UA68088A

UA68088A - Rotary smelting furnace

Info

Publication number: UA68088A
Application number: UA2003098807A
Authority: UA
Inventors: Vitalii Mykhailovych Semenov; Oleksandr Ivanovych Samsonov; Mykhailo Vitaliiovych Semenov; Mykhailo Petrovych Semenov
Original assignee: Do State Scient Res And Design
Priority date: 2003-09-29
Filing date: 2003-09-29
Publication date: 2004-07-15

Abstract

The rotary smelting furnace has a rotary drum, this forms the smelting chamber with loading and gas discharge windows and bottom in which at separate sectors at the outer side of its free surface there are uniformly installed bended discharge channels, the mouths of those are connected to the smelting chamber and the outlet openings - with the discharge branch pipe. The bended channels are arranged at the peripheral parts of the bottom, between the bended channels in the middle part of the bottom a gas discharge branch pipe is placed, at its perimeter at the outer side there are arranged as many discharge branch pipes as many bended channels are there; the outlet opening of each bended channel is connected to its separate discharge branch pipe; the bended channels themselves are arranged in such a way that at the mouth of the channel being placed in the smelting chamber lower than the level of melt, its discharge branch pipe at the outer side of the bottom is above that level. At that, the discharge branch pipes additionally have removable tips, those are installed in radial positions with possibility of immersion to the mould of the casting conveyor lower than the level of metal being poured formed in it, and displacement with the mould is agreed with the same linear velocity.

Description

Опис винаходуDescription of the invention

Описуваний передбачуваний винахід належить до кольорової металургії, зокрема до плавильних агрегатів 2 для переплаву брухту і відходів кольорових металів і може бути використаний у вторинній кольоровій металургії. Відома обертова плавильна піч, що містить футерований барабан із завантажувальним і газовідвідним вікнами, розташованими з протилежних торців барабана, приводні й опорні ролики і привод (Шкляр М.С., Печі вторинної кольорової металургії. - М.; Металургія, 1987). Недоліком цієї печі є недостатня продуктивність, обумовлена відсутністю можливості безупинної виплавки металу.The proposed invention described belongs to non-ferrous metallurgy, in particular to melting units 2 for remelting scrap and waste of non-ferrous metals and can be used in secondary non-ferrous metallurgy. A rotary melting furnace is known, which contains a lined drum with loading and exhaust windows located on opposite ends of the drum, drive and support rollers and a drive (M.S. Shklyar, Furnaces of secondary non-ferrous metallurgy. - M.; Metallurgy, 1987). The disadvantage of this furnace is insufficient productivity, due to the lack of the possibility of non-stop metal melting.

Відомий також пристрій для безокисного розливу металу, що складається з тороїдального порожнього розливного колеса з встановленими в ньому зливальними патрубками, що занурюються у виливниці нижче рівня металу, що розливається, і переміщається разом з ними синхронно з однаковою лінійною швидкістю.A device for oxide-free metal pouring is also known, which consists of a toroidal empty pouring wheel with pouring nozzles installed in it, which are immersed in the pouring vessel below the level of the pouring metal and move together with them synchronously at the same linear speed.

Окислювання металу при цьому мінімально (Проспект фірми "Реметалл" АїЇштіпішт зтейег апа геїїпегу.At the same time, the oxidation of the metal is minimal (Prospect of the company "Remetal" AiYishtipisht zteieg apa geiipegu.

Еадціртепі апа (есппоіоду. Кетеїйа!І 5.А.- 1996, стор.12). Недоліком цього пристрою є його конструктивна складність, а також необхідність додаткової передачі металу з печі по розливному жолобу.Eadcirtepi apa (Esppoiodu. Keteiia!I 5.A.- 1996, p. 12). The disadvantage of this device is its structural complexity, as well as the need for additional transfer of metal from the furnace through the pouring chute.

Відома також обертова плавильна піч, яка містить футерований обертовий барабан із закритим днищем, що утворює плавильну камеру, з розташуванням в іншому торці барабана газових пальників, і сполученого газовідвідного і завантажувального вікна. У днищі барабана, рівномірно по вільній поверхні, установлені вигнуті канали, устя яких сполучаються з плавильною камерою, а вихідні отвори - з єдиним спільним зливальним патрубком, встановленим співвісно з футерованим барабаном (Патент України Мо50571 А, МПК г2787/10,A rotary melting furnace is also known, which contains a lined rotating drum with a closed bottom, forming a melting chamber, with gas burners located at the other end of the drum, and a combined gas discharge and loading window. In the bottom of the drum, evenly along the free surface, curved channels are installed, the mouths of which are connected to the melting chamber, and the outlets are connected to a single common drain nozzle, installed coaxially with the lined drum (Patent of Ukraine Mo50571 A, IPC g2787/10,

Обертова плавильна піч). Ця піч, як найбільш близька по технічній сутності, прийнята як прототип.rotary melting furnace). This stove, as the closest in terms of technical essence, is accepted as a prototype.

Недоліком цієї печі є її конструктивна складність, неможливість здійснення безупинного циклу виплавки металу у випадку роздільного розташування газовідвідного вікна у днищі обертового барабана роздільно від завантажувального вікна, тому що єдиний спільний зливальний патрубок розташований співвісно плавильній 22 камері, а також неможливість здійснення безокисного розливу металу без додаткового використання « спеціального устаткування.The disadvantage of this furnace is its structural complexity, the impossibility of carrying out a non-stop cycle of metal melting in the case of a separate location of the gas outlet window in the bottom of the rotating drum separately from the loading window, because the only common drain pipe is located coaxially with the melting chamber 22, as well as the impossibility of carrying out oxidation-free pouring of metal without an additional use of special equipment.

В основу винаходу поставлена задача розробити таку конструкцію обертової плавильної печі, що дозволить здійснити безокисний і безупинний розлив металу і підвищити продуктивність печі з роздільним розташуванням завантажувального і газовідвідного вікна в протилежних торцях барабана за рахунок забезпечення можливості со безупинної виплавки металу. сThe invention is based on the task of developing such a design of a rotary melting furnace that will allow non-oxidizing and non-stop pouring of metal and increase the productivity of the furnace with a separate location of the loading and exhaust windows at opposite ends of the drum by ensuring the possibility of non-stop metal melting. with

Поставлена задача досягається завдяки тому, що в обертовій плавильній печі, яка містить футерований обертовий барабан, що утворює плавильну камеру з завантажувальним і газовідвідним вікнами і днищем, У о якому на окремих секторах із зовнішньої сторони його вільної поверхні рівномірно установлені вигнуті с зливальні канали, устя яких сполучаються з плавильною камерою, а вихідні отвори - зі зливальним патрубком, 3о вигнуті канали виконані на периферійних ділянках днища, між вигнутими каналами в середній частині днища ее, розташований газовідвідний патрубок, по периметру якого з зовнішньої сторони виконано стільки зливальних патрубків, скільки є вигнутих каналів, вихідний отвір кожного вигнутого каналу з'єднано зі своїм окремим зливальним патрубком, самі вигнуті канали виконані таким чином, щоб при розташуванні устя каналу в « плавильній камері нижче рівня розплаву його зливальний патрубок із зовнішньої сторони днища був вище цього З рівня, а зливальні патрубки додатково мають знімні наконечники, які встановлені радіальне з можливістю с занурення в виливницю розливного конвеєра нижче встановленого у ній рівня металу, що розливається, іThe task is achieved due to the fact that in a rotary melting furnace, which contains a lined rotating drum, forming a melting chamber with loading and gas removal windows and a bottom, in which on separate sectors from the outside of its free surface, curved drainage channels, mouths are uniformly installed which are connected to the melting chamber, and the outlet openings are to the drain nozzle, 3o curved channels are made on the peripheral parts of the bottom, between the curved channels in the middle part of the bottom, there is a gas discharge nozzle, along the perimeter of which as many drain nozzles are made on the outside as there are curved ones channels, the outlet of each curved channel is connected to its separate drain nozzle, the curved channels themselves are made in such a way that when the mouth of the channel is located in the melting chamber below the level of the melt, its drain nozzle from the outside of the bottom is above this level, and the drain the nozzles additionally have removable nakos funnels, which are installed radially with the possibility of immersion in the pouring conveyor below the level of the pouring metal installed in it, and

Із» переміщення з виливницею погоджено з однаковою лінійною швидкістю. Причому сусідні сектори днища, з розташованими в них вигнутими каналами, частково перекривають один одного.From" the movement with the pourer is matched with the same linear speed. Moreover, the neighboring sectors of the bottom, with the curved channels located in them, partially overlap each other.

Безупинний процес виплавки металу забезпечується за рахунок того, що зливальні патрубки виконані за периметром газовідвідного патрубка печі таким чином, щоб при розташуванні устя вигнутого каналу нижче б встановленого рівня металу в плавильній камері його зливальний патрубок завжди перебував вище цього рівня. о Безокисний розлив металу досягається за рахунок того, що змінні наконечники зливальних патрубків р установлені радіальне з можливістю занурення в виливницю розливного конвеєра нижче встановленого У ній рівня металу, що розливається, і переміщення разом з виливницею погоджено з однаковою лінійною швидкістю. о 20 При цьому вільний об'єм внутрішньої порожнини кожного вигнутого каналу, розташований нижче встановленого рівня рідкого металу в плавильній камері, дорівнює необхідному об'єму металу однієї чушки в виливниці со розливного конвеєра.The non-stop process of metal melting is ensured by the fact that the drain pipes are made around the perimeter of the furnace gas outlet pipe in such a way that when the mouth of the curved channel is located below the set level of the metal in the melting chamber, its drain pipe is always above this level. o Oxidized pouring of metal is achieved due to the fact that the changeable nozzles of the pouring nozzles p are installed radially with the possibility of dipping into the pouring conveyor below the level of the pouring metal set in it, and the movement together with the pouring spout is coordinated with the same linear speed. o 20 At the same time, the free volume of the inner cavity of each curved channel, located below the set level of liquid metal in the melting chamber, is equal to the required volume of metal of one ladle in the pouring spout of the pouring conveyor.

Технічна сутність і принцип дії запропонованого пристрою пояснюються кресленнями: фіг.1- загальний вид печі (розріз по А-А); 29 фіг.2- розріз по Б-Б. в. Запропонована обертова плавильна піч містить барабанний футерований кожух 1, встановлений з можливістю обертання навколо своєї осі, днище 2 з газовідвідним патрубком З і вигнутими каналами 4, опорні ролики 5, газовідвідний канал 6 і привод (на кресленнях не показаний). Внутрішня футерована поверхня кожуха утворить плавильну камеру 7 (із встановленим оптимальним рівнем рідкого металу), що плавно переходить у 60 відкриту горловину 8 із заслінкою 9 і газовим пальником 10.The technical essence and principle of operation of the proposed device are explained by drawings: Fig. 1 - general view of the furnace (section along A-A); 29 fig. 2 - section along B-B. in. The proposed rotary melting furnace includes a drum-lined casing 1, installed with the possibility of rotation around its axis, a bottom 2 with a gas outlet pipe C and curved channels 4, support rollers 5, a gas outlet channel 6 and a drive (not shown in the drawings). The inner lined surface of the casing will form a melting chamber 7 (with an optimal level of liquid metal set), which smoothly transitions into 60 an open mouth 8 with a damper 9 and a gas burner 10.

Горловина 8 плавильної камери 7 розташована з можливістю виконання різних технологічних операцій за допомогою мульдозавалочної машини (на кресленнях не показана). З зовнішньої сторони кожуха 1 розташовані сталеві бандажі 11, якими він спирається на сталеві опорні ролики 5. У днищі 2 на окремих секторах його вільної поверхні за периметром газовідвідного патрубка З виконані вигнуті канали 4, устя 12 яких з'єднані з бо плавильною камерою 7, а вихідні отвори 13 із зовнішньої сторони днища 2 з'єднані зі зливальними патрубкамиThe neck 8 of the melting chamber 7 is located with the possibility of performing various technological operations using a mold filling machine (not shown in the drawings). On the outer side of casing 1, there are steel bands 11, with which it rests on steel support rollers 5. In the bottom 2, on separate sectors of its free surface around the perimeter of the gas outlet pipe Z, curved channels 4 are made, the mouths 12 of which are connected to the melting chamber 7, and the outlet holes 13 from the outside of the bottom 2 are connected to the drain pipes

14 і наконечниками 15. Число зливальних патрубків 14 відповідає числу вигнутих каналів 4, а самі канали виконані так, щоб при розташуванні устя 12 вигнутого каналу 4 нижче встановленого рівні рідкого металу в плавильній камері 7, його зливальний патрубок 14 із зовнішньої сторони днища 2 завжди був вище цього рівня.14 and tips 15. The number of drain nozzles 14 corresponds to the number of curved channels 4, and the channels themselves are designed so that when the mouth 12 of the curved channel 4 is located below the set level of liquid metal in the melting chamber 7, its drain nozzle 14 from the outside of the bottom 2 is always above this level.

Причому вільний об'єм внутрішньої порожнини кожного вигнутого каналу 4, розташований нижче встановленого рівня рідкого металу в плавильній камері дорівнював необхідному об'єму металу однієї чушки, що відпивається.Moreover, the free volume of the inner cavity of each curved channel 4, located below the set level of liquid metal in the melting chamber, was equal to the required volume of metal of one siphoned ladle.

Змінні наконечники 15 зливальних патрубків 14 установлені радіальне з можливістю занурення в виливницю 16 розливного конвеєра 17 нижче встановленого у ній рівня металу, що розливається, і переміщення разом з виливницею погоджено з однаковою лінійною швидкістю. 70 З метою збільшення швидкості розливу металу, число вигнутих каналів у днищі 2 повинне бути по можливості більшим. Для цього сусідні сектори на днищі 2, у яких розташовані окремі вигнуті канали 4, частково перекривають один одного.Interchangeable nozzles 15 of drain nozzles 14 are installed radially with the possibility of immersion in the pourer 16 of the pouring conveyor 17 below the level of the pouring metal installed in it, and the movement together with the pourer is coordinated with the same linear speed. 70 In order to increase the speed of metal pouring, the number of curved channels in the bottom 2 should be as large as possible. For this, adjacent sectors on the bottom 2, in which separate curved channels 4 are located, partially overlap each other.

В устях 12 вигнутих каналів 4 на виході з плавильної камери 7 установлені змінні керамічні фільтри 18, для заміни яких у вигнутих каналах 4 передбачені спеціальні вікна з кришками 19. Запропонована обертова /5 плавильна піч працює в такий спосіб. Завантаження підготовленої усередненої шихти з відомим хімічним составом роблять через горловину 8 плавильної камери 7. Плавка шихти в плавильній камері здійснюється від тепла газового пальника 10, встановленого в заслінці 9.Replaceable ceramic filters 18 are installed in the mouths 12 of the curved channels 4 at the exit from the melting chamber 7, for replacement of which special windows with covers 19 are provided in the curved channels 4. The proposed rotary /5 melting furnace works in the following way. The loading of the prepared averaged charge with a known chemical composition is done through the neck 8 of the melting chamber 7. The melting of the charge in the melting chamber is carried out by the heat of the gas burner 10 installed in the valve 9.

Наплавлення рідкої ванни до встановленого рівня рідкого металу в плавильній камері 7 виробляється шляхом обертання печі по стрілці годинника. При цьому витікання металу через зливальні патрубки 14 не 2о Відбувається, тому що метал у вигнутих каналах 4 не піднімається вище встановленого рівня металу в плавильній камері 7 і не досягає зливальних патрубків 14.Smelting of the liquid bath to the set level of liquid metal in the melting chamber 7 is done by rotating the furnace clockwise. At the same time, the outflow of metal through the drain nozzles 14 does not occur because the metal in the curved channels 4 does not rise above the set level of metal in the melting chamber 7 and does not reach the drain nozzles 14.

Очищення плавильної камери 7 від залізних прироблень і охолодів у разі потреби виробляється за допомогою шкребка і мульдозавалочної машини через горловину 8.Cleaning of the melting chamber 7 from iron impurities and coolants, if necessary, is carried out with the help of a scraper and a culvert machine through the neck 8.

Подальша плавка металу і підтримка в плавильній камері його встановленого оптимального рівня (у межах ов допуску) роблять одночасно з випуском (розливом) металу з печі. Для цього напрямок обертання плавильної камери 7 змінюють на протилежне, піч обертають проти стрілки годинника і в міру опускання устя 12 одного з « вигнутих каналів 4 нижче встановленого рівня металу в плавильній камері 7, рідкий метал проходить керамічний фільтр 18 і заповнює визначений об'єм цього вигнутого каналу. При подальшому обертанні даного вигнутого каналу метал, що знаходиться в ньому, піднімається вище вихідного отвору 13, переливається в зливальний со зо патрубок 14 і далі через змінний наконечник 15 надходить у виливницю 16 розливного конвеєра 17. Відбувається розлив однієї порції металу, що одноразово видається. При цьому змінний наконечник 15 занурюється в со виливницю 16 нижче рівня металу у ній, запобігаючи тим самим окислювання металу чи зводячи його до о мінімуму. Об'єм (маса) однієї порції металу дорівнює об'єму (масі) однієї чушки, що відпивається, (у межах допуску). Потім відбувається занурення в рідкий метал і видача чергової порції металу наступним вигнутим соFurther melting of the metal and maintenance in the melting chamber of its set optimum level (within tolerance) is done simultaneously with the release (pouring) of metal from the furnace. To do this, the direction of rotation of the melting chamber 7 is changed to the opposite, the furnace is rotated counterclockwise, and as the mouth 12 of one of the curved channels 4 is lowered below the set level of metal in the melting chamber 7, the liquid metal passes through the ceramic filter 18 and fills the specified volume of it curved channel. During further rotation of this curved channel, the metal in it rises above the outlet opening 13, overflows into the pouring container from the nozzle 14, and then through the replaceable tip 15 enters the pouring spout 16 of the pouring conveyor 17. One portion of the metal is poured, which is dispensed once. At the same time, the replaceable tip 15 is immersed in the sprue 16 below the level of the metal in it, thereby preventing metal oxidation or reducing it to a minimum. The volume (mass) of one portion of the metal is equal to the volume (mass) of one slurp (within tolerance). Then there is an immersion in liquid metal and another portion of metal is dispensed by the next curved so

Зв каналом і т.д. Кількість порцій металу видаваних за один оборот печі відповідає кількості вигнутих каналів 4 «о на днищі 2 печі.With the channel, etc. The number of portions of metal issued in one revolution of the furnace corresponds to the number of curved channels 4" on the bottom 2 of the furnace.

Причому швидкість обертання печі і швидкість переміщення розливного конвеєра 17 погодяться між собою таким чином, щоб видача з печі чергової порції металу відбувалася щораз при розташуванні чергової виливниці 16 у зоні розливу металу (під черговим змінним наконечником 15) і припинялася до виходу виливниці з цієї «Moreover, the speed of rotation of the furnace and the speed of movement of the pouring conveyor 17 will agree with each other in such a way that the delivery of the next portion of metal from the furnace occurs every time when the next pourer 16 is located in the metal pouring zone (under the next changeable tip 15) and stops before the pourer exits this "

ЗОНИ. У такий спосіб технологічні процеси виплавки металу, дозування і безокисного розливу сполучені в часії пт) с виробляються безупинно. . Для забезпечення працездатності плавильної печі необхідно, щоб при розташуванні устя 12 вигнутого каналу и?» 4 нижче рівня розплаву в плавильній камері його зливальний патрубок 14 із зовнішньої сторони днища був вище цього рівня. При недотриманні цієї умови розлив чергової порції металу буде відбуватися до виходу з рідкогоZONES In this way, the technological processes of metal smelting, dosing and oxygen-free pouring are combined in time pt) s and are produced continuously. . To ensure the efficiency of the melting furnace, it is necessary that when the mouth 12 of the curved channel is located 4 below the level of the melt in the melting chamber, its drain nozzle 14 on the outside of the bottom was above this level. If this condition is not met, the pouring of the next portion of the metal will take place before it comes out of the liquid

Металу устя 12 відповідного вигнутого каналу 4 (рівень металу у вигнутому каналі в результаті сполучених б посудин буде прагнути піднятися вище зливального патрубка) і дозування порцій металу буде порушено.The metal of the mouth 12 of the corresponding curved channel 4 (the level of metal in the curved channel as a result of the connected vessels will tend to rise above the drain nozzle) and the dosing of portions of the metal will be disturbed.

Якщо вільний об'єм внутрішніх порожнин вигнутих каналів 4 не буде дорівнювати об'єму однієї чушки, то со дозування буде порушено, і чушки будуть відпиватися нестандартними. о У випадку переплаву непідготовленої шихти з невідомим хімічним складом, що вимагає після виплавки Коректування одержуваного сплаву, піч може працювати в періодичному режимі. Для цього досить напрямок со обертання печі в процесі плавки змінити на зворотне (по стрілці годинника). При цьому метал, що заповнив с вигнуті канали 4, буде зливатися назад у плавильну камеру 7. Після коректування хімічного складу отриманого сплаву піч починають обертати проти стрілки годинника, метал з вигнутих каналів 4 перетікає в зливальний патрубок 14 і починається розлив металу. вIf the free volume of the inner cavities of the curved channels 4 is not equal to the volume of one chushka, then the dosage will be violated, and the chushkas will be drunk non-standardly. o In the case of remelting an unprepared charge with an unknown chemical composition, which requires correction of the resulting alloy after smelting, the furnace can operate in periodic mode. To do this, it is enough to change the direction of rotation of the furnace during the melting process to the opposite (clockwise). At the same time, the metal that filled the curved channels 4 will flow back into the melting chamber 7. After correcting the chemical composition of the obtained alloy, the furnace begins to rotate counterclockwise, the metal from the curved channels 4 flows into the drain pipe 14 and the pouring of metal begins. in

Claims

The formula of the invention

1. A rotary melting furnace, which contains a lined rotating drum, which forms a melting chamber with bo loading and gas outlet windows and a bottom, in which on separate sectors from the outer side of its free surface, curved drainage channels are uniformly installed, the mouths of which communicate with the melting chamber, and outlet openings - with a drain nozzle, which is distinguished by the fact that the curved channels are made on the peripheral parts of the bottom, between the curved channels in the middle part of the bottom there is a gas discharge nozzle, along the perimeter of which as many drain nozzles are made on the outside as there are 65 curved channels, the outlet hole each curved channel is connected to its own separate drain nozzle, the curved channels themselves are made in such a way that when the mouth of the channel in the melting chamber is located below the level of the melt, its drain nozzle from the outside of the bottom is above this level, and the drain nozzles additionally have removable tips, which are installed radially but with the possibility of immersion in the pouring conveyor below the level of the poured metal set in it, its movement with the pouring is coordinated with the same linear speed.

2. Rotary melting furnace according to claim 1, which is characterized by the fact that the adjacent sectors of the bottom, with the curved channels located in them, partially overlap each other. « (ee) (ee) «c) (ee) (Se)

- and? (o) (ee) («c) (ee) IR e) 60 b5