RU2557190C2

RU2557190C2 - Reverberatory furnace for aluminium scrap remelting

Info

Publication number: RU2557190C2
Application number: RU2013151416/02A
Authority: RU
Inventors: Владимир Александрович Трусов
Original assignee: Владимир Александрович Трусов
Priority date: 2013-11-19
Filing date: 2013-11-19
Publication date: 2015-07-20
Also published as: RU2013151416A

Abstract

FIELD: metallurgy.

SUBSTANCE: invention relates to a reverberatory furnace for aluminium scrap remelting. The furnace contains casing made by side, face and rear walls, accumulating bath limited by hearth and walls, dome, drain tap hole, gas channel and welded pedestal, on which all is installed, external heat insulation out of three layers of heat insulating materials: diatomaceous crumb, refractory absorbent cotton, double layer of asbestos board. Inclined site, accumulating bath are made out of hearth blocks KC-88 laid on three layers of asbestos board, and pad out of dry quartz sand. The furnace pedestal is poured with concrete with additions of diatomaceous crumb, in top part the two layers of light chamotte bricks are arranged. The dome above the inclined site and furnace bath has heat insulating lining by two layers. In the furnace eight injection eight-mixing burners with nozzles for accelerated melting mode, device s for gate of work and sludge furnace window lifting and lowering are installed. The furnace is provided with 2-stage system of dust-gas cleaning comprising mixing chamber, two fume exhausts, gas cleaning block, scrubber.

EFFECT: higher furnace capacity, reduced heat and burn-off losses and possibility of ecologically clean remelting of aluminium scrap.

7 cl, 11 dwg

Description

Изобретение относится к цветной металлургии, а именно к плавильным агрегатам для переплава вторичных алюминиевых ломов и отходов алюминиевых сплавов в слитки и чушки. Печь может применяться для рафинирования, получения сплавов, усреднения химического состава лома.The invention relates to ferrous metallurgy, and in particular to smelting units for remelting secondary aluminum scrap and waste aluminum alloys into ingots and ingots. The furnace can be used for refining, producing alloys, averaging the chemical composition of scrap.

Известен аналог - отражательная печь для переплавки металла (Источник информации патент РФ №2155304), содержащая корпус, образованный кирпичной кладкой наружных стен как в заявленной печи, накопительную ванну и наклонную площадку, ограниченную подом и стенками, свод, сливную летку и газоход. Недостатками этой печи являются:A known analogue is a reflective furnace for smelting metal (RF patent information No. 2155304), comprising a housing formed by brickwork of external walls as in the claimed furnace, a storage bath and an inclined platform bounded by a hearth and walls, a vault, a drain outlet and a gas duct. The disadvantages of this furnace are:

1. Сложность конструкции из-за наличия двух сводов (малый над загрузочным столом и большой над ванной).1. The complexity of the design due to the presence of two arches (small above the loading table and large above the bathroom).

2. Отсутствие внешней теплоизоляции печи, уменьшающей потери тепла во внешнюю среду.2. The lack of external thermal insulation of the furnace, reducing heat loss to the external environment.

3. Печь не имеет систему пылегазоочистки и при работе будет загрязнять окружающую среду вредными выбросами.3. The furnace does not have a dust and gas cleaning system and during operation will pollute the environment with harmful emissions.

4. Из описания печи следует, что она оснащена только одной форсункой. Этого явно недостаточно для обеспечения высокой скорости проплавления шихты и ведения форсированного режима плавки. Ввиду указанных выше недостатков печь не может обеспечить решение технической задачи.4. From the description of the furnace it follows that it is equipped with only one nozzle. This is clearly not enough to ensure a high rate of penetration of the charge and maintaining a forced melting mode. Due to the above disadvantages, the furnace cannot provide a solution to the technical problem.

Известен аналог - отражательная печь для переплава металла (Источник информации патент РФ №2047663), содержащая корпус, образованный кирпичной кладкой наружных стен как в заявленной печи, накопительную ванну и наклонную площадку, ограниченную подом и стенками, свод, сливную летку и газоход.A known analogue is a reflective furnace for remelting metal (RF patent information No. 2047663), comprising a housing formed by brickwork of the external walls as in the claimed furnace, a storage bath and an inclined platform limited by a hearth and walls, a vault, a drain outlet and a gas duct.

Печь предназначена для переплавки вторичного алюминия и имеет следующие недостатки:The furnace is designed for remelting secondary aluminum and has the following disadvantages:

1. Дороговизна и сложность аккумулирующей тепло подушки (легковесный огнеупорный кирпич, блюмсы).1. The high cost and complexity of heat-accumulating pillows (lightweight refractory bricks, blooms).

Большая глубина жидкого металла в ванне затрудняет процесс перемешивания, вследствие чего жидкий металл не будет гомогенным.The large depth of the liquid metal in the bath makes the mixing process difficult, as a result of which the liquid metal will not be homogeneous.

4. В печи используется стационарный желоб для слива расплавленного металла.4. The furnace uses a stationary chute to drain molten metal.

Из-за перечисленных выше недостатков невозможно получить технический результат.Due to the above disadvantages, it is impossible to obtain a technical result.

Известен аналог - отражательная печь для переплавки металла (Источник информации патент РФ №2361161), являющаяся наиболее близкой (прототипом), содержащая корпус, образованный огнеупорными наружными боковыми, передней и задней торцевыми стенками, как в заявленной печи, накопительную ванну и наклонную площадку, ограниченную подом и стенками, свод, сливную летку и газоход, причем, корпус размещен на сварном каркасе. Считаю, что печь, взятая за прототип, имеет следующие недостатки:A known analogue is a reflective furnace for smelting metal (RF patent information No. 2361161), which is the closest (prototype), containing a housing formed by refractory outer side, front and rear end walls, as in the claimed furnace, a storage bath and an inclined platform, limited the hearth and the walls, a roof, a drain outlet and a gas duct, moreover, the housing is placed on a welded frame. I believe that the oven, taken as a prototype, has the following disadvantages:

1. Печь не имеет установку пылегазоочистки.1. The furnace does not have a dust and gas treatment unit.

2. Печь имеет высокую производительность, но производительность ее еще можно увеличить;2. The furnace has high productivity, but its productivity can still be increased;

3. Печь имеет удовлетворительную герметичность. За счет специальной конструкции заслонки рабочего и шлакового окон, а также привода можно создать герметичную печь, позволяющую снизить выбросы вредных газов в атмосферу, уменьшить потери металла и тепла в окружающую среду;3. The furnace has satisfactory tightness. Due to the special design of the shutter of the working and slag windows, as well as the drive, it is possible to create a sealed furnace, which allows to reduce emissions of harmful gases into the atmosphere, to reduce the loss of metal and heat into the environment;

4. В печи использованы подовые блоки ШСУ 33-1, имеющие достаточно большой срок эксплуатации, однако, применив другие подовые блоки для подины и наклонной площадки, можно увеличить срок эксплуатации печи.4. The hearth blocks ШСУ 33-1 are used in the furnace, having a rather long service life, however, by using other hearth blocks for the hearth and the inclined platform, the life of the furnace can be increased.

Задачей изобретения является создание высокопроизводительной газовой ванной отражательного типа печи для переплава алюминиевого лома, имеющей систему пылегазоочистки, герметичной, позволяющей уменьшить потери металла и тепла в окружающую среду, а также увеличить срок ее эксплуатации.The objective of the invention is the creation of a high-performance gas bath of a reflective type furnace for remelting aluminum scrap, having a dust and gas cleaning system, hermetic, which allows to reduce the loss of metal and heat into the environment, as well as to increase its service life.

Технический результат - разработанная газовая ванная отражательного типа печь является герметичной, высокопроизводительной, позволяющей: использовать несортированный от инородных включений лом, уменьшить потери металла и тепла в окружающею среду за счет специальной теплоизоляции, вести процесс переплава на естественной и искусственной тяге с системой пылегазочистки, что делает его экологически чистым.EFFECT: developed gas reflective-type gas bath furnace is hermetic, high-performance, allowing: to use scrap unsorted from foreign inclusions, to reduce metal and heat losses to the environment due to special thermal insulation, to conduct the remelting process on natural and artificial draft with a dust and gas cleaning system, which makes its environmentally friendly.

Указанный технический результат достигается за счет того, что в отражательную печь для переплава алюминиевого лома содержащую корпус, образованный огнеупорными наружными боковыми, передней и задней торцевыми стенками, накопительную ванну и наклонную площадку, ограниченные подом и стенками, свод, сливную летку, газоход, вводится сварной постамент, на котором размещен корпус печи, причем стальной постамент залит бетоном с добавлением диатомовой крошки и имеющем теплоизоляционный слой, состоящий из двух слоев легковесного шамотного кирпича ШЛ 0,9, при этом накопительная ванна и наклонная площадка выполнены из корундовых блоков КС-95, уложенных на три слоя асбокартона с подбивкой сухого кварцевого песка, к постаменту печи приварен стальной короб, имеющий теплоизоляцию между ним и каждой стенкой, состоящую из диатомовой крошки, огнеупорной ваты и двойного слоя листового асбокартона, свод имеет двойную теплоизоляционную обмазку, кроме того, печь имеет в задней торцевой стенке пять восьми смесительных газовых горелок с насадками, направленные под углом к наклонной площадке, в боковой стенке - три восьми смесительные газовые горелки с насадками, направленные под углом к подине печи. Срок службы печи увеличивается из-за использования корундовых блоков КС-95, которые имеют высокую огнеупорность и стойкость (срок службы по практическим данным 8-8,5 лет). Теплоизоляция стен, свода, наклонной площадки, подины значительно снижает потери тепла в окружающую среду.The specified technical result is achieved due to the fact that in the reflective furnace for the remelting of aluminum scrap containing a housing formed by refractory outer side, front and rear end walls, a storage bath and an inclined platform bounded by a hearth and walls, a roof, a drain drain, a gas duct, is introduced welded a pedestal on which the furnace body is placed, and the steel pedestal is poured with concrete with the addition of diatom chips and having a heat-insulating layer consisting of two layers of lightweight fireclay brick icha ШЛ 0.9, while the storage tank and the inclined platform are made of corundum blocks KS-95, laid on three layers of asbestos board with tamping of dry quartz sand, a steel box is welded to the pedestal of the furnace, having heat insulation between it and each wall, consisting of diatom crumbs, refractory wool and a double layer of sheet asphalt board, the vault has a double heat-insulating coating, in addition, the furnace has five eight mixing gas burners with nozzles in the rear end wall, angled to an inclined platform, in side wall - three eight mixing gas burners with nozzles directed at an angle to the bottom of the furnace. The service life of the furnace is increased due to the use of corundum blocks KS-95, which have high refractoriness and resistance (service life according to practical data is 8-8.5 years). Thermal insulation of the walls, arch, inclined platform, bottom significantly reduces heat loss to the environment.

Два слоя легковесного шамотного кирпича ШЛ-0,9 в постаменте позволяют резко снизить потери тепла от ванны через постамент на пол. Добавление диатомовой крошки в бетон позволяет снизить потери тепла от ванны в постамент.Two layers of lightweight fireclay brick ШЛ-0,9 in the pedestal can dramatically reduce heat loss from the bath through the pedestal to the floor. Adding diatom chips to concrete helps reduce heat loss from the bath to the pedestal.

Вместе с тем, каждая восьми смесительная газовая горелка с насадками имеет восемь смесителей диаметром 64×11 мм длиной 250 мм с четырьмя соплами диаметром 1,6 мм и быстросменными свинчивающимися насадками длиной 70 мм, которые позволяют получить факел длиной 2,8 метра, причем смесители, насадки к ним, стабилизирующий пламя горелочный туннель изготавливают из жаростойкого чугуна ЧХ 22, который увеличивает срок службы горелки, а также печи в целом. Пять горелок расплавляют лом, находящийся на наклонной площадке, три горелки, расположенные в боковой стенке поддерживают температуру в ванне печи, прогревают металл у леток и, при необходимости, переплавляют загруженный в шлаковое окно лом. Такое расположение горелок позволяет добиться высокой скорости плавки, снижения угара (по практическим данным), а также загружать незагрязненную шихту через шлаковое окно и быстро ее переплавлять за счет тепла, выделяющегося при горении факела трех восьми смесительных газовых горелок с насадками. Тепловая мощность горелок составляет 6240 КВт, что делает печь высокопроизводительной, позволяющей вести форсированный режим плавки.At the same time, each eight mixing gas burner with nozzles has eight mixers with a diameter of 64 × 11 mm and a length of 250 mm with four nozzles with a diameter of 1.6 mm and quick-change screw-in nozzles with a length of 70 mm, which make it possible to obtain a 2.8-meter torch, and mixers , nozzles for them, a flame-stabilizing burner tunnel are made of heat-resistant cast iron ЧХ 22, which increases the life of the burner, as well as the furnace as a whole. Five burners melt the scrap located on an inclined platform, three burners located in the side wall maintain the temperature in the furnace bath, heat the metal in the doors and, if necessary, melt the scrap loaded into the slag window. This arrangement of the burners allows to achieve a high melting speed, reduce fumes (according to practical data), as well as to load an uncontaminated charge through a slag window and to quickly melt it due to the heat generated during the burning of a torch of three eight mixing gas burners with nozzles. The thermal power of the burners is 6240 kW, which makes the furnace highly productive, allowing for forced melting.

Более того, устройство для подъема и опускания заслонки рабочего, а также шлакового окна печи содержит электрический привод в виде мотор-редуктора, содержащего сдвоенный блок роликов и два одинарных блока роликов, соединенных гибкой связью в виде цепей между собой и противовесом, при этом валы сдвоенного и одинарных блоков роликов закреплены в продольных швеллерах печи с обеспечением перемещения заслонки по водоохлаждаемому коробу и с возможностью регулирования ее положения с пульта управления, а водоохлаждаемый короб с цепью образует с вертикалью угол в 1 градус.Moreover, the device for raising and lowering the shutter of the worker, as well as the slag window of the furnace, contains an electric drive in the form of a geared motor containing a double roller block and two single roller blocks connected by a flexible link in the form of chains between each other and a counterweight, while the double shafts and single blocks of rollers are fixed in the longitudinal channels of the furnace with the shutter moving along the water-cooled box and with the possibility of regulating its position from the control panel, and the water-cooled box with a chain forms with a vertical angle of 1 degree.

Далее, заслонка содержит П-образный короб с внутренними ребрами и крышкой, выполнена литой из жаростойкого чугуна ЧХ 22 с ребрами и Т-образными полостями, футерованными огнеупорной набивной массой.Further, the shutter comprises a U-shaped box with inner ribs and a lid, made of cast iron of cast iron CHX 22 with ribs and T-cavities lined with a refractory packing mass.

Конструкция привода и заслонки обеспечивает герметичность печи, позволяет уменьшить потери металла и тепла в окружающую среду.The design of the actuator and the damper ensures the tightness of the furnace, reduces the loss of metal and heat in the environment.

Кроме того, отражательная печь для переплава алюминиевого лома имеет два поворотных футерованных желоба, каждый из которых имеет в конструкции поворотную футерованную чашу диаметром 350 мм и высотой 85 мм, что позволяет последовательно разливать наплавленный в печи металл в разливочное оборудование, расположенное в секторе обслуживания с углом 135°.In addition, the reflective furnace for remelting aluminum scrap has two rotary lined troughs, each of which has a design of a rotary lined bowl with a diameter of 350 mm and a height of 85 mm, which allows sequentially pouring metal deposited in the furnace into casting equipment located in the service sector with an angle 135 °.

При этом отражательная печь для переплава алюминиевого лома снабжена 2-х ступенчатой системой пылегазоочистки для достижения экологически чистого процесса, которая состоит из камеры смешения, двух дымососов, газоочистного блока, скруббера.At the same time, the reflective furnace for remelting aluminum scrap is equipped with a 2-stage dust and gas cleaning system to achieve an environmentally friendly process, which consists of a mixing chamber, two smoke exhausters, a gas treatment unit, and a scrubber.

Следует отметить, что газоочистной блок системы пылегазоочистки сдвоенный, имеет стальной прямоугольный в сечении корпус, в котором размещены две поворотные решетки, в нижней части корпуса приварены два входных патрубка, в верхней два выходных, кроме того, имеется обслуживающая площадка к которой приварена лестница, при этом газоочистной блок имеет следующую техническую характеристику: производительность по очищаемому газу 21800 м³/час; толщина каждого слоя адсорбента 0,25 м; степень очистки по фтористому водороду 77%; степень очистки по окиси меди 86%; степень очистки по окиси углерода 93%; степень очистки по окиси азота 88%; степень очистки по окиси алюминия 82%; температура очищаемого газа от 20 до 180°C.It should be noted that the gas treatment unit of the dust and gas cleaning system is dual, has a steel rectangular body in cross section, in which two rotary grilles are placed, two inlet pipes are welded in the lower part of the body, and two outlet pipes are in the upper part, in addition, there is a service platform to which a ladder is welded, at this gas cleaning unit has the following technical characteristics: the performance of the cleaned gas 21800 m ³ / hour; the thickness of each adsorbent layer is 0.25 m; the degree of purification by hydrogen fluoride is 77%; the degree of purification of copper oxide 86%; the degree of purification of carbon monoxide 93%; the degree of purification of nitric oxide 88%; the degree of purification of alumina 82%; the temperature of the gas to be cleaned is from 20 to 180 ° C.

Наконец, в передней стене выполнены газоход и порог для обеспечения вторичного обогрева жидкого металла.Finally, a gas duct and threshold are provided in the front wall to provide secondary heating of the liquid metal.

Введение в предлагаемую печь выше перечисленного обеспечивает решение поставленной задачи.Introduction to the proposed furnace of the above provides a solution to the problem.

На фиг.1. Фронтальный вид печи.In figure 1. Front view of the furnace.

Фиг.2. Вид печи сверху.Figure 2. Top view of the oven.

Фиг.3. Продольный разрез А-А печи.Figure 3. A longitudinal section of aa furnace.

Фиг.4. Поперечный разрез Б-Б печи (по загрузочному окну, вид горелочного пояса).Figure 4. Cross section BB furnace (along the loading window, view of the burner belt).

На фиг.5. Фронтальный вид восьми смесительной газовой горелки с насадками.In Fig.5. Front view of eight mixing gas burner with nozzles.

На фиг.6. Смеситель с насадкой.In Fig.6. Mixer with nozzle.

На фиг.7. Кинематическая схема электрического устройства для подъема и опускания заслонки (рабочего или шлакового окна) печи.7. Kinematic diagram of an electrical device for raising and lowering the damper (working or slag window) of the furnace.

На фиг.8. Фронтальная и горизонтальная проекции газоочистного блока.On Fig. Front and horizontal projections of the gas treatment unit.

На фиг.9. Вид Г газоочистного блока.In Fig.9. Type G of the gas treatment unit.

Фиг.10. Фронтальная и горизонтальная проекции скруббера.Figure 10. Frontal and horizontal projection of the scrubber.

Фиг.11. Печь с разливочным оборудованием и системой пылегазоочистки.11. Furnace with casting equipment and a dust and gas cleaning system.

Предлагаемая печь содержит корпус, образованной кирпичной кладкой наружных боковых 1 передней 2 и задней 3 торцевых стен фиг.3, выложенных из шамотного кирпича ША 1 №5, №12. Корпус смонтирован на металлическом постаменте 4. Под печи 5 и наклонная площадка 6 выложены из подовых блоков КС-95 (толщина 300 мм, ширина 400 мм, длина 1000 мм или 500 мм). Блоки уложены на постамент 4 и песчаную подбивку 7, сверху которой уложен асбокартон 8 в три слоя.The proposed furnace contains a housing formed by brickwork of the outer side 1 front 2 and rear 3 end walls of figure 3, laid out of fireclay brick SHA 1 No. 5, No. 12. The case is mounted on a metal pedestal 4. Under the furnace 5 and the inclined platform 6 are laid out from the bottom blocks KS-95 (thickness 300 mm, width 400 mm, length 1000 mm or 500 mm). The blocks are placed on a pedestal 4 and a sand pad 7, on top of which the asbocardboard 8 is laid in three layers.

В качестве связующего вещества применяется огнеупорный раствор состоящий из огнеупорной глины (20%), шамотного порошка (75%), жидкого стекла (3%) и АХФС (алюмохромофосфатная смесь, 2%).As a binder, a refractory solution is used consisting of refractory clay (20%), fireclay powder (75%), water glass (3%) and AChP (aluminochromophosphate mixture, 2%).

Толщина швов 1-2 мм.The thickness of the seams is 1-2 mm.

На металлическом постаменте 4 печи выложены четыре стены, под 5, наклонная площадка 6. Постамент 4 печи сварной, сваренный из двутавров №22, 30 и швеллеров №14 (поз.9), который заливают бетоном марки В15 с добавлением диатомовой крошки для уменьшения потерь тепла через бетон 10 постамента 4. После затвердевания бетона 10 делается песчаная подбивка 7 на сварной постамент 4 под подину 5 и наклонную площадку 6 печи. Подина 5 состоит из 2-х рядов подовых блоков КС-95 (1000×400×300) по семь штук в каждом ряду и одного ряда блоков КС-95 (500×400×300) фиг.3, 4. Подовые блоки обложены прямым шамотным кирпичом марки ША - 1 изделие №5, 12. В нижней части передней стены 2 имеются две летки 11, выполненные в быстросменных леточных кирпичах 12. Леточный кирпич 12 размещается в металлическом кожухе 13. При замене износившегося леточного кирпича 12 металлический кожух 13 вынимают из ниши и ставят новый запасной металлический кожух 13 с заранее установленным леточным кирпичем 12.Four walls are laid on the metal pedestal of the 4 kiln, under 5, an inclined platform 6. The pedestal of the 4 welded kiln, welded from I-beams No. 22, 30 and channels No. 14 (pos. 9), which is poured with concrete of grade B15 with the addition of diatom chips to reduce losses heat through the concrete 10 of the pedestal 4. After the hardening of concrete 10, a sand tamping 7 is made on the welded pedestal 4 under the bottom 5 and the inclined platform 6 of the furnace. Hearth 5 consists of 2 rows of hearth blocks KS-95 (1000 × 400 × 300), seven pieces in each row and one row of blocks KS-95 (500 × 400 × 300) of figures 3, 4. Hearth blocks are laid directly ShA fireclay bricks of brand SHA - 1 product No. 5, 12. There are two slots 11 in the lower part of the front wall 2 made in quick-change brick bricks 12. The brick bricks 12 are placed in a metal casing 13. When replacing a worn brick bricks 12, the metal casing 13 is removed from niches and put a new spare metal casing 13 with a pre-installed flying brick 12.

Три стенки печи выложены в два кирпича и одна боковая 1, в которой расположены рабочее 14 и шлаковое 15 окна выложены в два с половиной кирпича фиг.1, 4. Все стены выложены в стальном коробе 16, который приварен к постаменту 4 печи. Для уменьшения потерь тепла, увеличения КПД и срока работы печи между кладкой печи и стальным коробом 16 имеется теплоизоляционный слой, состоящий из диатомовой крошки, двойного слоя листового асбокартона, огнеупорной ваты. Крепление стального короба 16 к постаменту 4 производится вертикальными швеллерами №16 (поз.17), а для предотвращения распора кладки печи вертикальные швеллеры 17 имеют связку из горизонтальных швеллеров №16 (поз.18) фиг.3, 4.Three walls of the furnace are laid out in two bricks and one side 1, in which the working 14 and slag 15 windows are located, are laid out in two and a half bricks of figures 1, 4. All walls are laid out in a steel box 16, which is welded to the pedestal 4 of the furnace. To reduce heat loss, increase efficiency and the life of the furnace between the masonry of the furnace and the steel duct 16 there is a heat-insulating layer consisting of diatom chips, a double layer of sheet asbestos board, and refractory wool. The steel duct 16 is fastened to the pedestal 4 by vertical channels No. 16 (pos. 17), and to prevent the masonry from expanding, the vertical channels 17 have a bunch of horizontal channels No. 16 (pos. 18) of Figs. 3, 4.

Рабочее 14 и шлаковое 15 окна имеют своды (рабочее - 19, а свод шлакового не показан), выложенные по шаблонам в 4 ряда из шамотного торцевого клина фиг.4, кроме того, рабочее 14 и шлаковое 15 окна имеют зафутерованные в кладке водоохлаждаемые короба 20. Кладка сводов рабочего 14 и шлакового 15 окон выступает за стальной короб на 30 мм.The working 14 and slag 15 windows have arches (the working one is 19, and the slag vault is not shown) laid out according to the patterns in 4 rows from the chamotte end wedge of Fig. 4, in addition, the working 14 and slag 15 windows have water-cooled boxes lined in masonry 20 The masonry of the arches of the working 14 and slag 15 windows stands for a steel box of 30 mm.

В задней стенке 3 выложены пять проемов под пять восьми смесительных газовых горелок 21 с насадками, а в боковой стенке 1 три проема под три восьми смесительных газовых горелки 21 с насадками. Пять горелок расплавляют лом, находящийся на наклонной площадке 6, три горелки, расположенные в боковой стенке поддерживают температуру в ванне печи, прогревают металл у леток 11 и, при необходимости, переплавляют загруженный в шлаковое окно 15 лом. Такое расположение горелок 21 позволяет добиться высокой скорости плавки, снижения угара (по практическим данным), а также загружать незагрязненную шихту через шлаковое окно 15 и быстро ее переплавлять за счет тепла, выделяющегося при горении факела трех восьми смесительных газовых горелок 21 с насадками. Все горелки 21 расположены наклонно и перекрыты блоками КС-95 поз.22, причем каждая горелка 21 имеет восемь смесителей 23 с быстросменными свинчивающимися насадками 24, которые позволяют получить факел длиной 2,8 метра. Инжекционная горелка 21 представляет собой восемь толстостенных смесителя 23 объединенных общей сварной газораспределительной камерой 25, к которой приварен штуцер 26, по которому подается природный газ фиг.5. Смеситель 23 является отливкой и представляет собой толстостенную трубу диаметром 64×11 мм длиной 250 мм, в которой по периферии под углом 25 градусов к оси смесителя просверлены четыре сопла 27 диаметром 1,6 мм фиг.6. К газораспределительной камере 25 приварен по периметру кожух 28, из листовой стали толщиной 2 мм, в который набивается огнеупорная набивная масса 29. На газораспределительную камеру 25 и кожух 28 надевается литой стабилизирующий пламя горелочный туннель 30 и приваривается по периметру к газораспределительной камере 25. Насадки 24 имеют длину 70 мм и десять ребер 31 на внутренней поверхности. Тепловая мощность горелок 21 составляет 6240 КВт, что делает печь высокопроизводительной, позволяющей вести форсированный режим плавки. Смесители 23, насадки 24 к ним, стабилизирующий пламя горелочный туннель 30 изготавливают из жаростойкого чугуна ЧХ 22, который увеличивает срок службы горелки, а также печи в целом.In the back wall 3 there are five openings for five eight mixing gas burners 21 with nozzles, and in the side wall 1 three openings for three eight mixing gas burners 21 with nozzles. Five burners melt the scrap located on the inclined platform 6, three burners located in the side wall maintain the temperature in the furnace bath, heat the metal at the doors 11 and, if necessary, melt the scrap loaded into the slag window 15. This arrangement of the burners 21 allows to achieve a high melting rate, reduce fumes (according to practical data), as well as to load an uncontaminated charge through the slag window 15 and to quickly melt it due to the heat generated during the burning of the flame of three eight mixing gas burners 21 with nozzles. All burners 21 are located obliquely and blocked by blocks KS-95 pos.22, and each burner 21 has eight mixers 23 with quick-change screwed nozzles 24, which make it possible to obtain a 2.8-meter torch. The injection burner 21 is an eight thick-walled mixer 23 combined by a common welded gas distribution chamber 25, to which a fitting 26 is welded through which natural gas is supplied, as shown in FIG. The mixer 23 is a casting and is a thick-walled pipe with a diameter of 64 × 11 mm and a length of 250 mm, in which four nozzles 27 with a diameter of 1.6 mm are drilled at a periphery at an angle of 25 degrees to the axis of the mixer. FIG. 6. A casing 28 is welded to the gas distribution chamber 25 along the perimeter, 2 mm thick sheet steel, into which a refractory packing material 29 is packed. A flame-stabilizing burner tunnel 30 is put on the gas distribution chamber 25 and casing 28 and welded along the perimeter to the gas distribution chamber 25. Nozzles 24 have a length of 70 mm and ten ribs 31 on the inner surface. The thermal power of the burners 21 is 6240 kW, which makes the furnace highly productive, allowing for forced melting. Mixers 23, nozzles 24 to them, flame-stabilizing burner tunnel 30 are made of heat-resistant cast iron CHX 22, which increases the life of the burner, as well as the furnace as a whole.

Пятовые балки 32 сварены из швеллеров №24 фиг.4. Большой свод 33 выполнен по шаблону из клина торцевого и имеет двойную теплоизоляционную обмазку 34 для уменьшения потерь тепла через большой свод 33 печи. Для уменьшения потерь тепла под наклонной площадкой 6 и подиной 5 в постаменте 4 уложены два слоя легковесного шамотного кирпича 35. В передней 2 стенке выложен газоход 36, который имеет арочный свод 37, а также порог 38 для обеспечения вторичного обогрева жидкого металла.Heel beams 32 are welded from channels No. 24 of figure 4. The large arch 33 is made according to the template from the end wedge and has a double heat-insulating coating 34 to reduce heat loss through the large arch 33 of the furnace. To reduce heat loss under the inclined platform 6 and hearth 5, two layers of lightweight fireclay bricks 35 are laid in pedestal 4. In the front 2 wall there is a flue 36, which has an arch vault 37, as well as a threshold 38 for providing secondary heating of liquid metal.

Печь имеет два поворотных футерованных желоба 39, каждый из которых имеет в конструкции поворотную футерованную чашу 40 диаметром 350 мм и высотой 85 мм, что позволяет последовательно разливать наплавленный в печи металл в разливочное оборудование, расположенное в секторе обслуживания с углом 135°.The furnace has two rotary lined troughs 39, each of which has a rotary lined bowl 40 with a diameter of 350 mm and a height of 85 mm, which allows the metal deposited in the furnace to be poured sequentially into casting equipment located in the service sector with an angle of 135 °.

Далее, в конструкции печи имеется устройство для подъема и опускания заслонки 41 рабочего 14, а также шлакового 15 окна печи, которое содержит электрический привод в виде мотор-редуктора 42, содержащего сдвоенный 43 блок роликов и два одинарных 44 блока роликов, соединенных гибкой связью в виде цепей 45 между собой и противовесом 46 фиг.1, 2. Валы 47 сдвоенного 43 и одинарных 44 блоков роликов закреплены в горизонтальных швеллерах №16 (поз.18) печи с обеспечением перемещения заслонки 41 по водоохлаждаемому коробу 20 и с возможностью регулирования ее положения с пульта управления, а водоохлаждаемый короб 20 с цепью 45 образует с вертикалью угол в 1 градус. Заслонки 41 содержит П-образный короб 48 с внутренними ребрами 49 и крышкой 50, выполнена литой из жаростойкого чугуна ЧХ 22 с ребрами 51 и Т-образными полостями, футерованными огнеупорной набивной массой 52. В поднятом положении заслонки 41 встают напротив защитных экранов 53, а в нижнем опираются на ограничительные упоры 54. Защитные экраны 53 предотвращают коробление и поводки стального короба 16. Существенно отметить, что вода в водоохлаждаемый короб 20 подается по патрубку 55, а выходит в патрубок 56, воздух подается в заслонку 41 по патрубку 57, а выходит в патрубок 58.Further, in the design of the furnace there is a device for raising and lowering the shutter 41 of the worker 14, as well as the slag 15 of the furnace window, which contains an electric drive in the form of a gear motor 42 containing 43 double roller blocks and two single 44 roller blocks connected by a flexible connection in in the form of chains 45 between each other and the counterweight 46 of FIGS. 1, 2. The shafts 47 of the double 43 and the single 44 blocks of rollers are fixed in horizontal channels No. 16 (pos. 18) of the furnace with the shutter 41 moving along the water-cooled box 20 and its regulation possible from the control panel, and the water-cooled box 20 with the chain 45 forms an angle of 1 degree with the vertical. The damper 41 contains a U-shaped duct 48 with inner ribs 49 and a lid 50, made of cast iron CHX 22 with ribs 51 and T-cavities lined with refractory packing mass 52. In the raised position, the damper 41 stand opposite the protective shields 53, and at the bottom they rely on restrictive stops 54. The protective shields 53 prevent warping and leads of the steel duct 16. It is essential to note that water is supplied to the water-cooled duct 20 through the nozzle 55, and exits into the nozzle 56, air is supplied to the shutter 41 through the nozzle 57, and the outlet into sleeve 58.

Печь выполнена с возможностью работы на естественной и искусственной тяге с системой пылегазоочистки для достижения экологически чистого процесса Система пылегазоочистки двух ступенчатая. В первую ступень входят: камера смешения 59, дымосос 60, агрегат газоочистки 61. Во вторую ступень входит скруббер (циклон мокрой очистки) 62 и дымосос 63. Работа на естественной тяге производится в случае ремонта отдельных агрегатов системы пылегазоочистки. Для разбавления дымовых газов воздухом цеха с целью снижения температуры до 150-180°C перед подачей их в дымосос 60 устанавливается камера смешения 59, которая имеет два шибера: шибер 64 регулирует тягу в печи при плавке с системой пылегазоочистки, шибер 65 регулирует подачу цехового воздуха. В системе пылегазоочистки установлен дымосос ДН-10у поз.60, который подает разбавленные воздухом дымовые газы в агрегат газоочистки 61 фиг.11. Агрегат газоочистки 61 представляет собой сборный стальной прямоугольный в сечении корпус 66, который в середине разделен стальной перегородкой 67, в средней части которого имеются две поворотные загрузочные решетки 68 с отверстиями, имеющие каждая ось поворота 69 с насаженным на конце маховиком 70 фиг.8. Выше каждой поворотной загрузочной решетки 68 расположен загрузочный патрубок 71.The furnace is designed to operate on natural and artificial traction with a dust and gas cleaning system to achieve an environmentally friendly process. The dust and gas cleaning system is two-stage. The first stage includes: a mixing chamber 59, a smoke exhauster 60, a gas purification unit 61. The second stage includes a scrubber (wet cyclone) 62 and a smoke exhauster 63. Natural draft is performed in case of repair of individual units of the dust and gas cleaning system. To dilute the flue gases with the air of the workshop in order to reduce the temperature to 150-180 ° C, a mixing chamber 59 is installed before feeding them into the smoke exhauster 60, which has two gates: the gate 64 controls the draft in the furnace when melting with a dust and gas cleaning system, the gate 65 controls the flow of workshop air . In the dust and gas cleaning system, a DN-10u pos. 60 smoke exhauster is installed, which delivers flue gases diluted with air to the gas cleaning unit 61 of FIG. 11. The gas cleaning unit 61 is a prefabricated steel rectangular sectional casing 66, which in the middle is divided by a steel partition 67, in the middle of which there are two rotary loading grates 68 with openings, each of which has an axis of rotation 69 with a flywheel 70 mounted on the end 70 of Fig. 8. Above each rotary loading grate 68 is a loading pipe 71.

В нижней части корпуса 66 приварена обслуживающая площадка 72, которая опирается на четыре опоры 73, а также имеет лестницу 74 и ограждение 75 фиг.9. Отработанный адсорбент и пыль собираются в нижней части корпуса 66. Очищаемые газы из дымососа 60 подаются в агрегат газоочистки через патрубки 76. Вверху корпуса 66 приварены два выходных патрубка 77. Принцип работы агрегата газоочистки 61 заключается в следующем: из плавильной печи дымовые газы нагнетаются дымососом 60 в патрубки 76 и под давлением проходят слой адсорбента на загрузочных решетках 68, при этом образуется «кипящий слой», в результате чего вредные вещества, находящиеся в дымовых газах, адсорбируются гашеной известью и активированным углем. Отработанный адсорбент выгружается с помощью ручек 78 через нижнюю часть (горловину) корпуса 66 в металлическую емкость и увозится в отвал. Очищенные газы воздуходувкой 55 нагнетаются по трубе 65 в скруббер 48. Газоочистной блок имеет следующую техническую характеристику: производительность по очищаемому газу 21 800 м³/час; толщина каждого слоя адсорбента 0,25 м; степень очистки по фтористому водороду 77%; степень очистки по окиси меди 86%; степень очистки по окиси углерода 93%; степень очистки по окиси азота 88%; степень очистки по окиси алюминия 82%; температура очищаемого газа от 20 до 180°C.In the lower part of the housing 66, a service platform 72 is welded, which is supported by four supports 73, and also has a ladder 74 and a guard 75 of Fig. 9. Exhaust adsorbent and dust are collected in the lower part of the casing 66. The cleaned gases from the smoke exhauster 60 are supplied to the gas purification unit through nozzles 76. At the top of the casing 66, two outlet pipes 77 are welded. in the nozzles 76 and under pressure pass the adsorbent layer on the loading grids 68, and a “fluidized bed” is formed, as a result of which the harmful substances in the flue gases are adsorbed by slaked lime and activated fired with coal. The spent adsorbent is discharged with the help of handles 78 through the lower part (neck) of the housing 66 into a metal container and transported to a dump. The cleaned gases by the blower 55 are pumped through the pipe 65 into the scrubber 48. The gas treatment unit has the following technical characteristics: capacity for cleaned gas 21,800 m ³ / h; the thickness of each adsorbent layer is 0.25 m; the degree of purification by hydrogen fluoride is 77%; the degree of purification of copper oxide 86%; the degree of purification of carbon monoxide 93%; the degree of purification of nitric oxide 88%; the degree of purification of alumina 82%; the temperature of the gas to be cleaned is from 20 to 180 ° C.

Очищенные газы подаются по трубе 79 в скруббер 62. Скруббер 62 представляет собой вертикально стоящий на четырех опорах 80 стальной цилиндр 81 с толщиной стенки 6 мм, имеющий коническое днище 82 и тангенциально расположенный улиткообразный входной патрубок 83 фиг.10. Во избежание быстрого износа, вследствие коррозии и абразивного действия пыли, скруббер 62 внутри футеруется керамической плиткой 84. Вода подводится внутрь через сопла 85, установленные на расстоянии 420 мм друг от друга. Струя воды, выходящая из сопел 85, направлена тангенциально к стенке скруббера 62 в сторону вращения потока газа во избежание интенсивного уноса брызг. Образующаяся на стенке сплошная водяная пленка по спирали, направление которой совпадает с направлением вращения газового потока, непрерывно стекает вниз. Частицы пыли, отбрасываемые на пленку под действием центробежных сил, захватываются ею и в виде шлама выводятся из скруббера 62 через гидравлический затвор 86, а очищенный воздух выходит через патрубок 87. Кроме того, пыль улавливается струйками воды, которая подается через оросительные сопла двухрядной прутковой решетки 88, причем вода в прутковую решетку 88 подается через патрубок 89. Для смыва накопившейся во входном патрубке 83 мокрой пыли предусмотрены смывные сопла 90. Кроме улавливания пыли, предлагаемый скруббер имеет степень улавливания SO₂ и SO₃ в пределах 44-47%, что указывает на высокую эффективность очистки в скруббере. Очищенные от пыли дымовые газы подаются дымососом 63 в дымовую трубу 91.The purified gases are fed through a pipe 79 to the scrubber 62. The scrubber 62 is a steel cylinder 81 with a wall thickness of 6 mm vertically standing on four supports 80, having a conical bottom 82 and a tangentially arranged coiled inlet pipe 83 of FIG. 10. To avoid rapid wear due to corrosion and the abrasive effect of dust, the scrubber 62 is lined with ceramic tiles 84 inside. Water is supplied in through nozzles 85 installed at a distance of 420 mm from each other. The jet of water leaving the nozzles 85 is directed tangentially to the wall of the scrubber 62 in the direction of rotation of the gas flow in order to avoid intensive entrainment of the spray. A continuous water film formed on the wall in a spiral, the direction of which coincides with the direction of rotation of the gas stream, continuously flows down. Dust particles that are thrown onto the film under the action of centrifugal forces are captured by it and are discharged from the scrubber 62 through a hydraulic shutter 86 in the form of sludge, and the cleaned air exits through the nozzle 87. In addition, dust is captured by streams of water that is supplied through the irrigation nozzles of a two-row bar grate 88, and water is supplied to the rod grate 88 through the nozzle 89. To flush the wet dust accumulated in the inlet 83, flushing nozzles 90 are provided. In addition to collecting dust, the proposed scrubber has a degree of collection SO ₂ and SO ₃ in the range 44-47%, indicating a high efficiency of purification in a scrubber. Dust-free flue gases are supplied by the exhaust fan 63 to the chimney 91.

Печь работает на естественной тяге следующим образом.The furnace operates on natural draft as follows.

В прокаленную печь на наклонную площадку 6 через рабочее окно 14 загружают неразделанный алюминиевый лом с температурой окружающей среды. Плавильщик металла и сплавов поднимается на обслуживающую площадку 92 и закрывает шибер 64. С приставной лестницы открывается шибер 93, а шибер 94 закрывается. Подается газ, зажигаются горелки, пламя пяти газовых инжекционных горелок 21 нагревают лом на наклонной площадке 6 до температуры плавления. Металл плавится и стекает по наклонной площадке 6 в ванну печи. Горелки установлены наклонно, поэтому пламя горелок наклонено под углом к наклонной площадке 6, ванне и оно как бы скользит по шихте, лежащий на наклонной площадке и ванне с расплавленным металлом плавно огибает переднюю стену 2 и порог 38 в ней, далее, закручиваясь, поднимается к большому своду 33 обтекает часть его в обратном направлении, проходит вторично по поверхности жидкого металла, обеспечивая его вторичный обогрев. В процессе работы тепло аккумулируется в большом своде 33, откуда отражается на металл. Тепловое КПД печи выше 62%. В процессе плавки лом расплавляется, влага, находящаяся в нем испаряется, разлагаясь на кислород и водород, а на наклонной площадке 6 остаются все включения, температура плавление которых выше чем алюминиевого сплава. Эти отходы (переделки: чугунные и стальные кольца, вкладыши, втулки, шпильки, толкатели, клапаны и т.д.) не попадают в расплавленный металл, так как периодически их удаляют скребком с поверхности наклонной площадке 6 в шлаковню. После полного расплавления загруженного в печь лома, обработки флюсом жидкого металла, тщательного перемешивания металла в ванне и подтверждении лабораторией спектрального анализа марки получаемого сплава, открывают две летки 11 и производят разливку сплава в изложницы кокильной разливочной линии 95 и карусели 96. Дымовые газы, выделяющиеся при плавке металла в печи проходят по газоходу 36, далее по трубе 97 попадают в дымовую трубу 91 и удаляются в атмосферу фиг.11.In the calcined furnace on an inclined platform 6 through the working window 14 is loaded unfinished aluminum scrap with an ambient temperature. The smelter of metal and alloys rises to the service platform 92 and closes the gate 64. The gate 93 opens from the ladder and the gate 94 closes. Gas is supplied, burners are ignited, the flame of five gas injection burners 21 heat the scrap on an inclined platform 6 to the melting temperature. The metal melts and flows down an inclined platform 6 into the furnace bath. The burners are installed obliquely, so the flame of the burners is inclined at an angle to the inclined platform 6, the bath and it seems to slide along the charge, lying on the inclined platform and the bath with molten metal, smoothly bends around the front wall 2 and the threshold 38 in it, then, twisting, rises to a large arch 33 flows around part of it in the opposite direction, passes a second time on the surface of the liquid metal, providing its secondary heating. In the process, heat is accumulated in a large arch 33, from where it is reflected on the metal. The thermal efficiency of the furnace is above 62%. During the melting process, the scrap melts, the moisture in it evaporates, decomposing into oxygen and hydrogen, and all inclusions remain on the inclined platform 6, the melting temperature of which is higher than that of the aluminum alloy. These wastes (alterations: cast iron and steel rings, bushings, bushings, studs, pushers, valves, etc.) do not fall into the molten metal, since they are periodically removed with a scraper from the surface of the inclined platform 6 to the slag. After the molten scrap loaded into the furnace is completely melted, the liquid metal is flux-treated, the metal is thoroughly mixed in the bath and the spectral analysis laboratory confirms the grade of the alloy obtained, two openings 11 are opened and the alloy is cast into molds of the chill-pouring line 95 and carousel 96. Flue gases emitted during metal smelting in the furnace passes through the gas duct 36, then through the pipe 97 enter the chimney 91 and are removed into the atmosphere of Fig.11.

Работа печи на искусственной тяге происходит следующим образом.The operation of the furnace on artificial draft is as follows.

Плавильщик металла и сплавов закрывает шибер 93, а шиберы 64, 94 при этом открыты. Операции выполняются такие же, как и при плавке на естественной тяге. Разница в том, что перед загрузкой шихты в печь загружается адсорбент с обслуживающей площадки 72 в агрегат газоочистки 61 и производится его включение, кроме того, включается дымосос 60 и 63. Продукты горения, пройдя камеру смешения 59, разбавляются в ней воздухом цеха, далее проходят очистку от вредных соединений в агрегате газоочистки 61, очищаются от пыли в скруббере 62 и нагнетаются дымососом 63 в дымовую трубу 91.The smelter of metal and alloys closes the gate 93, and the gates 64, 94 are open. The operations are carried out the same as during natural draft melting. The difference is that before loading the charge into the furnace, the adsorbent is loaded from the service area 72 into the gas treatment unit 61 and it is turned on, in addition, the smoke exhauster 60 and 63 are turned on. The combustion products, having passed through the mixing chamber 59, are diluted in it with workshop air, then they pass purification from harmful compounds in the gas cleaning unit 61, cleaned from dust in the scrubber 62 and pumped by the exhaust fan 63 into the chimney 91.

Итак, разработана высокопроизводительная, герметичная с большим сроком эксплуатации отражательная печь для переплава алюминиевого лома, имеющая систему пылегазоочистки, позволяющая уменьшить потери металла и тепла в окружающую среду.So, we have developed a high-performance, leak-proof reflective furnace for remelting aluminum scrap with a dust and gas cleaning system, which allows to reduce metal and heat losses to the environment.

Claims

1. Reflective furnace for remelting aluminum scrap, comprising a housing formed by refractory outer side, front and rear end walls, an accumulation bathtub and an inclined platform defined by a hearth and walls, a roof, a drain drain and a gas duct, characterized in that the furnace body is placed on a welded a pedestal filled with concrete with the addition of diatom chips and having a heat-insulating layer consisting of two layers of lightweight fireclay brick ШЛ-0,9, while the storage tank and the inclined platform are made of corundum KS-95 output blocks laid on three layers of asphalt board with tamping of dry quartz sand, while a steel box is welded to the furnace pedestal, which has heat insulation between it and each wall, consisting of diatom chips, refractory cotton wool and a double layer of sheet asphalt cardboard, and the arch has double heat-insulating coating, with five eight-mixing gas burners with nozzles at an angle to the inclined platform in the rear end wall of the furnace, and three eight-mixing gas burners with nozzles in the side wall They are directed at an angle to the bottom of the furnace, and the furnace is equipped with devices for raising and lowering the shutters of the working and slag windows, and a 2-stage dust and gas cleaning system containing a mixing chamber, two smoke exhausters, a gas cleaning unit and a scrubber.

2. The furnace according to claim 1, characterized in that each eight-mixing gas burner with nozzles has eight mixers with a diameter of 64 × 11 mm and a length of 250 mm with four nozzles with a diameter of 1.6 mm and quick-change screwed nozzles with a length of 70 mm to obtain a torch with a length of 2 , 8 meters, with mixers, nozzles for them and a flame stabilizing burner tunnel made of heat-resistant cast iron ЧХ22.

3. The furnace according to claim 1, characterized in that the device for raising and lowering the shutters of the working and slag window of the furnace is equipped with an electric drive in the form of a gear motor containing a double roller block and two single roller blocks connected by a flexible connection in the form of chains between each other and a counterweight, while the shafts of the twin and single blocks of rollers are fixed in the longitudinal channels of the furnace with the shutter moving along the water-cooled box and with the possibility of regulating its position from the control panel, and the water-cooled box b chain forms with the vertical an angle of 1 degree.

4. The furnace according to claim 1, characterized in that the damper comprises a U-shaped duct with internal ribs and a lid, made of cast heat-resistant cast iron CHX22 and with T-cavities lined with refractory ramming mass.

5. The furnace according to claim 1, characterized in that it has two rotary lined chutes, each of which contains a rotary lined bowl with a diameter of 350 mm and a height of 85 mm, made with the ability to sequentially pour the metal deposited in the furnace into casting equipment located in the sector service angle 135 °.

6. The furnace according to claim 1, characterized in that the gas cleaning unit of the dust and gas cleaning system is double, has a rectangular steel casing with two rotary grilles housed in it, two inlet pipes welded in the lower part of the casing, and two outlet pipes in the upper part of the casing and a service platform with a ladder welded to it, with the possibility of achieving a clean gas output of 21800 m ³ / h, a purity of hydrogen fluoride of 77%, a purity of copper oxide of 86%, a purity of carbon monoxide yes 93%, degree of purification by nitric oxide 88%, degree of purification by alumina 82%, temperature of the gas to be purified from 20 to 180 ° C.

7. The furnace according to claim 1, characterized in that a gas duct and a threshold are provided in the front wall to provide secondary heating of the liquid metal.