ПЛАВИЛЬНАЯ ПЕЧЬ

Полезная модель относится к печам для плавки металлосодержащих отходов и нанесения металлических покрытий термодиффузионным методом (шерардизация) и может быть использована для извлечения цветных металлов из смесей и оксидов и обработки поверхностей деталей.
Известна плавильная печь для плавки металлосодержащих отходов, включающая съемный корпус, установленный с возможностью поворота на основании; съемный плавильный барабан выполнен с возможностью установки на консольном приводном валу, установленном посредством подшипника в крышке корпуса, к которой прикреплен привод вала; дно плавильного барабана выполнено под углом к его продольной оси, WO 2008/147188.
Устройство обеспечивает возможность слива расплава в изложницу только в вертикальном положении барабана; при этом после вскрытия летки в изложницу поступит весь объем расплава; прекращение слива расплава, например, при выходе изложницы из строя, или порционный слив расплава в разные изложницы невозможны без применения специальных механизмов для закрытия летки в процессе слива расплавленного металла, что является весьма непростой задачей, и в техническом решении по WO 2008/147188 эта задача не решена.
Известна плавильная печь для плавки металлосодержащих отходов, включающая жестко укрепленное на фундаменте основание, установленный на основании съемный корпус с крышей и дверью, размещенный в съемном корпусе съемный плавильный барабан, выполненный с возможностью установки на консольно закрепленном приводном валу, а также нагреватель, RU 2102668.
Данное техническое решение принято в качестве прототипа настоящей полезной модели.
Съем барабана с приводного вала осуществляется путем последовательных небольших (в пределах зазора между приводным валом и гнездом барабана) вертикальных и горизонтальных перемещений барабана относительно приводного вала; при этом продольная ось барабана все время остается под углом к горизонтали. Устройство-прототип в отличие от описанного выше аналога по WO 2008/147188 обеспечивает возможность прекращения слива расплава путем поворота плавильного барабана вокруг продольной оси в положение, когда летка оказывается выше уровня расплава; кроме того, плавильная печь может использоваться не только для плавки, но и для нанесения металлических покрытий термодиффузионным методом с использованием порошков и смесей.
Недостатки прототипа состоят в следующем:
- при осуществлении плавки не обеспечивается возможность влияния (увеличения) на площадь зеркала расплава в плавильном барабане, увеличения тем самым захвата корольков металла из шихты, сокращения времени плавки и повышения выхода металла;
- съем плавильного барабана с приводного вала, находящегося под углом к горизонту, весьма затруднен, поскольку осуществляется путем ряда подвижек в пределах зазора между валом и гнездом барабана; съем барабана подъемным механизмом (краном) вдоль вала невозможен;
- при осуществлении нанесения металлических покрытий термодиффузионным методом возможна обработка только небольших деталей; если длина обрабатываемой детали близка к глубине барабана, такая обработка невозможна, поскольку при наклонном положении барабана часть обрабатываемой детали не будет покрыта порошковой смесью.
Задачей настоящей полезной модели является обеспечение возможности влияния (увеличения) на площадь зеркала расплава в плавильном барабане и тем самым увеличения захвата корольков металла из шихты, сокращения времени плавки, а также увеличения срока службы плавильного барабана, повышения выхода металла; решается задача упрощения съема плавильного барабана с приводного вала; кроме того, решается задача обеспечения возможности нанесения металлических покрытий термодиффузионным методом в случаях, когда длина обрабатываемой детали близка к глубине барабана.
Согласно полезной модели в плавильной печи, включающей установленное на фундаменте основание, установленный на основании корпус с крышей и дверью, размещенный в корпусе съемный плавильный барабан, выполненный с возможностью установки на консольном приводном валу, а также нагреватель, установленный на корпусе посредством шарниров, основание установлено на фундаменте посредством шарнира с горизонтальной осью поворота, перпендикулярной оси вращения барабана; нагреватель может быть снабжен средством, обеспечивающим его колебательное движение.
Заявителем не выявлены источники, содержащие информацию о технических решениях, идентичных настоящей полезной модели, что позволяет сделать вывод о ее соответствии критерию «Новизна».
Реализация отличительных признаков полезной модели обеспечивает важный технический результат. Обеспечивается возможность увеличения площади зеркала расплава в плавильном барабане путем поворота основания и размещенных на нем элементов относительно горизонтальной оси, в результате чего увеличивается захват корольков металла из шихты; обеспечивается возможность съема плавильного барабана с приводного вала в один прием при приведении вала в горизонтальное положение; в этом положении при нанесении металлического покрытия термодиффузионным методом порошковой смесью обрабатываемые детали покрыты полностью, даже если их длина близка к глубине барабана.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где изображено:
на фиг.1 - вид сбоку с вырезом;
на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1;
на фиг.3 - вариант установки основания на фундаменте с размещением шарнира в средней части основания;
на фиг.4 - то же, что на фиг.1, вариант выполнения фундамента.
Плавильная печь включает установленное на фундаменте 1 основание 2. На основании 2 размещен корпус 3 с крышей 4 и дверью 5. В корпусе 3 размещен съемный плавильный барабан 6, который выполнен с возможностью установки на консольном валу 7, имеющем квадратное сечение, соединенном с приводом 8. Нагреватель 9 представляет собой пламенную горелку, укрепленную, в конкретном примере, на боковой стенке корпуса 3. Основание 2 установлено на фундаменте 1 посредством шарнира 10 с горизонтальной осью поворота, перпендикулярной оси вращения барабана. Шарнир 10 может находиться в передней части основания 2 (со стороны двери - фиг.1) или в средней его части (фиг.3). Между задней частью основания 2 (со стороны привода) и фундаментом 1 установлен подъемник 11, в частности, гидроцилиндр. Нагреватель 9 установлен на стенке корпуса 3 посредством шарниров 12 и снабжен средством, обеспечивающим его колебательное движение, в данном примере, кулачковым механизмом 13 с приводом (привод на чертеже не показан). Для слива расплава предусмотрена летка 14. Слив осуществляется по желобу 15 в изложницу 16. В крыше 4 установлена труба 17 для выхода топочных газов. Для передачи вращательного момента от вала 7 к барабану 6 в барабане выполнено гнездо 18, сечение которого по форме соответствует квадратному сечению вала.
Печь в режиме плавки металлосодержащих отходов работает следующим образом.
С помощью подъемника 11 основание 2 поднимают до достижения продольной осью консольного приводного вала 7 горизонтального положения. Затем открывают дверь 5 и снимают крышу 4 корпуса 3. После этого с помощью крана или автопогрузчика плавильный барабан с закрытой леткой 14, загруженный шихтой и закрытый крышкой 20, надевают на приводной вал 7, устанавливают крышу 4 корпуса 3 и закрывают дверь 5. Основание 2 с помощью подъемника 11 возвращают в исходное положение (фиг.1, 3), включают привод 8 вращения приводного вала 7 с установленным на нем барабаном 6. После этого включают нагреватель 9 и осуществляют нагрев вращающегося барабана 6. Для более равномерного нагрева плавильного барабана с помощью кулачкового механизма 13 осуществляют колебательное движение нагревателя. Поддержка температуры внутри корпуса печи осуществляется с помощью автоматической системы регулирования (на чертежах не показана).
Образующиеся в процессе плавки газы выходят через трубу 17.
В процессе плавки площадь зеркала расплава может быть увеличена путем уменьшения угла наклона приводного вала 7 к горизонту с помощью подъемника 11. Благодаря этому интенсифицируется захват зеркалом расплава корольков металла, содержащихся в шихте, что позволяет сократить время плавки и увеличить выход металла.
После окончания плавки печь приводят в исходное положение, барабан 6 останавливают в положении, когда летка 14 находится напротив окна 19, выполненного в корпусе 3.
Затем вскрывают летку 14, включают привод 8 и приводят барабан 6 в положение леткой 14 вниз. Расплавленный металл по желобу 15 сливается в изложницу 16.
В случае необходимости прерывания слива расплава барабан 6 приводят во вращение и останавливают в положении, когда летка находится выше уровня расплава.
По окончании плавки выключают нагреватель.
Съем барабана с приводного вала осуществляется в последовательности, обратной его установке. Благодаря тому, что установка и съем барабана происходят при горизонтальном расположении приводного вала, указанные операции осуществляются по значительно более простой, нежели в прототипе, траектории.
В режиме нанесения металлических покрытий термодиффузионным методом печь работает аналогично, за исключением того, что в барабан загружают не шихту, а изделия, подлежащие обработке, и порошковую смесь.
Для обработки деталей, длина которых близка к глубине барабана 6, приводной вал 7 приводят в положение, близкое к горизонтальному. После окончания обработки барабан 6 извлекают и его содержимое просеивают через сито, отделяя обработанные детали от порошковой смеси.