РОТОРНАЯ ПЕЧЬ

Настоящая полезная модель относится к печи для извлечения цветных металлов, например: меди, свинца, цинка и алюминия, в частности, пригодна для извлечения алюминия из ломов и отходов.
Известна вращающаяся печь (см. US 2003134249, F27B 7/12, 17.07.2003), которая состоит из барабана и рамы, поддерживающих каркас для поворота относительно условно горизонтальной оси вращения. Рама и барабан поддерживаются для основного движения относительно горизонтальной центральной оси, двери, поддерживаемой на раме, которая закрывает окно барабана для облегчения загрузки барабана им разгрузки расплава и шлака.
К недостаткам печи следует отнести громоздкость всей конструкции вследствие использования бандажей, венцовой и приводной шестерен, редуктора и электродвигателя, а так же рабочего положения печи во время плавки только под углом в сторону задней стенки барабана.
Известна печь описанная в книге К. Шмитца. Рециклинг алюминия. Изд. Алюсил МВиТ, Москва, 2008, с. 323-331).
Печь для извлечения алюминия из металлических отходов, содержащая, по существу, цилиндрический корпус печи, имеющий закрытую и открытую стороны, раму, шарнирно закрепленную на фундаментном элементе, при этом рама служит для корпуса печи опорой для поворота под различными углами наклона в положение отклонения от открытой стороны и под углом наклона к открытой стороне, горелку для нагрева печи и, по меньшей мере, одну подвешенную на петлях заслонку, выполненную с возможностью закрывания открытой стороны печи, стенки внутренней части которой выполнены, по существу, цилиндрическими, при этом одна заслонка или каждая заслонка закреплена петлями на раме и выполнена с возможностью наклона и отклонения в зависимости от подъема и опускания печи, причем угол наклона печи составляет менее 20°, предпочтительнее менее 15°, наиболее предпочтительно менее 10°, отличающаяся тем, что система привода печи содержит электродвигатель, контроллер электродвигателя и механизм передачи вращательного момента от электродвигателя к корпусу печи и отличающаяся тем, что на внешней поверхности корпуса печи установлено периферическое кольцо, служащее опорой для зубьев зубчатого колеса, соединенного с электродвигателем цепью, при этом цепь выполнена с возможностью зацепления с зубьями звездочек или зубчатого колеса.
К недостаткам этой печи можно отнести цепную или зубчатую передачу для вращения барабана печи являющеюся ненадежным элементом вследствие износа, а также периферическое кольцо, требующее станочной обработки. Перечисленные недостатки удорожают печь. Кроме того, предпочтительный угол наклона менее 10° не позволяет эффективно перерабатывать сложное сырье (замасленное и сильно засоренное).
Известны печь и способ ее применения и управления (см. RU №2353876, F27B 7/12, C22B 7/00, C22B 21/00, 26.02.2003, взятый в качестве прототипа, по которому:
Печь для извлечения алюминия из металлических отходов, содержащая, по существу, цилиндрический корпус печи, имеющий закрытую и открытую стороны, раму, шарнирно закрепленную на фундаментном элементе, при этом рама служит для корпуса печи опорой для поворота под различными углами наклона в положение отклонения от открытой стороны и под углом наклона к открытой стороне, горелку для нагрева печи и, по меньшей мере, одну подвешенную на петлях заслонку, выполненную с возможностью закрывания открытой стороны печи, стенки внутренней части которой выполнены, по существу, цилиндрическими, при этом одна заслонка или каждая заслонка закреплена петлями на раме и выполнена с возможностью наклона и отклонения в зависимости от подъема и опускания печи, причем угол наклона печи составляет менее 20°, предпочтительнее менее 15°, наиболее предпочтительно менее 10°.
К недостаткам этой печи можно отнести цилиндрический корпус, цепную или зубчатую передачу для вращения барабана печи являющеюся ненадежным элементом вследствие износа, а также периферическое кольцо, требующее станочной обработки. Перечисленные недостатки удорожают печь. Кроме того предпочтительный угол наклона менее 10° не позволяет эффективно перерабатывать сложное сырье (замасленное и сильно засоренное).
Задачей является снижение стоимости изготовления печи при одновременном расширении ее технологических возможностей по переработке разносортного металлизированного сырья - ломов и отходов.
Поставленная задача достигается тем, что в роторной печи, включающей корпус, имеющий закрытую и открытую стороны, раму, шарнирно закрепленную на фундаментном элементе, служащей корпусу печи опорой для поворота под различными углами наклона в положение отклонения от открытой стороны и под углом наклона к открытой стороне, горелку для нагрева печи и, по меньшей мере, одну подвешенную на петлях заслонку, выполненную с возможностью закрывания с открытой стороны печи, стенки внутренней части которой выполнены, по существу, цилиндрическими, при этом заслонка закреплена петлями на раме и выполнена с возможностью наклона и отклонения в зависимости от подъема и опускания печи, корпус печи выполнен цилиндроконическим, причем его внутренние стенки повторяют конфигурацию корпуса, а привод выполнен гидравлическим и размещен с закрытого конца корпуса и передает вращение через вал и подшипниковый узел.
На фиг. 1 изображена конструкция предлагаемой печи - вид с боку, на фиг. 2 изображена конструкция предлагаемой печи - вид спереди, где:
1 - кожух, 2, 3 - футеровка, 4 - опорное кольцо, 5 - ролики опорные, 6 - заслонка, 7 - механизм открывания заслонки, 8 - гидроцилиндр поворота заслонки, 9 - горелка инжекционная многосопловая, 10 - ось наклона печи, 11 - станина, 12 - механизм наклона печи, 13 - выходной вал гидропривода, 14 - гидропривод вращения печи, 15 - дымоотвод, 16 - рама, 17 - зонт, 18 - газоход, 19 - смотровое окно.
Печь представляет собой футерованный (2.3) барабан 1, в передней части на кожухе печи закреплено опорное кольцо 4, которое катится по опорным роликам 5 при вращении печи от гидропривода вращения 14 через приводной вал 13. Опорные ролики на установлены на раме 16, а рама печи поворачивается вокруг оси наклона печи 10, установленной на станине 11, а наклон печи осуществляется с помощью механизма наклона печи 12. Заслонка печи 6 открывается и закрывается с помощью гидроцилиндра поворота заслонки 8. Много сопловая инжекционная горелка 9 крепится на заслонке 6, которая снабжена также дымоотводом 15. Выходящий из печи дым отводится с помощью зонта 17 и газохода 18 в систему газоочистки. Для наблюдения за ходом обработки материала в печи в заслонке имеется закрывающееся смотровое окно 19.
Печь работает следующим образом:
С помощью механизма наклона 12 печь наклоняется в сторону гидропривода вращения печи на максимальный угол 15°, с помощью механизма открывания заслонки 7 и гидроцилиндра поворота заслонки 8, открывается заслонка 6.
С помощью гидропривода вращения печь приводится во вращение и через открытый проем печи производится загрузка сырья и флюсов в печь. Заслонка 6 закрывается, скорость вращения печи приводится в соответствие с технологией плавки загруженного вида сырья, включается в работу горелка 9 и производится расплавление шихты.
После расплавления шихты вращение печи прекращают, выключается горелка 9, заслонка 6 с помощью механизма открывания 7,8 отводится на некоторый угол, печь медленно поворачивается в сторону разгрузки на угол до минус 15-20° и производится слив металла. Печь приводится в горизонтальное положение, заслонка закрывается, включается горелка, и печь некоторое время вращается на повышенных оборотах для перевода капель металла из шлака в жидкую ванну.
Далее, после слива извлеченного из шлака металла, заслонка вновь закрывается, включается вращение печи на повышенных оборотах и производится выгрузка шлака и не расплавившихся частей лома (железных приделок). Образующиеся при плавке технологические (дымовые) газы, через дымоотвод 15, являющийся неотъемлемой частью заслонки 6 удаляются через зонт 17 в газоход 18.
В табл. 1 приведены сравнительные показатели переработки ломов и отходов алюминия в печи прототипе и предлагаемой полезной модели.
Выполнение корпуса печи цилиндроконической формы и повторение конфигурации внутренних стенок согласно профилю корпуса позволяет извлекать из шлака дополнительно металл за счет улучшенной коалесценсии капель в шлаке при горизонтальном положении печи. А замена зубчатой передачи привода вращения на гидропривод упрощает и удешевляет конструкцию.
Таблица 1
№ π/π
Показатель переработки различных ломов и отходов алюминия
Продукты
Шлак с 40% металла
Кусковой лом с содержанием металла до 90%
Стружка замасленная с содержанием металла 80%
1
Остаточное содержание металла в шлаке, %
прототип
6-10
более 6%
До 10
полезная модель
2-3%
Менее 4%
До 5%
2
Расход флюсов, % к весу шихты
прототип
20
18-20
25-30
полезная модель
15
7-10
до 20
3
Затраты электроэнергии, квт-час/т
прототип
15
12
15
полезная модель
8
6
12
4
Инвестиционные затраты на печь емкостью по алюминию 3 т
прототип
15 млн. руб.
полезная модель
2,5 млн. руб.