 1-1.5, is determined by the fact that for δ / c <1 the gas flow does not have time to form in the outlet, and, accordingly, the parameters of the outflow jet (its expansion increases, the continuity of the jet decreases). At δ / s> 1.5, the resistance to the flow in the nozzle opening increases, and, accordingly, its speed decreases.

Отношение

Figure 00000019
tgγ определяет степень различия ширины выходного отверстия. Различие ширины выходного отверстия на входе (а) и выходе из него (с) преследует цель увеличения площади поверхности, перекрываемой струями для равномерного распределения частиц на поверхности зеркала металла.Attitude
Figure 00000019
tgγ determines the degree of difference in the width of the outlet. The difference in the width of the outlet at the inlet (a) and exit from it (c) is aimed at increasing the surface area covered by the jets for uniform distribution of particles on the surface of the metal mirror.

Величину раскрытия струи можно определить по выражению (5)
b=tg βo(x+xo), (17)
где tg βo= 0,22;H= xo=2,3.bo полюсное расстояние; х расстояние вдоль оси струи до рассматриваемого сечения; 2bo ширина выходного отверстия.
The magnitude of the disclosure of the jet can be determined by the expression (5)
b = tg β o (x + x o ), (17)
where tg β o = 0.22; H = x o = 2.3 . b o pole distance; x distance along the axis of the jet to the section in question; 2b o the width of the outlet.

Из выражения (17) видно, что увеличение ширины отверстия приводит к увеличению величины раскрытия струи (фронт струи). Однако увеличение 2bo приводит к увеличению площади выходных отверстий, а соответственно, к снижению скорости газа на выходе из отверстия. Увеличения фронта струи при незначительном уменьшении скорости газа можно добиться профилированием выходных отверстий. При этом ширина отверстия с, измеренная по наружному диаметру насадка, превышает ширину а по внутреннему диаметру. Максимальное значение с должно быть таким, чтобы при этом обеспечивалось δ /c=1. Выбирая произвольную толщину стенки δ с учетом отношения δ /c=1-1,5, получаем γ0-22о. Максимальное значение угла γ22о целесообразно применять в том случае, когда отношение параметров отверстия h/c>3. Минимальное значение γ0 в случае h/c= 1,5-2.It can be seen from expression (17) that an increase in the width of the hole leads to an increase in the magnitude of the opening of the jet (front of the jet). However, an increase of 2b o leads to an increase in the area of the outlet openings, and accordingly, to a decrease in the gas velocity at the outlet of the hole. An increase in the jet front with a slight decrease in gas velocity can be achieved by profiling the outlet openings. Moreover, the width of the hole c, measured by the outer diameter of the nozzle, exceeds the width a of the inner diameter. The maximum value of c must be such as to ensure δ / c = 1. Choosing an arbitrary wall thickness δ taking into account the ratio δ / c = 1-1.5, we obtain γ0-22 about . The maximum value of the angle γ22 о is advisable to apply in the case when the ratio of hole parameters h / c> 3. The minimum value of γ0 in the case of h / c = 1.5-2.

На фиг.1 показан внешний вид заявляемого устройства. Figure 1 shows the appearance of the claimed device.

Предлагаемое устройство состоит из печи 1, внутри которой расположен тигель 2, обогреваемого бункера 3, затворов 9, трубок 4 и 5 для подвода газа, насадка 6 с отверстиями 7, вытяжного шкафа 8, газохода 10. The proposed device consists of a furnace 1, inside of which there is a crucible 2, a heated hopper 3, valves 9, tubes 4 and 5 for supplying gas, a nozzle 6 with holes 7, a fume hood 8, a duct 10.

Работа устройства состоит в следующем. Предварительно в бункер 3 загружается необходимое количество измельченного алюминия, включается печь и одновременно с разогревом тигля происходит нагрев бункера и засыпки. При достижении температуры в бункере 100-120оС производится загрузка тигля металлом в количестве 30% его вместимости. Загрузка и прекращение подачи металла осуществляется вращением двух затворов 9.The operation of the device is as follows. Previously, the necessary amount of crushed aluminum is loaded into the hopper 3, the furnace is turned on, and at the same time as the crucible is heated, the hopper and backfill are heated. When the temperature reached 100-120 ° C. hopper made crucible metal loading of 30% of its capacity. Download and stop the metal supply by rotating the two shutters 9.

Затвор представляет собой круглый диск с прорезью, соединяющей край и середину и предназначенной для свободного перемещения трубки с газом. Включают подачу газа, предварительно погрузив трубку 4 в засыпку. Плавление засыпки производится при постоянной подаче газа (азота). Температура образовавшегося расплава и засыпки постоянно контролируется термопарами. При перегреве расплава на 100оС производится подача засыпки в количестве 9-10% от массы расплава. Выходные отверстия насадка располагаются на расстоянии Н от зеркала металла. Отработавшие газы через газоход 10 поступают на обогрев бункера 3, после чего удаляются в вытяжной шкаф 8. Последовательность операций засыпки металла и плавления его в тигле повторяется. После расплавления всей засыпки и опорожнения бункера осуществляется продувка расплава в тигле азотом на всю глубину с перемешиванием металла и выравниванием его температуры. В случае необходимости дополнительно производится продувка расплава газообразным хлором. Подготовленный алюминий отстаивается в печи до температуры начала разливки (650-680оС).The shutter is a round disk with a slot connecting the edge and the middle and designed for the free movement of the tube with gas. Turn on the gas supply, after immersing the tube 4 in the backfill. Backfill melting is carried out with a constant supply of gas (nitrogen). The temperature of the resulting melt and backfill is constantly monitored by thermocouples. When the melt overheats at 100 ° C, backfill is supplied in the amount of 9-10% of the mass of the melt. The outlet openings of the nozzle are located at a distance H from the metal mirror. The exhaust gases through the duct 10 are fed to the heating of the hopper 3, and then removed into a fume hood 8. The sequence of operations of filling the metal and melting it in the crucible is repeated. After melting all the backfill and emptying the hopper, the melt in the crucible is purged with nitrogen to the entire depth with mixing of the metal and equalization of its temperature. If necessary, the melt is additionally purged with gaseous chlorine. The prepared aluminum settles in the furnace to casting start temperature (650-680 ° C).

Предлагаемый способ разливки опробован в лабораторных условиях при переплаве измельченного алюминия в печи СНОЛ-1,6.2,5.1/9-4И (ТУ 16-681.051-84) мощностью 1,8 кВт с температурой внутри печи до 900оС. Нагрев и плавление засыпки производилось в емкости размером 0,25х0,15х0,12 м, изготовленной из нержавеющей стали с толщиной стенки 1 мм и покрытой изнутри цинковой краской. Наружная поверхность емкости теплоизолировалась. Емкость закрывалась крышкой, через отверстие в которой подводился инертный газ (азот). Моделирование выполнялось с соблюдением равенства критериев Фурье Fo=

Figure 00000020
и Нуссельта Nu
Figure 00000021
где а, α γ соответственно коэффициенты температуропроводности, теплоотдачи и теплопроводности алюминия, τ время процесса; l высота засыпки; х характерный размер (размер частичек алюминия).The inventive method of casting was tested in laboratory conditions with particulate aluminum remelting furnace SNOL-1,6.2,5.1 / 9-4I (TU 16-681.051-84) power of 1.8 kW at a temperature within the oven to 900 C. The heating and melting of backfill It was produced in a container measuring 0.25x0.15x0.12 m made of stainless steel with a wall thickness of 1 mm and coated with zinc paint from the inside. The outer surface of the tank was insulated. The container was closed by a lid, through an opening in which inert gas (nitrogen) was supplied. The simulation was carried out in compliance with the equality of the Fourier criteria F o =
Figure 00000020
and Nusselt Nu
Figure 00000021
where a, α γ, respectively, are the coefficients of thermal diffusivity, heat transfer and thermal conductivity of aluminum, τ is the process time; l backfill height; x characteristic size (particle size of aluminum).

В первом случае емкость полностью загружали засыпкой в количестве 7,2 кг, во втором случае (заявляемый способ) в емкость загружали 1,5 кг алюминия. Масса расплавленного алюминия в полностью заполненной емкости составляет 11 кг. В процессе переплава было установлено, что в заявляемом способе уменьшается время процесса (до 15-20%), а соответственно, расход электроэнергии, улучшается качество металла. In the first case, the tank was fully loaded with backfill in an amount of 7.2 kg, in the second case (the claimed method) 1.5 kg of aluminum was loaded into the tank. The mass of molten aluminum in a fully filled tank is 11 kg. In the process of remelting, it was found that in the inventive method, the process time is reduced (up to 15-20%), and accordingly, the energy consumption, the quality of the metal improves.

На АО "Амуркабель" создана опытная установка для переплава алюминия, поступающего с участка переработки отходов. Amurkabel JSC has created a pilot plant for remelting aluminum from the waste processing site.

В состав установки входит тигельная печь САТ-02н вместимостью 250 мг алюминия и мощностью 60 мВт, бункер для засыпки и дозировки металла, трубка с насадками для подвода газообразного азота в тигель печи. Масса первой засыпки 38 кг, давление на стенку изложницы 284 Н/м2. Величина удельного контактного теплового потока от прижимаемой к изложнице засыпки алюминия при разнице температур Δ t=500оС составляет 51,7 кВт/м3, удельный тепловой поток через газовый зазор 14 кВт/м2, тоже при излучении с поверхности тигля составляет 1,92 кВт/м2, суммарный удельный тепловой поток равняется 67,6 кВт/м2. тепловой поток от стенки тигля засыпке алюминия при боковой поверхности контакта 0,275 м2 составляет 18,6 кВт. Количество тепла, идущее на нагрев, плавление и перегрев жидкого алюминия, соответственно равняется 21,8; 15 и 3,4 МДж. При среднем диаметре тигля 0,4 м поверхность контакта с жидким металлом равняется 0,126 м2, толщина засыпаемого слоя массой 3,5 кг достигает 16-18 мм. При среднем значении коэффициента теплоотдачи расплава засыпке 3260 Вт/м2.К количество тепла перегрева металла, передаваемого засыпке, равняется 52 кВт.The installation includes a SAT-02n crucible furnace with a capacity of 250 mg of aluminum and a capacity of 60 mW, a hopper for backfilling and dosing of metal, a tube with nozzles for supplying gaseous nitrogen to the crucible of the furnace. The mass of the first filling 38 kg, the pressure on the wall of the mold 284 N / m 2 . The value of the specific contact heat flux from the backfill of aluminum pressed against the mold at a temperature difference Δt = 500 о С is 51.7 kW / m 3 , the specific heat flux through the gas gap is 14 kW / m 2 , also when radiation from the surface of the crucible is 1, 92 kW / m 2 , the total specific heat flux is 67.6 kW / m 2 . the heat flux from the crucible wall to a bed of aluminum with a lateral contact surface of 0.275 m 2 is 18.6 kW. The amount of heat used for heating, melting and overheating of liquid aluminum, respectively, equals 21.8; 15 and 3.4 MJ. With an average diameter of the crucible of 0.4 m, the contact surface with liquid metal is 0.126 m 2 , the thickness of the filled layer with a mass of 3.5 kg reaches 16-18 mm. With an average value of the heat transfer coefficient of the melt backfill 3260 W / m 2 .K the amount of heat of overheating of the metal transferred to the backfill is 52 kW.

В предлагаемом варианте уменьшается время плавления засыпки и угар металла, повышается его качество. In the proposed embodiment, the melting time of the backfill and the burning of the metal are reduced, and its quality is increased.

На фиг. 2 и 3 показана насадка для подачи инертного газа в тигель печи, соответственно продольный и поперечный разрезы. In FIG. 2 and 3 show the nozzle for supplying inert gas to the crucible of the furnace, respectively, longitudinal and transverse sections.

При переработке измельченных отходов алюминия в устройстве, содержащем тигельную печь САТ-025Н вместимостью тигля 250 кг металла, значения параметров следующие: объем бункера для засыпки 200 кг алюминия 0,125 м3, форма и размеры бункера усеченный конус высотой 0,79 м с диаметрами оснований 0,7 и 0,14 м; время расплавления первой засыпки (38 кг) алюминия 2160 с; время перегрева 38 кг на 100оС 183 с; время расплавления засыпки 3,5 кг алюминия в расплаве 67 с, расстояние от зеркала металла до выходных отверстий насадка Н= 0,3 м; угол наклона оси выходных отверстий к горизонту α45о; внутренний диаметр насадка dв=15 мм; число отверстий n=6, размеры отверстия hхa=7,5x4 мм; толщина стенки насадка δ6 мм, максимальный расход газа для подачи 21 кг алюминия через насадок G=0,11 м3, максимальная скорость газа на выходе из отверстия в период подачи засыпки U=3,8-4,6 м/с.When processing ground aluminum waste in a device containing a SAT-025N crucible furnace with a crucible capacity of 250 kg of metal, the parameter values are as follows: hopper volume for filling 200 kg of aluminum 0.125 m 3 , shape and dimensions of the hopper, a truncated cone 0.79 m high with base diameters 0 , 7 and 0.14 m; the melting time of the first backfill (38 kg) of aluminum is 2160 s; superheat time 38 kg per 100 о С 183 s; the filling time of the filling of 3.5 kg of aluminum in the melt is 67 s, the distance from the metal mirror to the outlet openings of the nozzle is N = 0.3 m; the angle of inclination of the axis of the outlet to the horizon α45 about ; the inner diameter of the nozzle d in = 15 mm; the number of holes n = 6, the size of the hole hxa = 7.5x4 mm; the nozzle wall thickness is δ6 mm, the maximum gas flow rate for feeding 21 kg of aluminum through the nozzles is G = 0.11 m 3 , the maximum gas velocity at the outlet from the hole during the filling period is U = 3.8-4.6 m / s.

Заявляемые способ получения алюминия в тигельной печи и устройство для его реализации позволяют уменьшить время плавления засыпки, а соответственно, и расход электроэнергии, уменьшить угар металла и повысить его качество. The inventive method of producing aluminum in a crucible furnace and a device for its implementation can reduce the melting time of the backfill, and accordingly, the energy consumption, reduce the waste of metal and improve its quality.

Claims (3)

1. Способ переплава алюминия, включающий последовательную засыпку шихты в расплав металла порциями по мере расплавления предыдущих порций, плавление и рафинирование, отличающийся тем, что предварительно расплав металла перегревают и засыпку осуществляют в количестве 60 70% от объема засыпки тигля, рафинирование проводят инертным газом, при этом каждая порция засыпки составляет 9 10% от массы расплава и ее подают в струе инертного газа с интервалом времени, необходимым для перегрева каждой порции засыпки на 100oС.1. The method of remelting aluminum, which includes sequential filling of the charge into the metal melt in batches as the previous batches melt, melting and refining, characterized in that the metal is preheated and the filling is carried out in an amount of 60 70% of the volume of the crucible charge, refining is carried out with an inert gas, wherein each portion of the backfill is 9 10% of the mass of the melt and it is fed in a stream of inert gas with an interval of time necessary for overheating of each portion of the backfill at 100 o C. 2. Устройство для переплава алюминия, содержащее тигельную печь и насадок, отличающееся тем, что оно снабжено бункером с клапаном, трубкой для подачи инертного газа, соединенной с насадком, выполненным с отверстиями, при этом внутренний диаметр Dв тигля, расстояние H от выходных отверстий насадка до зеркала жидкого металла, угол α наклона оси выходных отверстий насадка к горизонту связаны между собой следующей математической зависимостью:
Figure 00000022

где Dв/2 300 + 100 · n;
n 0 12 целое число;
α = 12-45°;
H ≅ 300 мм.
2. Device for remelting aluminum, containing a crucible furnace and nozzles, characterized in that it is equipped with a hopper with a valve, an inert gas supply pipe connected to the nozzle made with holes, while the inner diameter D in the crucible, the distance H from the outlet nozzle to the liquid metal mirror, angle α of inclination of the axis of the outlet openings of the nozzle to the horizon are interconnected by the following mathematical relationship:
Figure 00000022

where D in / 2 300 + 100 · n;
n 0 12 is an integer;
α = 12-45 ° ;
H ≅ 300 mm.
3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что соотношения между внутренним диаметром (dв) насадка, шириной выходных отверстий на входе (a) и выходе (c), высотой h отверстий, числом n отверстий, толщиной δ стенки и углом g разворота кромки отверстия установлены по зависимостям
Figure 00000023

δ/c = 1-1,5;
Figure 00000024

γ = 0-22°.
3. The device according to p. 2, characterized in that the ratio between the inner diameter (d in ) of the nozzle, the width of the outlet openings at the inlet (a) and outlet (c), the height h of the holes, the number n of holes, the thickness δ of the wall and the angle g hole edge reversal set according to
Figure 00000023

δ / c = 1-1.5;
Figure 00000024

γ = 0-22 ° .
RU93041272A 1993-08-17 1993-08-17 Method and device for remelting aluminium RU2048551C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU93041272A RU2048551C1 (en) 1993-08-17 1993-08-17 Method and device for remelting aluminium

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU93041272A RU2048551C1 (en) 1993-08-17 1993-08-17 Method and device for remelting aluminium

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2048551C1 true RU2048551C1 (en) 1995-11-20
RU93041272A RU93041272A (en) 1996-01-27

Family

ID=20146582

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU93041272A RU2048551C1 (en) 1993-08-17 1993-08-17 Method and device for remelting aluminium

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2048551C1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР N 661/032, кл. C 22B 7/00, 1979. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5649992A (en) Methods for flow control in electroslag refining process
JPH0791571B2 (en) Method for producing titanium particles
US4863509A (en) Method and apparatus for producing and further processing metallic substances
EP0462713A1 (en) Method and apparatus for feeding iron-bearing materials to metallurgical furnaces
CN105612016B (en) The granulation of melted material
CN1301312A (en) Continuous metal melting process and apparatus
CA2230673C (en) The production of metal lumps
RU2048551C1 (en) Method and device for remelting aluminium
Toulouevski et al. Fuel Arc Furnace (FAF) for Effective Scrap Melting: From EAF to FAF
RU2680497C2 (en) Casting system with tapered hearth
US5965085A (en) Apparatus for charging a shaft furnace
EA022298B1 (en) Device and method for cooling melt fragments
JPS56121622A (en) Granulating and collecting device for molten slag
CA1172008A (en) Method and apparatus for producing particulate
US4217082A (en) Spin cup means for the production of metal powder
WO2006085789A1 (en) Method for removing a molten metal main portion from a metal-meting container through an outflow opening embodied in the bottom surface thereof, a metal-melting container and a flowchart of main operations for carrying out said method
WO1982003809A1 (en) Apparatus for spraying metal or other material
JP3823485B2 (en) Rotating chute for bellless type furnace top charging equipment for blast furnace
CA1092810A (en) Melting of fine particulate material in a high-speed rotary furnace
JP3588877B2 (en) Ore and coke charging method in bellless blast furnace
US3373796A (en) Method and means for cooling a combustion chamber by means of a powderlike material
Del Rio et al. Laboratory-scale gas atomizer for the manufacturing of metallic powders
JP3632290B2 (en) Blast furnace operation method
JP2531871Y2 (en) Powder dispensing device
RU2353681C2 (en) Installation with rotary kiln for aluminium melting excluding usage of slats with screening and slag collection