RU2266969C2 - Method of briquetting metal chips and device for realization of this method - Google Patents
Method of briquetting metal chips and device for realization of this method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2266969C2 RU2266969C2 RU2003134886A RU2003134886A RU2266969C2 RU 2266969 C2 RU2266969 C2 RU 2266969C2 RU 2003134886 A RU2003134886 A RU 2003134886A RU 2003134886 A RU2003134886 A RU 2003134886A RU 2266969 C2 RU2266969 C2 RU 2266969C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- chips
- muffle
- heating
- coolant
- briquetting
- Prior art date
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Abstract
Description
Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при подготовке стружковых и шламовых отходов металлообработки к металлургическому переплаву.The invention relates to metallurgy and can be used in the preparation of chip and slurry metalworking waste for metallurgical remelting.
Известен способ брикетирования стальной стружки (1), согласно которому стружку подвергают дроблению, холодному прессованию, нагреву на воздухе до температуры 700-800°С и горячему прессованию. Холодное прессование стружки проводят с целью получения плотного брикета, способного противостоять внутреннему окислению при нагреве. Брикет нагревают в две стадии. Вначале осуществляют нагрев до 250-350°С со скоростью 10-20°С/мин для удаления влаги и разложения масла на летучие составляющие и свободный углерод. Затем температуру повышают до 700-800°С со скоростью 25-35°С/мин. При этом стружку предохраняет от окисления свободный углерод в виде твердых сажистых отложений на ее поверхности.A known method of briquetting steel chips (1), according to which the chips are subjected to crushing, cold pressing, heating in air to a temperature of 700-800 ° C and hot pressing. Cold pressing of chips is carried out in order to obtain a dense briquette that can withstand internal oxidation during heating. The briquette is heated in two stages. Initially, heating is carried out to 250-350 ° C at a rate of 10-20 ° C / min to remove moisture and decompose the oil into volatile components and free carbon. Then the temperature is increased to 700-800 ° C at a rate of 25-35 ° C / min. At the same time, the free carbon in the form of solid soot deposits on its surface protects the chips from oxidation.
К недостаткам известного способа следует отнести низкую защищенность поверхностного слоя брикета от окисления. При нагреве на воздухе до температур 700-800°С пористый поверхностный слой обезуглероживается и окисляется.The disadvantages of this method include the low protection of the surface layer of the briquette from oxidation. When heated in air to temperatures of 700-800 ° C, the porous surface layer is decarburized and oxidized.
Способ не позволяет осуществлять брикетирование стружки малопластичных высокоуглеродистых или высоколегированных сталей, например подшипниковой или инструментальной. Стружка этих сталей не поддается холодному брикетированию. При нагреве на воздухе в некомпактированном виде она окисляется.The method does not allow briquetting chips of low-plastic high-carbon or high-alloy steels, for example, bearing or tool. The shavings of these steels are not amenable to cold briquetting. When heated in air in an uncompacted form, it oxidizes.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ брикетирования стальной и чугунной стружки (2-прототип), согласно которому стружку подвергают дроблению, механическому отжатию от смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ), нагреву до температуры 650-700°С и горячему прессованию.The closest in technical essence to the present invention is a method for briquetting steel and cast-iron chips (2 prototype), according to which the chips are subjected to crushing, mechanical extraction from a cutting fluid, coolant, heating to a temperature of 650-700 ° C and hot pressing.
К недостаткам известного способа следует отнести низкую плотность стружки при нагреве и свободный доступ воздуха в зону нагрева. СОЖ сгорает, процесс пиролитического разложения масляной фазы протекает кратковременно. Эффективность защитной атмосферы, а также количество выделенного углерода оказываются недостаточными для предохранения стружки от окисления. Стружка окисляется как в зоне нагрева, так и на выходе из печи. Мелкая стружка, размером менее 1 мм, с высокой удельной поверхностью, активно сгорает, что препятствует введению в состав шихты шлифовальных, заточных, опиловочных и обкатных шламов.The disadvantages of this method include the low density of the chips during heating and free access of air to the heating zone. Coolant burns out, the process of pyrolytic decomposition of the oil phase proceeds briefly. The effectiveness of the protective atmosphere, as well as the amount of carbon released, are insufficient to protect the chips from oxidation. The chips are oxidized both in the heating zone and at the outlet of the furnace. Small shavings, less than 1 mm in size, with a high specific surface, actively burn out, which prevents the introduction of grinding, grinding, filing and rolling sludges into the mixture.
Известно устройство для брикетирования металлической стружки (1), включающее пресс для холодного прессования стружки, камерную нагревательную печь для нагрева брикетов и молот для динамической допрессовки горячих брикетов.A device for briquetting metal chips (1), comprising a press for cold pressing of chips, a chamber heating furnace for heating briquettes and a hammer for dynamically pressing hot briquettes.
Недостатком устройства является наличие окислительной атмосферы в зоне нагрева брикетов из-за негерметичности камеры нагревательной печи.The disadvantage of this device is the presence of an oxidizing atmosphere in the heating zone of the briquettes due to leaks in the chamber of the heating furnace.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является устройство горячего брикетирования стальной и чугунной стружки (2 - прототип), включающее дробилку, центрифугу, нагревательную печь и брикетировочный пресс. Стружка нагревается в наклонном вращающемся барабане газовой печи. Газовое пламя образуется при вдувании в барабан природного газа и воздуха. СОЖ сгорает вместе с газом и удаляется из печи. Продукты неполного сгорания направляются в камеру дожигания, в которой также установлены газовые горелки. Образующийся углекислый газ с парами воды проходит через водяной рекуператор, охлаждается и подвергается очистке вначале в циклоне для удаления твердых частиц, затем в сухих или мокрых фильтрах. После чего газ выбрасывается в атмосферу.Closest to the technical nature of the present invention is a device for hot briquetting steel and cast-iron chips (2 - prototype), including a crusher, centrifuge, heating furnace and briquetting press. The chips are heated in an inclined rotary drum of a gas furnace. A gas flame is formed when natural gas and air are blown into the drum. The coolant burns with the gas and is removed from the furnace. Products of incomplete combustion are sent to the afterburner, in which gas burners are also installed. The resulting carbon dioxide with water vapor passes through a water recuperator, is cooled and cleaned first in a cyclone to remove particulate matter, then in dry or wet filters. Then the gas is released into the atmosphere.
К недостаткам известного устройства следует отнести наличие окислительной атмосферы в рабочем пространстве печи. Слой стружки при вращении барабана печи разрыхляется и не оказывает сопротивления выходу в печь продуктов возгонки СОЖ. Значительное количество металлической пыли (до 20%), образуемой при сушке шлама, уносится из печи вместе с печными газами.The disadvantages of the known device include the presence of an oxidizing atmosphere in the working space of the furnace. The layer of chips during rotation of the furnace drum loosens and does not resist the exit to the furnace of sublimation coolant. A significant amount of metal dust (up to 20%) generated during the drying of sludge is carried away from the furnace together with the furnace gases.
Задача, решаемая данным изобретением, состоит в повышении качества брикетов и универсализации процесса горячего брикетирования стружки.The problem solved by this invention is to improve the quality of briquettes and the universalization of the process of hot briquetting chips.
Поставленная задача решается тем, что в способе брикетирования металлической стружки, включающем ее дробление, механическое отжатие от смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ), нагрев до температуры б50-700°С и горячее прессование, содержание СОЖ в стружке при механическом отжатии доводят до 2-4%, затем стружку перемешивают с металлическим или металлоабразивным шламом с содержанием СОЖ 5-10%, при этом количество шлама дозируют в пределах 5-25% от массы смеси, после чего смесь формуют в пористый слой плотностью 700-1400 кг/м3 и пропускают через зону нагрева с отношением длины к размеру поперечного сечения, равным 7-10, при этом скорость движения слоя составляет 0,06-0,1 м/мин.The problem is solved in that in the method of briquetting metal chips, including crushing it, mechanical extraction from the cutting fluid (coolant), heating to a temperature of b50-700 ° C and hot pressing, the coolant content in the chips during mechanical pressing is adjusted to 2- 4%, then the chips are mixed with a metal or metal abrasive slurry with a coolant content of 5-10%, while the amount of slurry is dosed within 5-25% by weight of the mixture, after which the mixture is molded into a porous layer with a density of 700-1400 kg / m 3 and pass through the heating zone with a ratio of length to cross-sectional size equal to 7-10, wherein the Layer speed is 0.06-0.1 m / min.
Для осуществления способа в устройстве брикетирования металлической стружки, включающем дробилку, центрифугу, нагревательную печь и брикетировочный пресс, канал для перемещения стружки при нагреве изготовлен в виде пустотелого муфеля и двух виброопор, расположенных у его впускной и выпускной горловин, при этом в боковых стенках муфеля выполнены отверстия таким образом, что отношение расстояния между ними в продольном сечении муфеля к ширине его внутренней полости находится в пределах 2,2-3,5, а площадь каждого из отверстий по отношению к площади поперечного сечения полости составляет 3-5%.To implement the method in a device for briquetting metal chips, including a crusher, centrifuge, heating furnace and briquetting press, the channel for moving chips during heating is made in the form of a hollow muffle and two vibration supports located at its inlet and outlet necks, while the side walls of the muffle are made holes so that the ratio of the distance between them in the longitudinal section of the muffle to the width of its inner cavity is in the range of 2.2-3.5, and the area of each of the holes in relation to the cross-sectional area of the cavity is 3-5%.
Предлагаемый способ реализуется с помощью устройства (см. чертеж), которое состоит из приемного вибробункера 1, установленного на четырех пружинных опорах 2 и снабженного электромеханическим вибратором 3. Пружины 2 размещены в углах вентиляционной коробки 4, смонтированной на перекрытии 5. Коробка 4 имеет отверстия А для улавливания отработанных печных газов. Этой же цели служит герметичный гибкий чехол 6, перекрывающий пространство между вибробункером 1 и вентиляционной коробкой 4.The proposed method is implemented using a device (see drawing), which consists of a receiving vibratory hopper 1 mounted on four spring supports 2 and equipped with an electromechanical vibrator 3. Springs 2 are placed in the corners of the ventilation box 4 mounted on the ceiling 5. Box 4 has holes A for collecting exhaust furnace gases. The sealed flexible case 6 serves as the same purpose, covering the space between the vibratory hopper 1 and the ventilation box 4.
Направляющая горловина вибробункера 1 входит в стальной пустотелый муфель 7 нагревательной печи 8. Муфель 7 опирается заплечиками 9 на перекрытие 5. Муфель 7 имеет отверстия Б для выхода газов в рабочее пространство В печи 8. Выпускная горловина муфеля 7 пропущена в отверстие, выполненное в основании печи 8. Печь 8 снабжена газовыми горелками 10 и воздушными кранами 11 для вдувания в нее природного газа и воздуха. Верхнее перекрытие печи 8 имеет отверстие Г для выхода газов в вентиляционную коробку 4. Непосредственно у основания печи расположены щелевидные отверстия Д, выполняющие роль поддувала и приемника газов, исходящих от нагретого металла, выходящего из муфеля 7. Над отверстиями Д установлены вытяжные колпаки 12, 13.The guide neck of the vibratory hopper 1 is included in the steel hollow muffle 7 of the heating furnace 8. The muffle 7 is supported by shoulders 9 on the floor 5. The muffle 7 has openings B for the exit of gases into the working space B of the furnace 8. The exhaust neck of the muffle 7 is passed into the hole made in the base of the furnace 8. The furnace 8 is equipped with gas burners 10 and air valves 11 for injecting natural gas and air into it. The upper floor of the furnace 8 has a hole Г for the exit of gases into the ventilation box 4. Directly at the base of the furnace there are slit-like openings D, which act as a blower and a receiver of gases emanating from the heated metal coming out of the muffle 7. Exhaust hoods 12, 13 are installed above the openings D. .
Печь 8 смонтирована на стальной опоре 14, которая имеет две стяжные плиты 15, 16. Между плитами установлен механизм вибролотка 17. Вибролоток 17 снабжен электромеханическим вибратором 18, прикрепленным к его днищу. Вибролоток 17 опирается на подпружиненные траверсы 19, 20, перемещаемые по четырем направляющим колонкам 21 штоками гидроцилиндров 22, 23. Вертикальные направляющие колонки 21 закреплены в гнездах плит 15, 16. Работа гидроцилиндров 22, 23, а следовательно, перемещение траверс 19,20 обеспечиваются гидростанцией 24.The furnace 8 is mounted on a steel support 14, which has two clamping plates 15, 16. A vibratory tray 17 is installed between the plates. The vibratory tray 17 is equipped with an electromechanical vibrator 18 attached to its bottom. The vibratory tray 17 is supported by spring-loaded traverses 19, 20, which are moved along four guide columns 21 by the rods of hydraulic cylinders 22, 23. The vertical guide columns 21 are fixed in the slots of the plates 15, 16. The operation of the hydraulic cylinders 22, 23, and therefore the movement of the traverses 19.20, are ensured by a hydraulic station 24.
Положение вибролотка 17 и угол его наклона определяется положением траверс 19, 20, Фиксирование рабочего положения лотка 17 осуществляется с помощью жестких опор, устанавливаемых под траверсами 19, 20 (не показаны). В горизонтальном положении лоток 17 запирает муфель 7. При этом во избежание непроизводительных потерь стружки при первоначальном пуске устройства используется пустотелая вставка 25. Положение лотка 17с уклоном вправо предназначено для подачи стружки в приемный бункер 26 брикетировочного пресса 27. Положение лотка 17 с уклоном влево используется для отвода стружки в короб 30.The position of the vibratory tray 17 and the angle of its inclination is determined by the position of the traverses 19, 20. The working position of the tray 17 is fixed using rigid supports installed under the traverses 19, 20 (not shown). In the horizontal position, the tray 17 locks the muffle 7. In this case, to avoid unproductive chip losses, the hollow insert 25 is used during the initial start-up of the device. The position of the tray 17 with a slope to the right is used to feed the chips into the receiving hopper 26 of the briquetting press 27. The position of the tray 17 with a slope to the left is used for chip discharge into the box 30.
Пустотелый муфель 7 и две виброопоры: вибробункер 1 и вибролоток 17 представляют собой канал для перемещения стружки при нагреве.The hollow muffle 7 and two vibration mounts: the vibratory hopper 1 and the vibratory tray 17 represent a channel for moving chips during heating.
Устройство работает следующим образом. В рабочем пространстве В печи 8 с помощью газовых горелок 10 и воздушного дутья устанавливается температура 650-700°С. Кислород, необходимый для работы горелок 10, поступает вместе с воздухом через поддувало Д. Гидроцилиндры 22, 23 выводят вибролоток 17 в горизонтальное положение и прижимают его к выпускной горловине муфеля 7. При этом вставка 25, установленная на лотке 17, вводится внутрь горловины и запирает муфель 7. Гидроцилиндры 22, 23, воздействуя через лоток 17 на муфель 7, приподнимают его, отрывая заплечики 9 от перекрытия 5.The device operates as follows. In the working space In the furnace 8, with the help of gas burners 10 and air blasting, a temperature of 650-700 ° C is set. The oxygen necessary for the operation of the burners 10, enters with the air through the blower D. The hydraulic cylinders 22, 23 bring the vibratory tray 17 to a horizontal position and press it to the outlet neck of the muffle 7. In this case, the insert 25 mounted on the tray 17 is inserted into the neck and closes muffle 7. Hydraulic cylinders 22, 23, acting through the tray 17 on the muffle 7, lift it, tearing off the shoulders 9 from the ceiling 5.
Стружко-порошковая смесь засыпается в приемный бункер 1 и муфель 7. Включаются вибраторы 3, 18, смесь формуется до заданной плотности. Образуется пористый слой смеси, представляющий собой плотную теплопроводную сердцевину муфеля 7. Слой нагревается до температуры 650-700°С при выключенных вибраторах 3, 18.The powder-chip mixture is poured into the receiving hopper 1 and the muffle 7. The vibrators 3, 18 are turned on, the mixture is molded to a predetermined density. A porous layer of the mixture is formed, which is a dense heat-conducting core of the muffle 7. The layer is heated to a temperature of 650-700 ° C with the vibrators 3, 18 turned off.
Зона нагрева, т.е. зона непосредственного теплового воздействия со стороны печи 8 на слой стружки в муфеле 7 ограничена длиной рабочего пространства печи L и шириной слоя а. Передача тепла от печи 8 стружке осуществляется контактным способом. Слой нагревается равномерно по всему объему. Вначале нагревается стальной муфель 7, а затем металлическая составляющая смеси. После этого происходит нагрев и возгонка СОЖ.Heating zone i.e. the zone of direct thermal effect from the side of the furnace 8 on the chip layer in the muffle 7 is limited by the length of the working space of the furnace L and the width of the layer a. Heat transfer from the furnace 8 to the chips is carried out by contact method. The layer is heated evenly throughout the volume. First, the steel muffle 7 is heated, and then the metal component of the mixture. After this, heating and sublimation of the coolant occurs.
Нагреваемый объем стружки, благодаря высокой теплопроводности муфеля 7 и самой стружки, значительно превышает объем зоны нагрева. Это обстоятельство, с одной стороны, повышает производительность нагрева, а с другой стороны, позволяет поддержать температуру стружки в выпускной горловине муфеля 7, расположенной ниже зоны нагрева.The heated chip volume, due to the high thermal conductivity of the muffle 7 and the chip itself, significantly exceeds the volume of the heating zone. This circumstance, on the one hand, increases the heating productivity, and on the other hand, it allows to maintain the temperature of the chips in the outlet neck of the muffle 7, located below the heating zone.
На протяжении всего нагрева пористый слой смеси продувается продуктами возгонки собственной СОЖ: вначале парами воды и летучими фракциями масла (100-400°С), затем угарным и углекислым газом, низкомолекулярными углеводородными соединениями и сажей (400-700°С). Образуется защитная углеводородная атмосфера, выходу которой из муфеля препятствует сопротивление слоя стружки. В муфеле создается избыточное давление, препятствующее проникновению в него воздуха. Надежность защитной атмосферы обеспечивается большой плотностью и протяженностью нагреваемого слоя.Throughout the entire heating process, the porous layer of the mixture is purged with the products of sublimation of its own coolant: first, with water vapor and volatile oil fractions (100-400 ° С), then carbon monoxide and carbon dioxide, low molecular weight hydrocarbon compounds and soot (400-700 ° С). A protective hydrocarbon atmosphere is formed, the output of which from the muffle is impeded by the resistance of the chip layer. An excess pressure is created in the muffle to prevent air from entering it. Reliability of the protective atmosphere is ensured by the high density and length of the heated layer.
Пористый слой смеси выполняет роль фильтра, на котором оседает сажистый углерод - продукт пиролиза углеводородных соединений. В условиях отсутствия окислителя и горения термодеструктируемой масляной фазы количество выделяемого углерода максимально. Наиболее интенсивно процесс пиролиза протекает при температурах 550-650°С. Стальная стружка является катализатором этого процесса.The porous layer of the mixture acts as a filter on which soot carbon is deposited - the product of the pyrolysis of hydrocarbon compounds. In the absence of an oxidizing agent and combustion of a thermally decomposed oil phase, the amount of carbon emitted is maximum. The most intensive pyrolysis process occurs at temperatures of 550-650 ° C. Steel chips are a catalyst for this process.
Избыток газа выпускается в печь 8 через отверстия Б в муфеле 7 и дожигается. Это необходимо для ускорения процесса сушки стружки. Отверстия Б выполнены в боковых стенках муфеля на разных уровнях. Они делят муфель на секции, длина которых равна расстоянию между отверстиями (1) в продольном сечении муфеля. Количество отверстий определяется по формуле L/1-1. Каждая секция задерживает газ в муфеле 7 настолько, насколько это необходимо для поддержания динамического равновесия между вновь образующимся объемом газа и объемом газа, который выпускается из муфеля 7 в печь 8. Динамическое равновесие регулируется двумя параметрами: отношением расстояния между отверстиями Б в продольном сечении муфеля 7 к ширине его внутренней полости (l/а) и отношением площади каждого из отверстий Б к площади поперечного сечения полости (f/F).The excess gas is discharged into the furnace 8 through the holes B in the muffle 7 and burned out. This is necessary to speed up the process of drying the chips. Holes B are made in the side walls of the muffle at different levels. They divide the muffle into sections, the length of which is equal to the distance between the holes (1) in the longitudinal section of the muffle. The number of holes is determined by the formula L / 1-1. Each section traps the gas in the muffle 7 as much as necessary to maintain dynamic equilibrium between the newly formed volume of gas and the volume of gas that is discharged from the muffle 7 into the furnace 8. The dynamic equilibrium is controlled by two parameters: the ratio of the distance between holes B in the longitudinal section of the muffle 7 to the width of its internal cavity (l / a) and the ratio of the area of each of the holes B to the cross-sectional area of the cavity (f / F).
Процесс возгонки СОЖ, сопровождаемый длительной термодеструкцией масляной фазы, протекает при температурах 400-450°С. Температура металла при этом практически остается постоянной, равной температуре масла на его поверхности. Объем газа в муфеле 7 поддерживается постоянным. По окончании процесса сушки температура металла возрастает, достигая температуры рабочего пространства В печи 8, т.е. 650-700°С. Количество газа в муфеле 7 убывает, что сопровождается отложением большого количества сажи на поверхности стружки.The process of sublimation of the coolant, accompanied by prolonged thermal decomposition of the oil phase, proceeds at temperatures of 400-450 ° C. In this case, the metal temperature practically remains constant, equal to the temperature of the oil on its surface. The volume of gas in the muffle 7 is maintained constant. At the end of the drying process, the temperature of the metal increases, reaching the temperature of the working space In the furnace 8, i.e. 650-700 ° C. The amount of gas in the muffle 7 decreases, which is accompanied by the deposition of a large amount of soot on the surface of the chips.
По окончании процессов сушки и нагрева стружки гидроцилиндры 22, 23 опускают вибролоток 17 в крайнее нижнее положение. Вставка 25 выводится из муфеля 7 и убирается с лотка 17. Гидроцилиндры 22, 23 выводят вибролоток 17 в рабочее положение с уклоном вправо. Это положение фиксируется с помощью жестких опор, установленных под траверсами 19, 20 (не показаны). Включаются вибраторы 3, 18, нагретая смесь подается в приемный бункер 26 пресса 27. Начинается процесс горячего прессования. Получаемые горячие брикеты 28 скатываются по наклонному лотку 29 на ленту транспортера, установленного под прессом, и выгружаются в короб (на рис. не показаны).At the end of the drying and heating processes of the chips, the hydraulic cylinders 22, 23 lower the vibratory tray 17 to its lowest position. The insert 25 is withdrawn from the muffle 7 and is removed from the tray 17. The hydraulic cylinders 22, 23 bring the vibrator 17 to the working position with a slope to the right. This position is fixed using rigid supports installed under the traverses 19, 20 (not shown). The vibrators 3, 18 are turned on, the heated mixture is fed into the receiving hopper 26 of the press 27. The process of hot pressing begins. The resulting hot briquettes 28 are rolled along an inclined tray 29 onto a conveyor belt mounted under a press, and unloaded into a box (not shown in the figure).
Использование вставки 25 при первоначальном пуске устройства позволяет исключить непроизводительные потери "холодной" стружки в выпускной горловине муфеля 7, расположенной ниже зоны нагрева.The use of insert 25 at the initial start-up of the device eliminates unproductive losses of “cold” chips in the outlet neck of the muffle 7 located below the heating zone.
После уплотнения смеси в муфеле 7 вибратор 3 выключается. Подача смеси в бункер 26 осуществляется периодическими включениями вибратора 18. Уровень смеси в приемном бункере 1 понижается. Очередная загрузка смеси осуществляется при его полном освобождении. Таким образом обеспечивается процесс непрерывной подачи, нагрева и прессования стружки. Каждая очередная порция смеси последовательно уплотняется в муфеле 7 за счет вибрации и пропускается через зону нагрева. При этом она полностью очищается от СОЖ и нагревается. Выпуск смеси из печи осуществляется в момент достижения ею температуры рабочего пространства печи.After compaction of the mixture in the muffle 7, the vibrator 3 is turned off. The supply of the mixture to the hopper 26 is carried out by periodic inclusion of the vibrator 18. The level of the mixture in the receiving hopper 1 is reduced. The next loading of the mixture is carried out with its full release. This ensures a continuous supply, heating and pressing of chips. Each successive portion of the mixture is sequentially compacted in the muffle 7 due to vibration and is passed through the heating zone. At the same time, it is completely cleaned of coolant and heated. The mixture is released from the furnace when it reaches the temperature of the working space of the furnace.
Условия теплопередачи, а следовательно, скорость и длительность сушки и нагрева стружко-порошковой смеси при заданной температуре рабочего пространства В печи 8 определяются отношением длины зоны нагрева к размеру ее поперечного сечения (L/a), а также скоростью движения слоя в муфеле 7. Последний параметр зависит от производительности пресса 27.Heat transfer conditions, and therefore, the speed and duration of drying and heating of the powder-powder mixture at a given temperature of the working space in the furnace 8 are determined by the ratio of the length of the heating zone to the size of its cross section (L / a), as well as the speed of the layer in the muffle 7. Last the parameter depends on the performance of the press 27.
Формовка смеси в муфеле 7 и, при необходимости, ее проталкивание в процессе непрерывного нагрева и прессования осуществляются следующим образом. Гидроцилиндры 22, 23, воздействуя через лоток 17 и слой стружки на муфель 7, приподнимают его, отрывая заплечики 9 от перекрытия 5. Включаются вибраторы 3, 18. Муфель 7 получает вибрацию от верхней и нижней виброопор 1, 17, передающих движение через нагреваемый слой стружки. Смесь устремляется в бункер 26 пресса 27.Forming the mixture in the muffle 7 and, if necessary, pushing it in the process of continuous heating and pressing are carried out as follows. Hydraulic cylinders 22, 23, acting through the tray 17 and the chip layer on the muffle 7, lift it, tearing off the shoulders 9 from the ceiling 5. The vibrators 3, 18 are turned on. The muffle 7 receives vibration from the upper and lower vibration mounts 1, 17, which transmit movement through the heated layer shavings. The mixture rushes into the hopper 26 of the press 27.
Чехол 6 предотвращает выброс дымовых газов и пламени из печи 8 в атмосферу при подъеме муфеля 7.Case 6 prevents the emission of flue gases and flame from the furnace 8 into the atmosphere when lifting the muffle 7.
На выходе из печи стружка защищена от окисления плотным слоем сажи. Газы, исходящие от нагретого металла, улавливаются колпаками 12, 13 и возвращаются в печь через отверстия Д, благодаря большой тяге в дымоходе печи В. Эта тяга создается за счет большой высоты дымохода В и дополнительной вытяжки со стороны дымососа (не показан). Процесс горения природного газа и продуктов возгонки СОЖ поддерживается вдуванием в печь воздуха через краны 11, а также воздуха, поступающего в печь через поддувало Д. Продукты полного сгорания выходят из печи 8 через отверстия Г и А и попадают в вентиляционную коробку 4. Из коробки 4 они подаются в рекуператор и экономайзер. После теплообмена газы подвергаются очистке в циклоне, фильтре и выбрасываются в атмосферу.At the exit from the furnace, the chips are protected from oxidation by a dense layer of soot. Gases emanating from the heated metal are captured by caps 12, 13 and returned to the furnace through holes D, due to the large draft in the chimney of furnace B. This draft is created due to the large height of the chimney B and an additional exhaust from the side of the smoke exhauster (not shown). The combustion process of natural gas and coolant sublimation products is supported by blowing air into the furnace through taps 11, as well as air entering the furnace through blower D. Products of complete combustion exit furnace 8 through openings D and A and enter ventilation box 4. Out of box 4 they are fed to a recuperator and economizer. After heat transfer, the gases are cleaned in a cyclone, filter and emitted into the atmosphere.
В случае аварийной остановки пресса 27, во избежание саморазогрева, оплавления и "закозления" стружки в муфеле 7 гидроцилиндры 22, 23 выводят лоток 7 в положение с уклоном влево. Включаются вибраторы 3, 18, и стружко-порошковая смесь сбрасывается в короб 30.In the event of an emergency stop of the press 27, in order to avoid self-heating, melting and "freezing" of the chips in the muffle 7, the hydraulic cylinders 22, 23 bring the tray 7 to the left inclined position. The vibrators 3, 18 are turned on, and the powder-chip mixture is discharged into the box 30.
Способ брикетирования металлической стружки осуществляется следующим образом.The method of briquetting metal chips is as follows.
Пример 1. Токарную стружку подшипниковой стали ШХ15 с исходным содержанием СОЖ (сульфофрезола) 20% после дробления подвергали центрифугированию при частоте вращения ротора центрифуги 470 об/мин и диаметре барабана 1,12 м. Остаточное содержание СОЖ составляло 3,0%. Шлифовальный шлам той же марки стали с исходным содержанием СОЖ (эмульсола) 40% отстаивали на наклонной площадке в течение 3 дней, после чего содержание эмульсола понижалось до 8%.Example 1. Turning shavings of ШХ15 bearing steel with an initial coolant content (sulfofresol) of 20% after crushing were subjected to centrifugation at a centrifuge rotor speed of 470 rpm and a drum diameter of 1.12 m. The residual coolant content was 3.0%. Grinding sludge of the same steel grade with an initial coolant (emulsol) content of 40% was settled on an inclined platform for 3 days, after which the emulsol content was reduced to 8%.
Стружку перемешивали со шламом, количество которого составляло 15% от массы смеси. Смесь засыпали в грейферный короб и направляли в приемный бункер установки горячего брикетирования.The chips were mixed with slurry, the amount of which was 15% by weight of the mixture. The mixture was poured into the grab box and sent to the receiving hopper of the hot briquetting unit.
Стружко-порошковую смесь формовали в пористый слой плотностью 1000 кг/м3 и пропускали через зону нагрева с температурой 700°С. Скорость перемещения слоя в муфеле составляла 0,08 м/мин. Отношение длины зоны нагрева к размеру ее поперечного сечения L/a было равным 8,5. Производительность печи и спаренного с ней пресса составляла 1200 кг/час. Нагретая смесь непрерывно подавалась в бункер брикетировочного пресса.The chip powder mixture was molded into a porous layer with a density of 1000 kg / m 3 and passed through a heating zone with a temperature of 700 ° C. The velocity of the layer in the muffle was 0.08 m / min. The ratio of the length of the heating zone to the size of its cross section L / a was 8.5. The productivity of the furnace and the press paired with it was 1200 kg / h. The heated mixture was continuously fed into the hopper of the briquetting press.
Смесь прессовали на гидравлическом прессе под давлением 360 МПа. Получали брикеты со следующими параметрами: диаметр 150 мм, высота 80-100 мм, плотность 7000 кг/м3, содержание свободного углерода 0,5%. Осыпаемость, а также поверхностное и внутреннее окисление брикетов отсутствовали.The mixture was pressed in a hydraulic press under a pressure of 360 MPa. Briquettes were obtained with the following parameters: diameter 150 mm, height 80-100 mm, density 7000 kg / m 3 , free carbon content 0.5%. Shedding, as well as surface and internal oxidation of briquettes were absent.
Остальные примеры осуществляли согласно примеру 1. Результаты испытаний и режимы осуществления представлены в таблице.The remaining examples were carried out according to example 1. The test results and modes of implementation are presented in the table.
Примеры 1-5, 8 осуществляли на стали ШХ15, пример 6 - на стали Р6М5, пример 7 - на стали 45, пример 8 - прототип.Examples 1-5, 8 were carried out on steel ШХ15, example 6 - on steel Р6М5, example 7 - on steel 45, example 8 - prototype.
В отличие от прототипа стружко-порошковая смесь формуется в плотный пористый слой, который нагревается в замкнутом пространстве без доступа воздуха. Содержание масла в стружке в количестве 2-4% и СОЖ в шламе 5-10% при плотности пористого слоя 700-1400 кг/м3 обеспечивает создание надежной защитной атмосферы (примеры 1-3, 6, 7). При отношении длины зоны нагрева к размеру ее поперечного сечения (L/a), равным 7-10, и скорости движения слоя 0,06-1,1 м/мин процессы возгонки и пиролиза СОЖ протекают в полном объеме. Содержание свободного углерода в брикете составляет 0,4-0,6%. Окисление и осыпаемость брикетов отсутствуют.Unlike the prototype, the powder-chip mixture is molded into a dense porous layer, which is heated in a confined space without air. The oil content in the chips in the amount of 2-4% and the coolant in the sludge 5-10% at a density of the porous layer of 700-1400 kg / m 3 provides a reliable protective atmosphere (examples 1-3, 6, 7). With the ratio of the length of the heating zone to the size of its cross section (L / a) equal to 7-10, and the speed of the layer 0.06-1.1 m / min, the processes of sublimation and pyrolysis of the coolant proceed in full. The content of free carbon in the briquette is 0.4-0.6%. Oxidation and shedding of briquettes are absent.
Удержание защитной атмосферы в зоне нагрева стружки обеспечивается отношением расстояния между выпускными отверстиями муфеля к ширине его внутренней полости (l/а), равным 2,2-3,5. При этом площадь каждого из этих отверстий по отношению к площади поперечного сечения полости составляет 3-5% (примеры 1-3, 6, 7).The retention of the protective atmosphere in the chip heating zone is ensured by the ratio of the distance between the outlet openings of the muffle to the width of its internal cavity (l / a) equal to 2.2-3.5. The area of each of these holes relative to the cross-sectional area of the cavity is 3-5% (examples 1-3, 6, 7).
Выход за пределы указанных параметров в ту или иную сторону (примеры 4-5) приводит к снижению эффективности защиты металла углеводородной атмосферой.Going beyond the specified parameters in one direction or another (examples 4-5) leads to a decrease in the efficiency of metal protection in the hydrocarbon atmosphere.
Результаты испытаний и режимы осуществления способаTable
Test results and modes of implementation of the method
Количество выделенного углерода оказывается недостаточным. Брикеты окисляются, снижаются их плотность и прочность.The amount of carbon released is insufficient. Briquettes are oxidized, their density and strength are reduced.
По сравнению с прототипом предлагаемый способ позволяет получать более качественные брикеты. Плотность брикета достигает значений 6700-7100 кг/м3 при полном отсутствии осыпаемости по ГОСТ 2787-75 (примеры 1-3, 6, 7). Достижению высокой плотности способствует введение в состав шихты шлифовальных, обкатных, опиловочных, заточных и других шламов (примеры 1-3, 6, 7). Порошок шлама заполняет пустоты в спрессованной стружке. Однако превышение содержания шлама свыше 25% приводит к ослаблению механических связей между фракциями стружки, появлению трещин и осыпаемости брикетов (пример 5). Снижение содержания шлама ниже 5% (пример 4) экономически нецелесообразно.Compared with the prototype, the proposed method allows to obtain better briquettes. The briquette density reaches values of 6700-7100 kg / m 3 with the complete absence of crumbling according to GOST 2787-75 (examples 1-3, 6, 7). The achievement of high density contributes to the introduction of the mixture of grinding, running, filing, grinding and other sludges (examples 1-3, 6, 7). Sludge powder fills the voids in the compressed chips. However, an excess of sludge content of more than 25% leads to a weakening of the mechanical bonds between the fractions of the chip, the appearance of cracks and crumbling of briquettes (example 5). The reduction of sludge content below 5% (example 4) is not economically feasible.
Использование пластичной стружки, например стружки среднеуглеродистой конструкционной стали 45, позволяет получать брикеты повышенной плотности и прочности (пример 7).The use of plastic chips, for example chips of medium-carbon structural steel 45, allows to obtain briquettes of increased density and strength (example 7).
Предлагаемый способ позволяет значительно расширить область применения процесса горячего брикетирования стружки. Оказывается возможным брикетирование стружки малопластичных труднодеформируемых сталей, например подшипниковых, инструментальных (примеры 1-6), а также шламов, вывозимых до этого в отвал. Металлическая пыль удерживается в зоне нагрева более крупными уплотненными фракциями стружки и не уносится из печи вместе с печными газами. Конструкция канала для перемещения стружки практически исключает выброс пыли в рабочее пространство печи и в атмосферу.The proposed method allows to significantly expand the scope of the process of hot briquetting chips. It turns out to be possible briquetting shavings of low-plastic hardly deformable steels, for example, bearing, tool (examples 1-6), as well as sludge that were previously transported to the dump. Metal dust is held in the heating zone by larger compacted fractions of the chips and is not carried away from the furnace together with the furnace gases. The design of the channel for moving chips practically eliminates the emission of dust into the working space of the furnace and into the atmosphere.
Библиографические данныеBibliographic data
1. Авт. свид. СССР №1253735, кл. B 22 F 3/14. Способ переработки металлической стружки. Бюлл. изобр. №32, 1986.1. Auth. testimonial. USSR No. 1253735, class B 22 F 3/14. A method of processing metal chips. Bull. fig. No. 32, 1986.
2. R.A.Fawcett. The recycling of cast iron borings and steel swarf. Conservation & Recycling. Vol.2, pp.205-210. Pergamon Press Ltd., 1979. Printed in Great Britain - прототип.2. R.A. Fawcett. The recycling of cast iron borings and steel swarf. Conservation & Recycling. Vol.2, pp.205-210. Pergamon Press Ltd., 1979. Printed in Great Britain - prototype.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003134886A RU2266969C2 (en) | 2003-12-03 | 2003-12-03 | Method of briquetting metal chips and device for realization of this method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003134886A RU2266969C2 (en) | 2003-12-03 | 2003-12-03 | Method of briquetting metal chips and device for realization of this method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2003134886A RU2003134886A (en) | 2005-05-10 |
| RU2266969C2 true RU2266969C2 (en) | 2005-12-27 |
Family
ID=35746630
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2003134886A RU2266969C2 (en) | 2003-12-03 | 2003-12-03 | Method of briquetting metal chips and device for realization of this method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2266969C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2476609C2 (en) * | 2010-06-30 | 2013-02-27 | Александр Николаевич Шаруда | Compacted metallurgical product, manufacturing method of compacted metallurgical product and use of compacted metallurgical product |
-
2003
- 2003-12-03 RU RU2003134886A patent/RU2266969C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2476609C2 (en) * | 2010-06-30 | 2013-02-27 | Александр Николаевич Шаруда | Compacted metallurgical product, manufacturing method of compacted metallurgical product and use of compacted metallurgical product |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2003134886A (en) | 2005-05-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101228419B1 (en) | Method and apparatus for incineration of combustible waste | |
| CN105910111B (en) | A kind of solid waste burning system and processing method that igniter is dried with secondary exhaust gas combustion | |
| JP4008414B2 (en) | Method and apparatus for producing smokeless porous coal | |
| JPWO2005110634A1 (en) | Hagi-yaki type volume reduction processing method and apparatus | |
| CN107631301A (en) | Vertical incinerator and dangerous waste thing subregion CIU | |
| RU2266969C2 (en) | Method of briquetting metal chips and device for realization of this method | |
| JP3730995B2 (en) | Combustible waste treatment equipment | |
| JPH11504705A (en) | Explosion, combustion, and pyrolysis equipment for processing hazardous materials so as not to pollute the environment | |
| US4038154A (en) | Pile furnace | |
| KR20170009564A (en) | Multiple cinerator system used rapidity thermal decomposition | |
| JP4113066B2 (en) | Waste gasification combustion system | |
| JP2003292966A (en) | Continuous carbonizing device and method | |
| JP5165476B2 (en) | Detoxification method for soil contaminated with organic compounds | |
| CN206207437U (en) | For the vertical incinerator of dangerous waste thing treatment | |
| RU2115689C1 (en) | Device for producing charcoal | |
| RU2266968C2 (en) | Method of briquetting metal chips | |
| US3326150A (en) | Incinerator | |
| US1245914A (en) | Incinerator. | |
| RU98101334A (en) | METHOD FOR PROCESSING FLAMMABLE SOLID DOMESTIC WASTE | |
| RU2076787C1 (en) | Method of processing of slurry waste of high-speed steels | |
| JP2951632B2 (en) | Solid organic carbonization equipment | |
| RU2201952C2 (en) | Charcoal production process | |
| RU24872U1 (en) | INSTALLATION FOR THE PRODUCTION OF WOOD COAL | |
| JP2005113075A (en) | Carbonizing furnace and carbonization system | |
| CN112595102A (en) | Lump material pre-firing tunnel kiln |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20081204 |