Способ и установка для переплавки алюминиевого скрапа

 

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к переработке алюминиевого скрапа: лома, стружки, фольги. Предложен способ и печная установка для переплавки алюминиевого скрапа. Способ включает подогрев и расплавление в омываемом топочными газами расплаве, при этом подогрев и расплавление скрапа осуществляют в изолированной от топочных газов зоне, непосредственно в загрузочной емкости, нижней частью погруженной в расплав, и в атмосфере инертного газа. Печная установка содержит металлический кожух, загрузочную емкость с входным и выходным отверстием для ввода инертного газа и вывода образующихся газов, футерованную ванну со сводом, состоящую из плавильной камеры и камеры-копителя, разделенных в нижней части перегородкой, нагревательные устройства, летки для слива металла, при этом загрузочная емкость выполнена в виде шахты, проходящей через свод печи, при этом нижняя кромка шахты опущена ниже уровня перегородки, а в верхней части снабжена шлюзовыми затворами и толкателем. Технический результат - повышение производительности процесса переплавки алюминиевого скрапа, повышение КПД печной установки и степени извлечения металла. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Настоящее изобретение относится к цветной металлургии, в частности к переработке алюминиевого скрапа (лома, стружки, фольги и т.п.).

Известна печь [патент Великобритании №1595564, 1981, МПК Р 271 В 3/04] переплавки алюминиевого скрапа, состоящая из двух отделений, в которой загрузочное отделение отделено от плавильного вертикальной перегородкой, погруженной сверху в расплав на неполную глубину. Загрузка скрапа осуществляется через торец печи на скошенную подину и после прогрева скрап сталкивают в расплав.

Недостатками такого типа печей являются низкая производительность переплавки и низкий КПД использования тепла обогревательных устройств из-за повышенных неэффективных затрат энергии на предварительный подогрев загружаемого лома, повышенное окисление и угар металла.

Известна печная установка для извлечения алюминия из его отходов, в которой загрузка скрапа осуществляется через верхний свод печи непосредственно на поверхность расплава [патент Великобритании №2259564, 1991, МПК С 22 В 5/14, С 22 В 9/16]. Печь состоит из футерованной ванны, обогреваемой горючими газами, подающимися над поверхностью расплава. Свод печи снабжен загрузочным люком, через который на поверхность расплава загружается скрап.

Недостатки такой установки - повышенное окисление алюминия газами на поверхности расплава и повышенный угар металла, достигающий более 10%.

Усовершенствование аналогичных установок с загрузкой отходов алюминия в плавильную печь через ее верхний свод отличается применением различных конструкций загрузочных устройств и перегородок внутри ванны печи, регулирующих циркуляцию расплава [заявка Японии №2783752, 1993, МПК 6 С 22 В 21/06; заявка Японии №2961302, 1996, МПК 6 С 22 В 21/00], и обогревающих газов [полезная модель РФ №9515, 1998, MПK 6 F 27 D 1/00].

Наиболее близким аналогом по совокупности существенных признаков и назначению являются способ и печная установка для переплавки алюминиевого скрапа по а.с. SU 1408175 A1, F 27 B 3/04, 07/07/1986. Способ переплавки алюминиевого скрапа включает подогрев и расплавление скрапа в омываемом топочными газами расплаве.

Печная установка для переплавки алюминиевого скрапа содержит металлический кожух, загрузочную емкость с входным и выходным отверстием для ввода инертного газа и вывода образующихся газов, футерованную ванну со сводом, состоящую из плавильной камеры и камеры-копителя, разделенных в нижней части перегородкой, нагревательные устройства и летки для слива металла.

Задачей настоящего изобретения является повышение производительности процесса переплавки алюминиевого скрапа, повышение КПД печной установки и степени извлечения металла и снижение угара до 1-3%.

Техническое решение задачи заключается в том, что в способе переплавки алюминиевого скрапа, включающем его подогрев и расплавление в омываемом топочными газами расплаве, подогрев и расплавление скрапа осуществляют в изолированной от топочных газов зоне, непосредственно в загрузочной емкости, нижней частью погруженной в расплав, и в атмосфере инертного газа.

В качестве инертного газа используют азот или конверторный газ.

Способ осуществляют в печной установке для переплавки алюминиевого скрапа, содержащей металлический кожух, загрузочную емкость с входным и выходным отверстием для ввода инертного газа и вывода образующихся газов, футерованную ванну со сводом, состоящую из плавильной камеры и камеры-копителя, разделенных в нижней части перегородкой, загрузочную емкость, нагревательные устройства летки для слива металла, в которой загрузочная емкость выполнена в виде шахты, проходящей через свод печи, при этом нижняя кромка шахты опущена ниже уровня перегородки, а в верхней части снабжена шлюзовыми затворами и толкателем.

Площадь плавильной камеры в 1,5-2,5 раза больше камеры-копителя.

Перегородка образует разные уровни расплава в камерах, а герметичная емкость размещена в камере с более высоким уровнем расплава.

Установка для переплавки алюминиевой стружки, фольги, банок как в виде прессованных брикетов, так и насыпном виде с малым % угара от 3% (максимум 10%) представлена на фиг. 1, 2 и 3. В существующих печах угар для такого сырья достигает 30%.

На фиг.1 показана печь для переплавки алюминиевого скрапа в разрезе.

На фиг.2 показан разрез печи по А-А.

На фиг.3 показан разрез печи по Б-Б.

Печь состоит из металлического кожуха (1), футерованного огнеупорным материалом (2). Внутри печи имеются две камеры: плавильная камера (3) и камера-копитель (4). В плавильной камере установлена накопительная шахта (5) для скрапа. Плавильная камера (3) и камера-копитель (4) разделены перегородкой (6) с перепускным устройством (7). Каждая камера имеет выпускные летки (8). Горелки (форсунки) монтируются в горелочном блоке (9). Горячие газы от горелок нагревают пространство печи и удаляются через газоход (10).

На фиг.2 показана схема загрузки скрапа через шлюз (1) с вмонтированными заслонками (12) и толкателем (13).

Для обслуживания ванны и зеркала металла в камерах установлена заслонка (14) и механизм ее подъема (15) - фиг.3.

На фиг.3 (продольный разрез по загрузочной емкости) показан клапан избыточного давления (16).

Загрузочная емкость в нижней части выполнена из жаропрочного бетона, армированного металлической конструкцией. Свободные металлические части емкости (17) опираются на кожух печи. При необходимости оголовка (18) может быть быстро заменена.

В оголовке вмонтированы два смотровых окна (19). Над клапаном избыточного давления (16) монтируется зонт (20).

Печь работает следующим образом.

Скрап (фольга, банки или брикеты из них и другой алюминиевый лом) загружается в емкость (5) шлюзованием. Под собственным весом шихта (скрап) вдавливается в расплавленный металл камеры плавления (3). В процессе плавления нет прямого контакта скрапа с кислородом воздуха и продуктами горения топлива. Для увеличения контакта соприкосновения скрапа с расплавленным металлом нижняя часть (шахта) загрузочной емкости может быть выполнена расширяющейся внизу, а для циркуляции расплавленного металла в камере плавления печи монтируется МГД-перемешиватель. Избыток металла в процессе плавления перетекает через перепускное устройство в камеру-копитель (4).

В связи с тем что нижняя часть загрузочной емкости всегда погружена в расплав, образуя гидрозатвор из расплавленного металла, скрап не вступает в контакт с кислородом воздуха и отработанными газами печи, что уменьшает окисляемость алюминия в скрапе.

При плавлении банок нанесенная на них органика от температуры разлагается, а избыточные газы выбрасываются через газоход (10) под колпак на газоочистку. Для создания инертной атмосферы в загрузочную емкость подается инертный газ.

Предложенная печь для переплавки алюминиевой стружки, фольги, банок как в виде прессованных брикетов, так и насыпном виде обеспечивает малый % угара (от 1 до 3%). В существующих печах угар для такого сырья достигает 30%.

Формула изобретения

1. Способ переплавки алюминиевого скрапа, включающий его подогрев и расплавление в омываемом топочными газами расплаве, отличающийся тем, что подогрев и расплавление скрапа осуществляют в изолированной от топочных газов зоне, непосредственно в загрузочной емкости, нижней частью погруженной в расплав, и в атмосфере инертного газа.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве инертного газа используют азот или конверторный газ.

3. Печная установка для переплавки алюминиевого скрапа, содержащая металлический кожух, загрузочную емкость с входным и выходным отверстием для ввода инертного газа и вывода образующихся газов, футерованную ванну со сводом, состоящую из плавильной камеры и камеры-копителя, разделенных в нижней части перегородкой, нагревательные устройства, летки для слива металла, отличающаяся тем, что загрузочная емкость выполнена в виде шахты, проходящей через свод печи, при этом нижняя кромка шахты опущена ниже уровня перегородки, а в верхней части снабжена шлюзовыми затворами и толкателем.

4. Печная установка по п.3, отличающаяся тем, что площадь плавильной камеры в 1,5-2,5 раза больше камеры-копителя.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3