Устройство для переработки металлоотходов

 

Использование: изобретение относится к переработке металлоотходов, в том числе загрязненных органическими веществами, стружки, порошков, выделенных из отходов шлифования, металлургических шлаков. Сущность: в устройстве, содержащем охваченный нагревателем вертикальный корпус в виде трубы с открытыми верхним и нижним основаниями, перекрытыми верхней и нижней прослойками инертного зернистого материала, решеткой на нижнем основании и затвором, удерживающим нижнюю прослойку, вертикальный корпус размещен в охватывающей его емкости с песочным затвором на нижнем основании, перекрывающим нижнее основание вертикального корпуса, и леткой с затвором для удаления песка и жидкого металла, при этом решетка выполнена с подпятником в ее центре, перекрывающим летку, а верхняя прослойка выполнена в виде дисперсного клапана с корпусом, погруженным в песочный затвор, выполненный разъемным в виде вводимых в корпус кольца, повешенного под верхним основанием вертикального корпуса, патрубка с фланцем, установленным на этом кольце с образованием между ним и корпусом зазора, заполненного песком, при этом нагреватель выполнен в виде индуктора, а вертикальный корпус выполнен конусообразным с верхним большим основанием. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к технике переработке металлоотходов, в том числе загрязненных органическими веществами, стружки, порошков, выделенных из отходов шлифования, металлургических шлаков, насыщенных газами /водородом, хлором/, например так называемых корольков, образующихся при флюсовой плавке отходов алюминия, и может найти применение в металлургии.

Известно устройство для переработке металлоотходов, в частности маслосодержащих отходов в виде стружки, включающее охваченный нагревателем вертикальный корпус в виде трубы с открытыми верхним и нижним основаниями, перекрытыми верхней и нижней прослойками инертного зернистого материала, решеткой на нижнем основании и затвором, удерживающим нижнюю прослойку зернистого материала, согласно авт. свид. СССР N 1475281, F 26 B 3/347, B 22 F 9/04 от 5.11.1986 /прототип/.

Недостаток устройства в том, что в случае нагрева металлоотходов последовательно до их спекания и затем переплава при удалении нижней прослойки зернистого материала одновременно с ним удаляется и жидкий металл, который при быстром застывании в форме оказывается, во-первых, засоренным зернистым материалом, а во-вторых, образующийся слиток представляет собой бесформенный кусок металла, годный лишь для повторного переплава в обычных печах. Кроме того, зернистый материал верхней прослойки попадает в шлак, и после просева этого шлака, зернистый материал имеет непредсказуемый состав и даже теряет сыпучесть при нагреве. В ходе самой плавки из-за наличия верхней просслойки, лежащей непосредственно на слое металлоотходов, сложно осуществить механическое перемешивание и уплотнение шихты, что ведет к повышенному шлакообразованию и увеличению содержания остатков металла в шлаке. Конечно, верхняя прослойка зернистого материала может быть выполнена из флюса, но тогда шлак по мере остывания может оказаться сцементированным застывшим флюсом, что усложняет его переработку. В то же время для проведения термообработки отходов с целью получения конечного продукта важно иметь нагреватель, надежно работающий при температуре 1200-1400^oC, в отличие от нихромового нагревателя. Конструкция вертикального корпуса должна позволить выполнить его без применения сварки, например из чугуна либо керамики, а также легко удалить из него спеки, застывший шлак и даже так называемый "козел" в виде застывшего металла и шлака, что иногда случается в металлургической практике, например, при внезапном отключении электроэнергии.

Цель изобретения: повышение эффективности более глубокой переработки металлоотходов, а именно переработки до конечного продукта в виде слитков металла, с устранением указанных недостатков.

Поставленная цель достигается в устройстве для переработки металлоотходов, включающем охваченный нагревателем вертикальный корпус в виде трубы с открытыми верхним и нижним основаниями, перекрытыми верхней и нижней прослойками инертного зернистого материала и решеткой на нижнем основании, отличающемся тем, что вертикальный корпус размещен в дополнительной, охватывающей его емкости с песочным затвором на нижнем основании, перекрывающим нижнее основание вертикального корпуса, и леткой с затвором для удаления песка и жидкого металла, при этом решетка снабжена подпятником в ее центре, перекрывающим летку, а верхняя прослойка выполнена в виде дисперсного клапана с корпусом, погруженным в песочный затвор, собранный из разъемных частей, вводимых в корпус, а именно кольца, подвешенного под верхним основанием вертикального корпуса, патрубка с фланцем, установленным на этом кольце, с образованием между ним и корпусом зазора, заполненного песком.

Кроме того, нагреватель выполнен в виде индуктора.

Кроме того, вертикальный корпус выполнен под корпусом с верхним большим основанием.

На чертеже 1 изображено устройство для переработки металлоотходов.

Устройство на чертеже содержит вертикальный корпус 1 в виде трубы с открытыми верхним и нижним основаниями, дисперсный клапан 2, песочный затвор 3, перекрывающие верхнее основание корпуса 1. Песочный затвор 3 создан в кольцевом зазоре, образованном съемным кольцом 4, установленным внутри корпуса 1, патрубком 5 с нижним основанием в виде фланца, размещенным на кольце 4, и внутренней поверхностью корпуса 1. В этот зазор вставлен корпус 6 дисперсного клапана 2. Нижнее основание корпуса 1 перекрыто решеткой с подпятником 7, закрепленной штифтами. Корпус 1 с отходами 8 установлен внутри дополнительной емкости 9, охваченной нагревателем-индуктором 10, на слое песка 11, с погружением нижнего основания в этот песок. По центру емкости 9, под подпятником решетки 7, размещена летка 12 для выпуска песка 11 и жидкого металла 13, перекрываемая передвижным затвором 14, под которой установлен перемещающийся желоб 15 для сбора песка 11 /в частном случае он может служить одновременно и формой для разлива металла/ и форма 16 для формирования слитка, установленная на тележке 17. Вертикальный корпус 1 снабжен поручнями 18 для его подъема и опускания. Емкость 9 перекрывается крышкой 19 с центральным отверстием над дисперсным клапаном 2. Дисперсный клапан 2 имеет также песочный затвор 20, в случае необходимости отвода паров жидких органических веществ, выделенных из отходов в ходе их нагрева, на конденсацию в холодильнике, без их дожигания.

Приведенное на чертеже 1 устройство работает следующим образом.

Нижнее основание корпуса 1 перекрывается решеткой с подпятником 7. Затем в корпусе 1 устанавливается кольцо 4 /в частном случае, если корпус 1 технически сложно выполнить под конус, кольцо 4 в нем подвешивается/, на кольцо 4 устанавливается патрубок 5 с фланцем на нижнем основании, и зазор между боковыми поверхностями корпуса 1 и патрубка 5 засыпается зернистым материалом 3. Затем корпус 1 устанавливается в емкость 9 на слой песка 11 с подсыпкой вокруг его наружной поверхности над нижним его основанием. Более того, если решетка с подпятником 7 выполнена из металла, который при длительном контакте растворяется в жидком металле, например, в алюминии, то и над ней подсыпается слой песка 11. Материал слоя 11 выбирают таковым, чтобы он не смачивался жидким металлом и не всплывал в нем. Например, в случае переплава латунной стружки в качестве песка 11 использовали фракцию 0,3 0,63 мм частиц, выделенных из шлака, образующегося в ходе плавки. Эта фракция сохраняла свою сыпучесть и надежно удерживала жидкий металл.

Далее в корпус 1 загружаются металлоотходы 8, и в песочный затвор 3 вставляется корпус 6 дисперсного клапана 2 /со слоем зернистого материала, размещенного на газораспределительной решетке/. устанавливается крышка 19. Включается индуктор 10. Если корпус 1 токопроводящий, то происходит его индукционный разогрев до максимально допустимой температуры наиболее нагретой его части, в контакте с которой находится термопара. Если корпус 1 керамический и непроводящий ток, то внутри его вместе с дисперсными металлоотходами 8 помещают кусковой металлолом, от нагрева которого прогревались и дисперсные металлоотходы 8. По мере нагрева последние спекаются с возрастанием их тепло- и электропроводности, а затем переплавляются с образованием ванны из жидкого металла 13, шлаком и спеком на его зеркале. В процессе плавки возможно удаление крышки 19 и дисперсного клапана 2 с догрузкой отходов 8 в корпус 1, их механической утрамбовкой, перемешиванием металла и шлака. Затем дисперсный клапан 2 и крышка 19 устанавливаются на прежние места. После завершения плавки затвор 14 открывается, зернистый материал 11 высыпается в желоб 15, образуя конус под углом его естественного откоса. Однако жидкий металл 13 не стекает, поскольку конус перекрыт подпятником решетки 7. Желоб 15 убирают. Вновь снимается крышка 19, корпус 1 слегка поднимается электротельфером за поручни 18, и жидкий металл 13 стекает в форму 16.

После разлива жидкого металла корпус 1 удаляется из емкости 9. В случае наличия в нем легко возгораемого шлака, например, образующегося при переработке алюминиевых отходов, либо спекания пирофорных металлических порошков корпус 1 устанавливается на слое песка и охлаждается, а в это время в емкость 1 вставляется другой вертикальный корпус с отходами 8. После охлаждения корпус 1 переворачивается, и из него ударом со стороны нижнего основания выбиваются и шлак и спек, причем выполнение корпуса в виде конуса упрощало его разгрузку. В процессе переработки промасленной стружки над клапаном 2 по центру крышки 19 горел факел. Однако пары масла можно отводить в конденсатор через специальный патрубок, вставляемый в песочный затвор 20 дисперсного клапана 2.

Установка вертикального корпуса в дополнительную охватывающую его емкость, на нижнем основании которой размещены песочный затвор, летка и под ней запорное устройство /механический затвор/, а также решетки на нижнем основании корпуса с подпятником, перекрывающим вместе с песочным затвором летку, и выполнение при этом корпуса под конус с затвором, перекрывающим его верхнее основание, выполненным из съемных частей, размещенных внутри корпуса, в виде кольца, патрубка с фланцем, установленным на этом кольце, с образованием между ним и корпусом зазора, заполненного зернистым материалом, и дисперсного клапана с корпусом, погруженным в этот материал, обеспечивают простое раздельное удаление песка и металла, с разливом последнего в форму, переработку отходов без доступа воздуха в герметичном корпусе, изготовленном из любого жаропрочного материала, а также удаление шлака и спеков через большее основание конического корпуса /после удаления перекрывающего его затвора/.

Кроме того, выполнение нагревателя в виде индуктора позволяет расширить температурный диапазон переработки.

Формула изобретения

1. Устройство для переработки металлоотходов, содержащее охваченный нагревателем вертикальный корпус в виде трубы с открытыми верхним и нижним основаниями, перекрытыми верхней и нижней прослойками инертного зернистого материала и решеткой на нижнем основании, отличающееся тем, что вертикальный корпус размещен в дополнительной охватывающей его емкости с песочным затвором на нижнем основании, перекрывающем нижнее основание вертикального корпуса, и леткой с затвором для удаления песка и жидкого металла, при этом решетка выполнена с подпятником в ее центре, перекрывающим летку, а верхняя прослойка выполнена в виде дисперсного клапана, корпус которого погружен в песочный затвор, выполненный разъемным в виде вводимых в корпус кольца, подвешенного под верхним основанием вертикального корпуса, патрубка с фланцем, установленным на этом кольце с образованием между ним и корпусом зазора, заполненного песком.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что нагреватель выполнен в виде индуктора.

3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что вертикальный корпус выполнен конусообразным с верхним большим основанием.

РИСУНКИ

Рисунок 1