Двухванная отражательная печь с копильником для переплава алюминиевого лома
TWO-BATH REFLECTIVE FURNACE WITH FOREHEARTH FOR REMELTING ALUMINUM SCRAP

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.
Известен аналог - двухкамерная отражательная печь для переплава алюминиевого лома (источник информации М.С. Шкляр «Печи вторичной цветной металлургии», изд. «Металлургия», 1987. стр. 35-37), содержащая корпус, образованный кирпичной кладкой наружных стен, как в заявленной печи, две ванны, ограниченные подами и стенками, два свода, сливную летку и газоход.
Печь предназначена для переплавки вторичного алюминия и имеет следующие недостатки:
1. Вторая плавильная камера выполняет роль миксера (копильника), что в конечном счете снижает производительность печи. 2. Печь имеет недостаточную теплоизоляцию стен, свода, уменьшающую потери тепла во внешнюю среду.
3. Печь не имеет системы пылегазоочистки и при работе будет загрязнять окружающую среду вредными выбросами.
4. В печи для футеровки подин используется обычный огнеупорный кирпич, а не подовые блоки, которые значительно увеличивают срок службы печи.
5. Из описания печи следует, что она не обеспечивает ведения форсированного режима плавки.
6. Печь не имеет экономайзера.
Ввиду указанных выше недостатков печь не может обеспечить решение технической задачи.
Известен аналог - двухванная отражательная печь (источник информации М.С. Шкляр «Печи вторичной цветной металлургии», изд. «Металлургия», 1987. стр. 87-89), содержащая корпус, образованный кирпичной кладкой наружных стен как в заявленной печи, две ванны, ограниченные подами, сводом и стенками, сливные летки и газоходы. Считаю, что печь, взятая за аналог, имеет следующие недостатки:
1. Печь имеет недостаточную теплоизоляцию стен, свода, уменьшающую потери тепла во внешнюю среду.
2. Печь не имеет системы пылегазоочистки и при работе будет загрязнять окружающую среду вредными выбросами.
3. В печи для футеровки подин используется обычный огнеупорный кирпич, а не подовые блоки, которые значительно увеличивают срок службы печи.
4. Из описания печи следует, что она не обеспечивает ведения форсированного режима плавки.
5. В печи используется два стационарных желоба для слива расплавленного металла.
6. Печь не имеет экономайзера.
Ввиду указанных выше недостатков печь не может обеспечить решение технической задачи.
Известен аналог - двух ванная отражательная печь с копильником для переплава алюминиевого лома (Источник информации В.А. Трусов патент №2522283), являющаяся наиболее близкой (прототипом), содержащая как в заявленной печи корпус, образованный огнеупорными наружными боковыми, передней и задней торцевыми стенками, две ванны, ограниченные подами, сводом и стенками, газоходы, копильник, содержащий корпус, образованный огнеупорными наружными боковыми, передней и задней торцевыми стенками, ванну, ограниченную подом, сводом и стенками, сливные летки. Считаю, что печь, взятая за прототип, имеет следующие недостатки:
1. Печь не имеет экономайзера, уменьшающего потери тепла во внешнюю среду.
2. Стены печи у загрузочных окон выложены прямым огнеупорным кирпичом, а не огнеупорными блоками, поэтому быстрее разрушаются при загрузке печи шихтой.
3. В печи для футеровки подин используются подовые блоки МЛСП, а не подовые блоки КС-95, которые значительно увеличивают срок службы печи.
4. Из описания печи следует, что она не обеспечивает ведения форсированного режима плавки.
5. В печи используется два стационарных желоба для слива расплавленного металла.
Ввиду указанных выше недостатков печь не может обеспечить решение технической задачи.
Задачей изобретения является создание газовой двухванной отражательного типа печи с копильником для переплава алюминиевого лома простой конструкции, позволяющей вести процесс переплава на естественной и искусственной тяге с системой пылегазоочистки, уменьшить потери тепла в окружающую среду, а также ввести экономайзер, увеличить срок ее эксплуатации и производительность.
Технический результат - разработанная газовая двухванная отражательного типа печь с копильником является простой по конструкции, имеющей большую производительность, экономайзер, большой срок эксплуатации позволяющей использовать несортированный от инородных включений лом, снизить потери тепла в окружающею среду за счет теплоизоляции, вести процесс переплава на естественной и искусственной тяге с системой пылегазоочистки, что делает его экологически чистым.
Указанный технический результат достигается за счет того, что в газовую двухванную отражательного типа печь с копильником для переплава алюминиевого лома (далее печь), содержащую корпус, образованный огнеупорными наружными боковыми, передней и задней торцевыми стенками, накопительные ванны и наклонные площадки, ограниченные подом и стенками, своды, сливные летки и газоходы вводится сварной каркас, сваренный из двутавра №30, который имеет футеровку из двух слоев легковесного кирпича ШЛ-0,6 с тройным муллитокремнеземистым слоем рулонного материала МКРР-130 между ними, а также имеющий слой снизу кварцевого песка смешанного с измельченной асбестовой крошкой. Теплоизоляция каркаса печи, состоящая из двух слоев легковесного кирпича ШЛ-0,6 и трех слоев муллитокремнеземистого рулонного материала МКРР-130 и слоя кварцевого песка смешанного с измельченной асбестовой крошкой позволяют снизить потери тепла от двух ванн через каркас на постамент и пол цеха.
При этом печь установлена на сваренном из листовой стали толщиной 6 мм армированном швеллерами №8 постаменте, который залит бетоном с наполнителем асбестовой крошкой. Такое конструктивное решение позволяет снизить потери тепла от двух ванн на пол цеха, а также поднять печь для удобного слива наплавленного в печи металла в копильник.
Кроме того, поды ванн выполнены из блоков КС-95, уложенных на три слоя муллитокремнеземистого рулонного материала МКРР-130 и имеют песчаную подбивку. Подовые блоки КС-95 имеют высокую огнеупорность и стойкость (срок службы по практическим данным до 8,5-9 лет), при этом три слоя муллитокремнеземистого рулонного материала МКРР-130 и песчаная подбивка позволяют дополнительно сохранить температуру металла в ваннах печи.
Кроме того, печь имеет два рабочих окна в передней стене и два шлаковых окна в боковых стенах, которые могут выполнять роль рабочих окон, в следствии этого загрузка печи производится быстрее и значительно увеличивается производительность печи, при этом каждый привод подъема и опускания заслонки рабочих и шлаковых окон состоит из электродвигателя, муфты, червячного редуктора, барабана, тросов, шкива с опорами и стальной сварной заслонки, футерованной легковесным шамотным кирпичом марки ШЛ-0,6 с теплоизоляцией из двойного муллитокремнеземистого рулонного материала МКРР-130.
Кроме того, в каждой боковой стене печи установлена инжекционная тринадцати смесительная высокого давления горелка (далее горелка), направленная под углом 30° на подину и под углом 20° к оси печи, кроме того две такие же горелки установлены в задней стене, направленные под углом 55° на подину печи, а также в каждом своде по центру установлена горелка под углом 65° к подине печи, при этом предложенное расположение горелок позволяет добиться высокой скорости плавки, снизить угар (по практическим данным), а также загружать незагрязненную шихту через два шлаковых окна и быстро ее переплавлять. Общая тепловая мощность горелок в печи и копильнике составляет 13 800 КВт, что делает печь высокопроизводительной, позволяющей вести форсированный режим плавки.
При этом каждая из восьми горелок содержит литой стабилизирующий пламя туннель, огнеупорную набивную массу, 13 смесителей, объединенных общей сварной газораспределительной камерой, в каждом смесителе просверлено четыре сопла под углом 26°±1° к их осям, а также горелка содержит кожух, приваренный к газораспределительной камере, кроме того содержит устройство для регулирования расхода воздуха, состоящее из трех стальных кронштейнов, регулятора, трех болтов, трех гаек и трех пружинных шайб, причем на периферии и центре размещены смесители без насадок, а между ними (по диаметру) размещены 4 смесителя с насадками, имеющими на внутренней поверхности литые ребра.
Следует отметить, что каждый периферийный и центральный смеситель является отливкой и представляет собой трубу с наружным диаметром 68×10 мм длиной 370 мм, в которой по периферии просверлены четыре сопла под углом 26°±1° к их осям с зенковкой входной части 0,5 мм под углом 90°, при этом промежуточные смесители представляет собой трубу с наружным диаметром 68×10 мм длиной 290 мм, в которой по периферии просверлены четыре сопла под углом 26°±1° к их осям с зенковкой входной части 0,5 мм под углом 90°, причем в каждом смесителе имеется насадка длиной 80 мм с наружным ∅ 74 мм, на внутренней поверхности которой имеются 12 литых ребер, литые ребра со стороны движения газовоздушной смеси имеют заходную часть «заострение» длиной 5 мм, угол «заострения» составляет 30°, высота ребер 4 мм, длина резьбы составляет 15 мм.
При этом огнеупорная набивная масса для обмуровки горелок и набивки пространства между смесителями имеет следующий состав, %:
мертель муллитокорундовый ММК-80
37
лигносульфанат технический
16
порошок молотой глины ПГТ
22
связующее алюмохромофосфатное МИКС
4
кварцевый песок марки 1К
10
вода
11
Разработанная автором огнеупорная набивная масса после прокалки обладает высокой твердостью, высокой огнеупорностью, значительной стойкостью против осыпания при температурах до 1650°С.
Кроме того, смесители, насадки к смесителям, литой стабилизирующий пламя туннель отлиты из износостойкого и жаростойкого чугуна марки ЧХ32 химический состав (Cr=30-34%, С=1,5-3,2%, Р не более 0,1%, S не более 0,08%, Ti до 0,14%, Mn не более 1,0%).
Вместе с тем, печь имеет летку в задней торцевой стене, а также три летки в задней стене копильника для выпуска расплавленного металла, при этом каждая летка имеет стальную футерованную поворотную чашу с приваренным к ней футерованным желобом, причем стальные футерованные поворотные чаши установлены на кронштейнах, приваренных к каркасу печи (копильника), которые поворачиваются с приваренными к чашам стальными футерованными поворотными желобами, что позволяет последовательно разливать жидкий металл из копильника в разливочное оборудование, расположенное в секторе обслуживания с углом 130°.
При этом на каркасах печи и копильника установлены стальные короба и приваренные к ним, имеющие теплоизоляцию между стальным коробом и каждой стеной, состоящую из асбестовой крошки и двух слоев муллитокремнеземистого рулонного материала МКРР-130. Два слоя муллитокремнеземистого рулонного материала МКРР-130 и асбестовая крошка позволяют дополнительно сохранить температуру на наклонных площадках, в двух ваннах и стенах печи.
Существенно отметить, что своды предлагаемой печи и копильника имеют тройной слой муллитокремнеземистого рулонного материала МКРР-130, который засыпан асбестовой крошкой, разведенной в порошке молотой глины ПГБ для дополнительного сохранения тепла в печи.
Следует отметить, что печь имеет копильник, образованный огнеупорными наружными боковыми, передней и задней торцевыми стенками, ванну, ограниченную подом, сводом и стенками, три сливные летки и газоход, причем сварной каркас копильника имеет верхний слой из муллитокремнеземистого рулонного материала МКРР-130, шесть рядов, выложеных из легковесного кирпича, а также четырех слоев из муллитокремнеземистого рулонного материала МКРР-130, уложенных между слоями легковесного кирпича, при этом подовые блоки КС-95 копильника уложены на четыре слоя муллитокремнеземистого рулонного материала МКРР-130 и подбивку из сухого кварцевого песка. Теплоизоляция, состоящая из верхнего слоя муллитокремнеземистого рулонного материала МКРР-130, шести рядов легковесного шамотного кирпича, четырех слоев из муллитокремнеземистого рулонного материала МКРР-130, уложенных между рядами легковесного кирпича позволяет сохранять температуру металла в ванне копильника, а подовые блоки КС-95, уложенные на четыре слоя муллитокремнеземистого рулонного материала МКРР-130 и подбивку из сухого кварцевого песка, имеют высокую огнеупорность и стойкость и позволяют увеличить срок службы копильника.
Далее в своде копильника наклонно под углом 55° к подине установлены две инжекционные тринадцати смесительные горелки высокого давления.
Следует отметить, что три летки в копильнике выполнены в быстросменных леточных кирпичах, при этом каждый фиксируется в стальном захвате, и имеет внутри малый леточный кирпич, причем захват крепится гайками и пружинными шайбами к шпилькам, приваренным к стальному коробу копильника, внизу к футерованной поворотной чаше приварена втулка и валик, который вращается на шарике, размещенным в стакане, причем последний приварен к кронштейну. Такое конструктивное решение обеспечивает легкость вращения, а также возможность замены леточного кирпича без остановки печи (в перерыве между плавками в течение 6-9 минут).
При всем при этом, печь имеет экономайзер, который представляет собой сварную конструкцию, состоящую из 8-ми регистров ∅ 76 мм и длиной 6 метров, изготовленных из нержавеющей стали марки 12Х18Н9Т, опирающихся по торцам на две стальные опоры, к которым приварены пустотелые цапфы от которых в радиальном направлении расходятся трубы, один конец которых приварен к цапфе, а второй к регистру, при этом к одной цапфе подводится холодная вода, а из второй выходит горячая, причем экономайзер помещен в общий боров печи и копильника, выложенный из полуторного кирпича ША-1 №12 и перекрытый огнеупорными плитами, а боров имеет утепление из огнеупорного войлока и опирается на 8 стальных опор, закрепленных в бетонном полу литейного цеха фундаментными болтами. Экономайзер позволяет нагревать воду для технологических нужд предприятия.
3
Наконец, печь снабжена системой пыле газоочистки для достижения экологически чистого процесса, которая состоит из камеры смешения, дымососа, пяти секционного пылегазоочистного блока, при этом система пылегазоочистки имеет следующую характеристику: производительность по очищаемому газу 39 800 м/час; толщина каждого слоя адсорбента 0,25 м; степень очистки по фтористому водороду 74%; степень очистки по окиси меди 86%; степень очистки по окиси углерода 93%; степень очистки по окиси азота 87%; степень очистки по окиси алюминия 86%; степень очистки от пыли 84%, температура очищаемого газа от 20 до 80°С. Введение в предлагаемую печь выше перечисленного обеспечивает решение поставленной задачи. Разработанная конструкция печи позволяет вести переплавку подвергнутого разделке и магнитной сепарации алюминиевого лома, а также не подвергнутого разделке и магнитной сепарации алюминиевого лома.
На фиг. 1. Вид печи в плане.
На фиг. 2. Продольный разрез печи А-А.
На фиг. 3. Поперечный разрез печи Б-Б.
На фиг. 4. Поперечный разрез В-В печи (вид на заднюю стену).
На фиг. 5. Поперечный разрез Г-Г по задней стене печи.
На фиг. 6. Вид тринадцатисмесительной инжекционной горелки высокого давления со стороны газораспределительной камеры.
На фиг. 7. Разрез Д-Д тринадцатисмесительной инжекционной горелки высокого давления.
На фиг. 8. Вид в плане копильника.
На фиг. 9. Поперечный разрез Е-Е копильника (по шлаковому окну).
На фиг. 10. Продольный разрез Ж-Ж копильника.
На фиг. 11. Продольный разрез 3-3 экономайзера.
На фиг. 12. Фронтальный вид 5-ти секционного блока пылегазоочистки.
На фиг. 13. Вид И 5-ти секционного блока пылегазоочистки.
На фиг. 14. Планировка двухванной отражательной печи с копильником, экономайзером, системой пылегазоочистки и разливочным оборудованием.
Предлагаемая печь содержит смонтированный на постаменте 1 печи каркас 2, сваренный из двутавров №30, имеющий два слоя, выложенных из легковесного кирпича 3 марки ША-0,6, с тройным слоем муллитокремнеземистого рулонного материала МКРР-130 4 между ними, а также имеющий внизу слой кварцевого песка 5 смешанного с измельченной асбестовой крошкой. Постамент 1 сварной, сваренный из листовой стали толщиной 6 мм, армированный швеллерами №8 поз. 6 и залитый бетоном с наполнителем асбестовой крошкой. Постамент 1 позволяет увеличить высоту печи для удобства слива наплавленного в печи металла, а также дополнительно сохранить температуру в ваннах печи. Теплоизоляция каркаса 2, состоящая из двух слоев легковесного кирпича 3 марки ШЛ-0,6, трех слоев муллитокремнеземистого рулонного материала МКРР-130 4 и слоя из кварцевого песка 5 смешанного с измельченной асбестовой крошкой позволяет дополнительно сохранять температуру металла на наклонных площадках и ваннах печи. Корундовые подовые блоки КС-95 поз. 7, уложенные на три слоя муллитокремнеземистого рулонного материала МКРР-130 8 и подбивку 9 из кварцевого песка смешанного с измельченной асбестовой крошкой, имеют высокую огнеупорность и стойкость и позволяют увеличить срок службы печи. Применением корундовых подовых блоков КС-95 поз. 7 (толщина 300 мм, ширина 400 мм, длина 1000 мм) вместо обычных штучных изделий можно уменьшить количество швов, что снижает газопроницаемость и повышает шлакоустойчивость футеровки; позволяет получить экономию средств, поскольку отпадает процесс предварительного изготовления штучных огнеупоров, выполнить узлы агрегатов практически любой конфигурации, ускорить процесс строительства и снизить долю ручного труда. Швы между корундовыми подовыми блоками КС-95 поз. 7 заполняют тонкоразмолотым сухим шамотным порошком, разведенным в жидком стекле. Двухванная печь для переплава алюминиевого лома имеет корпус, образованный огнеупорными наружными боковыми 10, передней 11 и задней 12 торцевыми стенками, две ванны 13, ограниченные подами, сводом 14 и стенками фиг. 2, 3. Подовые блоки 7 каждой ванны 13 выложены с уклоном к середине ванны 13 и к выложенной в средней части печи стенке 15. Стенка 15, опирается в нижней части на малый свод 16, в верхней части имеет два канала 17 соединяющие пространства над ваннами 13 печей с газоходом 18 фиг. 4. В нижней части стенки 15 имеются два канала 19, по которым расплавленный металл стекает в центральный канал 20 и далее в копильник. Над каждой ванной 13 собран свод 14, один конец которого опирается на пятовые кирпичи 21 боковой стенки 10, а второй на стенку 15. Существенно отметить, что своды 14 печи и копильника имеют тройной слой муллитокремнеземистого рулонного материала МКРР-130 поз. 22, который засыпан асбестовой крошкой, разведенной в порошке молотой глины ПГБ поз. 23 для дополнительного сохранения тепла в печи и копильнике фиг. 4. Пятовые балки 24 сварены из двух швеллеров №24. Все стенки выполнены из огнеупорного шамотного кирпича ША1 №5, 12. В качестве связующего вещества применяется огнеупорный раствор состоящий из огнеупорной глины (22%), шамотного порошка (74%), жидкого стекла (3%) и фоскона (алюмохромофосфатная смесь, 1%). Печь имеет два рабочих окна 25 в передней стене 11 и два шлаковых окна 26 в боковых стенах 10, которые могут выполнять роль рабочих окон, в следствии этого загрузка печи производится быстрее и значительно увеличивается производительность печи, при этом каждый привод подъема и опускания заслонки рабочих и шлаковых окон состоит из электродвигателя 27, муфты 28, червячного редуктора 29, барабана 30, тросов 31, шкива 32 с опорами 33 и стальной сварной заслонки 34, футерованной легковесным шамотным кирпичом марки ШЛ-0,6 с теплоизоляцией из двойного листового муллитокремнеземистого рулонного материала МКРР-130 35 фиг. 1, 2, 3. Привод заслонки копильника устроен также. При этом на каркасах 2 печи и копильника установлены стальные короба 36 и приваренные к ним, имеющие теплоизоляцию между стальным коробом 36 и каждой стеной, состоящую из асбестовой крошки 37 и двух слоев муллитокремнеземистого рулонного материала МКРР-130 поз. 38 фиг. 2, 9, 10. Два слоя муллитокремнеземистого рулонного материала МКРР-130 поз. 38 и асбестовая крошка 37 позволяют дополнительно сохранить температуру в двух ваннах и стенах печи и копильника.
В каждой боковой стене печи установлена инжекционная тринадцати смесительная высокого давления горелка (далее горелка) 39, направленная под углом 30° на подину и под углом 20° к оси печи, кроме того две такие же горелки 39 установлены в задней стене 12, направленные под углом 55° на подину печи и в каждом своде 14 по центру установлена горелка 39 под углом 65° к подине печи, при этом предложенное расположение горелок позволяет добиться высокой скорости плавки, снизить угар (по практическим данным), а также загружать незагрязненную шихту через два шлаковых окна 26 и быстро ее переплавлять фиг. 2, 3, 5. Общая тепловая мощность горелок в печи и копильнике составляет 13 800 КВт, что делает печь высокопроизводительной, позволяющей вести форсированный режим плавки.
При этом каждая из восьми горелок 39 содержит литой стабилизирующий пламя туннель 40, огнеупорную набивную массу 41, 13 смесителей, объединенных общей сварной газораспределительной камерой 42, в каждом смесителе просверлено четыре сопла 43 под углом 26°±1° к их осям, а также горелка содержит кожух 44, приваренный к газораспределительной камере 42, кроме того содержит устройство для регулирования расхода воздуха, состоящее из трех стальных кронштейнов 45, регулятора 46, трех болтов 47, трех гаек 48 и трех пружинных шайб 49, причем на периферии и центре размещены смесители без насадок 50, а между ними (по диаметру) размещены 4 смесителя 51 с насадками 52, имеющими на внутренней поверхности литые ребра 53.
Следует отметить, что каждый периферийный и центральный смеситель 50 является отливкой и представляет собой трубу с наружным диаметром 68×10 мм длиной 370 мм, в которой по периферии просверлены четыре сопла 43 под углом 26°±1° к их осям с зенковкой входной части 0,5 мм под углом 90°, при этом промежуточные смесители 51 представляет собой трубу с наружным диаметром 68×10 мм длиной 290 мм, в которой по периферии просверлены четыре сопла 43 под углом 26°±1° к их осям с зенковкой входной части 0,5 мм под углом 90°, причем в каждом смесителе имеется насадка 52 длиной 80 мм с наружным ∅ 74 мм, на внутренней поверхности которой имеются 12 литых ребер 53, литые ребра 53 со стороны движения газовоздушной смеси имеют заходную часть «заострение» длиной 5 мм, угол «заострения» 30°, высота ребер 4 мм, длина резьбы составляет 15 мм. Газ подается по штуцеру 54 под давлением 0,1 МПа. Смесители 50, 51, насадки 52 к смесителям, литой стабилизирующий пламя туннель 40 изготавливают из износостойкого и жаростойкого чугуна марки ЧХ32, который позволяет увеличить срок службы горелки и, естественно, печи. Химический состав износостойкого и жаростойкого чугуна марки ЧХ 32 ГОСТ 7769-82 (Cr=30-34%, С=1,5-3,2%, Р не более 0,1%, S не более 0,08%, Ti до 0,14%, Mn не более 1,0%). При этом огнеупорная набивная масса для обмуровки горелок и набивки пространства между смесителями имеет следующий состав, %:
мертель муллитокорундовый ММК-80
37
лигносульфанат технический
16
порошок молотой глины ПГТ
22
связующее алюмохромофосфатное МИКС
4
кварцевый песок марки 1К
10
вода
11
Разработанная автором огнеупорная набивная масса после прокалки обладает высокой твердостью, высокой огнеупорностью, значительной стойкостью против осыпания при температурах до 1650°С. Необходимым условием нормальной работы горелки является наличие разряжения в камере горения в пределах 5÷20 ДаПа (мм. вод. ст.). Стальные короба 36 печи и копильника, во избежание подутия, коробления, армированы вертикальными 55 и горизонтальными 56 швеллерами №12 фиг. 2, 10.
Печь имеет копильник, образованный огнеупорными наружными боковыми 57, передней 58 и задней 59 торцевыми стенками, ванну 60, ограниченную подом 61, сводом 14 и стенками, три сливные летки 62 и газоход 63, причем сварной каркас 64 копильника имеет верхний слой 65 из муллитокремнеземистого рулонного материала МКРР-130, шесть рядов 66, выложеных из легковесного шамотного кирпича ШЛ-0,6 а также четырех слоев 67 из муллитокремнеземистого рулонного материала МКРР-130, уложенных между рядами 66 легковесного кирпича. Подовые блоки КС-95 поз. 68 копильника уложены на четыре слоя муллитокремнеземистого рулонного материала МКРР-130 69 и подбивку 70 из сухого кварцевого песка. Теплоизоляция, состоящая из верхнего слоя 65 муллитокремнеземистого рулонного материала МКРР-130, шести рядов 66 легковесного шамотного кирпича ШЛ-0,6, четырех слоев 67 из муллитокремнеземистого рулонного материала МКРР-130, уложенных между рядами легковесного шамотного кирпича позволяет сохранять температуру металла в ванне 60 копильника, а подовые блоки КС-95 поз. 68, уложенные на четыре слоя муллитокремнеземистого рулонного материала МКРР-130 поз. 69 и подбивку 70 из сухого кварцевого песка, имеют высокую огнеупорность и стойкость и позволяют увеличить срок службы копильника.
В своде 14 копильника наклонно под углом 55° к подине 61 установлены две инжекционные тринадцати смесительные горелки 39 высокого давления такие же, как и установленные в печи фиг. 8, 14.
Копильник имеет в боковой стене шлаковое окно 71, которое снабжено точно таким же приводом подъема и опускания заслонки шлакового окна печи и состоит из электродвигателя 27, муфты 28, червячного редуктора 29, барабана 30, тросов 31, шкива 32 с опорами 33 и стальной сварной заслонки 34, футерованной легковесным шамотным кирпичом марки ШЛ-0,6 с теплоизоляцией из двойного муллитокремнеземистого рулонного материала МКРР-130 поз. 35 фиг. 9, 14.
К каждой шлаковой заслонке 34 приварены две ручки (на фиг. 9 изображена ручка, но не обозначена). Заслонка 34 шлакового окна 71 опирается на уголок 72, который приварен к вертикальному швеллеру 55. Шлаковое окно 71 имеет арочный свод 73, газоход 63 также имеет арочный свод 73 фиг. 9.
При этом печь имеет в копильнике три стальные футерованные поворотные чаши 74, установленные на кронштейнах 75, приваренных к каркасу 64 копильника, которые поворачиваются с приваренными к чашам стальными футерованными поворотными желобами 76, что позволяет последовательно разливать жидкий металл из копильника в разливочное оборудование, расположенное в секторе обслуживания с углом 130°.
В проем передней торцевой стенке копильника 58 входит желоб 77, по которому жидкий металл из печи течет в копильник и накапливается в нем.
Следует отметить, что три летки 62 в копильнике выполнены в быстросменных леточных кирпичах 78, при этом каждый фиксируется в стальном захвате 79, и имеет внутри малый леточный кирпич 80, причем стальной захват 79 крепится гайками (не показано) и пружинными шайбами (не показано) к шпилькам (не показано), приваренным к стальному коробу 36 копильника, внизу к футерованной поворотной чаше 74 приварена втулка 81 и валик 82, который вращается на шарике (не показано), размещенным в стакане, причем последний приварен к кронштейну 75. Такое конструктивное решение обеспечивает легкость вращения, а также возможность замены леточного кирпича без остановки печи (в перерыве между плавками в течение 6-9 минут).
Печь имеет экономайзер, который представляет собой сварную конструкцию, состоящую из 8-ми регистров 83 ∅ 76 мм и длиной 6 метров, изготовленных из нержавеющей стали марки 12Х18Н9Т, опирающихся по торцам на две стальные опоры 84, к которым приварены пустотелые цапфы 85 от которых в радиальном направлении расходятся трубы, один конец которых приварен к цапфе 85, а второй к регистру 83, при этом к одной цапфе подводится холодная вода 86, а из второй выходит горячая 87, причем экономайзер помещен в общий расширенный боров 88 печи и копильника, выложенный из полуторного 89 кирпича ША-1 №12 и перекрытый огнеупорными плитами 90. Общий расширенный боров 88 имеет утепление из огнеупорного войлока 91 и опирается на 8 стальных опор 92, которые имеют внизу приваренные стальные пластины 93, закрепленные в бетонном полу литейного цеха фундаментными болтами 94 фиг. 11. Холодная вода 86 под давлением 2 ати подается в экономайзер и нагревается в экономайзере теплом дымовых газов, отходящих по общему борову 95 из печи и копильника. Огнеупорный войлок 91 закреплен хомутами 96, болтами 97 и гайками (не показаны). Регистры 83 в средней части, во избежании сильного прогиба, опираются на стальные опоры 98. Кладка общего борова 95 и общего расширенного борова 88 выполнена на стальной плите 99, которая сверху имеет теплоизоляцию в виде двух слоев муллитокремнеземистого рулонного материала МКРР-130 100. Экономайзер позволяет нагревать воду для технологических нужд предприятия.
3
При этом печь выполнена с возможностью работы на естественной и искусственной тяге с системой пылегазоочистки для достижения экологически чистого процесса. Система пылегазоочистки состоит из камеры смешения 101, дымососа ДН-12 поз. 102, пяти секционного блока пылегазоочистки 103. Перед дымососом ДН-12 установлена камера смешения 101, в которой шибер 104 предназначен для регулирования подачи дымовых газов в блок пылегазоочистки, а шибер 105 для процесса смешивания дымовых газов с воздухом цеха. Для нагнетания дымовых газов в пяти секционный блок пылегазоочистки служит дымосос ДН-12 поз. 102. Пылегазоочистной блок 103 системы пылегазоочистки пяти секционный, имеет стальной прямоугольный в сечении корпус 106, который разделен четырьмя стальными перегородками 107 и, в котором размещены пять поворотных загрузочных решеток 108 с отверстиями, имеющие каждая ось поворота 109 с насаженным на конце маховиком 110 фиг. 12, 13. В нижней части корпуса 106 приварены пять входных патрубка 111, в верхней пять выходных 112, кроме того, имеется обслуживающая площадка 113, которая опирается на четыре опоры 114, а также имеет приваренную лестницу 115 и ограждение 116. Выше каждой загрузочной решетки 108 расположен загрузочный патрубок 117. В качестве адсорбента загружается известь «пушонка», активированный уголь, березовый уголь. Отработанный адсорбент и пыль собираются в нижней части корпуса 106. Отработанный адсорбент выгружается шнековым транспортером 118 в тару 119, которая установлена на тележке 120, причем тележка 120 перемещается по рельсам 121 под частью площадки 113. Привод шнекового транспортера состоит из электродвигателя 122, муфты 123, редуктора 124, муфты 125, площадки 126 и шнека (не показан). В верхней части корпуса 106 в каждой секции размещены на 12 подвесках 127 двенадцать матерчатых фильтров 128, которые улавливают пыль из дымовых газов. В верхней части корпуса 106 в каждой секции имеется 4 люка, которые закрываются крышками 129. Люки необходимы для проведения смены матерчатых фильтров, ремонтно-профилактических работ. Для смены матерчатых фильтров, проведения ремонтно-профилактических работ слесари - ремонтники поднимаются по лестнице 130 на площадку 131, которая имеет ограждение 132. Для стряхивания пыли с матерчатых фильтров 128 по трубе 133 и по патрубкам 134 подается с заводской компрессорной станции импульсами (с помощью золотникового отсечного устройства) сжатый воздух под давлением 5-6 ата, при этом пыль с поверхности матерчатых фильтров 128 падает вниз на загрузочные решетки 108 с адсорбентом. Накопленный отработанный адсорбент и пыль выгружается шнековым транспортером 118 в тару 119, размещенную на тележке 120. Периодически 1-2 раза отработанный адсорбент перегружается в машину и увозится в отвал. При этом система пыле газоочистки имеет следующую характеристику: производительность по очищаемому газу 39 800 м/час; толщина каждого слоя адсорбента 0,25 м; степень очистки по фтористому водороду 74%; степень очистки по окиси меди 86%; степень очистки по окиси углерода 93%; степень очистки по окиси азота 87%; степень очистки по окиси алюминия 86%; степень очистки от пыли 84%, температура очищаемого газа от 20 до 80°С.
Существенно отметить, что печь может работать как на искусственной тяге, так и на естественной тяге.
Печь на естественной тяге работает следующим образом. Существенно отметить, что перед работой печи плавильщик металла и сплавов поднимается по лестнице 135 на обслуживающую площадку 136 и открывает шибер 137 на трубе 138, а шиберы 104,105 на камере смешения 101 закрывает. Затыкают летки 62, нагревают изложницы на конвейерах 139, 140, а также изложницы 141 для саусов и производят их покраску противопригарной краской. Прокаливают печь в соответствии с технологической инструкцией, в прокаленную печь через рабочие окна 25 с помощью автопогрузчиков, оснащенных мульдами, загружают неразделанный алюминиевый лом с температурой окружающей среды. Через шлаковые окна 26 загружают разделанный и прошедший магнитную сепарацию алюминиевый лом. Пламя шести горелок 39 нагревают лом до температуры плавления. Металл плавится и стекает по желобу 77 на подину 61 копильника. Две горелки 39 копильника поддерживают температуру жидкого металла в копильнике. Раскаленные дымовые газы входят в боров печи 142, а затем в общий боров печи и копильника 95, одновременно раскаленные дымовые газы входят из копильника в боров копильника 143, а затем в общий боров печи и копильника 95, нагревают в экономайзере 144 холодную воду, далее по трубе 138 удаляются в дымовую трубу 145 и в атмосферу. В процессе плавки включают при необходимости четыре, пять, шесть, горелок. Все горелки включаются для достижения высокой производительности печи, т.е. обеспечения форсированного режима плавки. В процессе плавки на подине печи 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 подины в шлаковню. Жидкий металл в копильнике обрабатывается флюсом, при необходимости вводятся лигатуры, металл тщательно перемешивается, плавильщики открывают три летки 62 копильника и производят разливку сплава в изложницы конвейеров 139, 140 и изложницы 141 саусов. После разливки металла затыкают летки 62, чистят подину печи и подину 61 копильника от шлака и процесс повторяется. Печь на искусственной тяге работает следующим образом. Перед началом работы печи плавильщик металла и сплавов поднимается по лестнице 135 на обслуживающую площадку 136, закрывает шибер 137 на трубе 138 и открывает шиберы 104 и 105 на камере смешения 101. На каждую загрузочную решетку 108 в каждый загрузочный патрубок 117 загружается свежий адсорбент (активированный уголь 5 кг, селикагель 3 кг, березовый уголь 5 кг и известь «пушонка» в количестве 20 кг.). Включается система пыле газоочистки. Операции, проводимые на печи, такие же, как и при работе печи на естественной тяге. Дымовые газы, выделяющиеся при плавке металла в печи проходят общий боров печи и копильника 95, нагревают в экономайзере 144 холодную воду, проходят через камеру смешения 101 разбавляются свежим воздухом цеха, температура их падает с 950-1050°С до 160-170°С. Далее дымососом 102 дымовые газы нагнетаются в пылегазоочистной блок 103, где происходит их очистка от вредных веществ и пыли. При прохождении дымовыми газами слоя адсорбента образуется «кипящий слой», в котором интенсивно очищаются дымовые газы от вредных веществ. Затем очищенные дымовые газы подаются по трубе 146 в дымовую трубу 145 и, далее, выбрасываются в атмосферу. После разливки жидкого металла затыкают летки, чистят подины печи и подину 61 копильника от шлака и процесс повторяется. Следует отметить, что разливочные конвейеры 139, 140 для удобства слива жидкого металла расположены в траншеях 147.
Предложенная печь отличается простотой конструкции, высокой производительностью, хорошей теплоизоляцией, малыми потерями тепла, наличием копильника, экономайзера и может работать на естественной и искусственной тяге с системой пыле газоочистки, что делает процесс переплава алюминиевых ломов экологически чистым.