Обертова плавильна піч

Описуваний передбачуваний винахід належить до кольорової металургії, зокрема до плавильних агрегатів для переплаву брухту і відходів кольорових металів і може бути використаний у вторинній кольоровій металургії. Відома обертова плавильна піч, що містить футерований барабан із завантажувальним і газовідвідним вікнами, розташованими з протилежних торців барабана, приводні й опорні ролики і привод (Шкляр М.С., Печі вторинної кольорової металургії. - М.; Металургія, 1987). Недоліком цієї печі є недостатня продуктивність, обумовлена відсутністю можливості безупинної виплавки металу. Відомий також пристрій для безокисного розливу металу, що складається з тороїдального порожнього розливного колеса з встановленими в ньому зливальними патрубками, що занурюються у виливниці нижче рівня металу, що розливається, і переміщається разом з ними синхронно з однаковою лінійною швидкістю. Окислювання металу при цьому мінімально (Проспект фірми «Реметалл» Aluminium smelter and refinery. Equipment and technology. Remetal S.A.- 1996, стор.12). Недоліком цього пристрою є його конструктивна складність, а також необхідність додаткової передачі металу з печі по розливному жолобу. Відома також обертова плавильна піч, яка містить футерований обертовий барабан із закритим днищем, що утворює плавильну камеру, з розташуванням в іншому торці барабана газових пальників, і сполученого газовідвідного і завантажувального вікна. У днищі барабана, рівномірно по вільній поверхні, установлені вигнуті канали, устя яких сполучаються з плавильною камерою, а вихідні отвори - з єдиним спільним зливальним патрубком, встановленим співвісно з футерованим барабаном (Патент України №50571 А, МПК F27B7/10, Обертова плавильна піч). Ця піч, як найбільш близька по технічній сутності, прийнята як прототип. Недоліком цієї печі є її конструктивна складність, неможливість здійснення безупинного циклу виплавки металу у випадку роздільного розташування газовідвідного вікна у днищі обертового барабана роздільно від завантажувального вікна, тому що єдиний спільний зливальний патрубок розташований співвісно плавильній камері, а також неможливість здійснення безокисного розливу металу без додаткового використання спеціального устаткування. В основу винаходу поставлена задача розробити таку конструкцію обертової плавильної печі, що дозволить здійснити безокисний і безупинний розлив металу і підвищити продуктивність печі з роздільним розташуванням завантажувального і газовідвідного вікна в протилежних торцях барабана за рахунок забезпечення можливості безупинної виплавки металу. Поставлена задача досягається завдяки тому, що в обертовій плавильній печі, яка містить футерований обертовий барабан, що утворює плавильну камеру з завантажувальним і газовідвідним вікнами і днищем, у якому на окремих секторах із зовнішньої сторони його вільної поверхні рівномірно установлені вигнуті зливальні канали, устя яких сполучаються з плавильною камерою, а вихідні отвори - зі зливальним патрубком, вигнуті канали виконані на периферійних ділянках днища, між вигнутими каналами в середній частині днища розташований газовідвідний патрубок, по периметру якого з зовнішньої сторони виконано стільки зливальних патрубків, скільки є вигнутих каналів, вихідний отвір кожного вигнутого каналу з'єднано зі своїм окремим зливальним патрубком, самі вигнуті канали виконані таким чином, щоб при розташуванні устя каналу в плавильній камері нижче рівня розплаву його зливальний патрубок із зовнішньої сторони днища був ви ще цього рівня, а зливальні патрубки додатково мають знімні наконечники, які встановлені радіальне з можливістю занурення в виливницю розливного конвеєра нижче встановленого у ній рівня металу, що розливається, і переміщення з виливницею погоджено з однаковою лінійною швидкістю. Причому сусідні сектори днища, з розташованими в них вигнутими каналами, частково перекривають один одного. Безупинний процес виплавки металу забезпечується за рахунок того, що зливальні патрубки виконані за периметром газовідвідного патрубка печі таким чином, щоб при розташуванні устя вигн утого каналу нижче встановленого рівня металу в плавильній камері його зливальний патрубок завжди перебував вище цього рівня. Безокисний розлив металу досягається за рахунок того, що змінні наконечники зливальних патрубків установлені радіальне з можливістю занурення в виливницю розливного конвеєра нижче встановленого у ній рівня металу, що розливається, і переміщення разом з виливницею погоджено з однаковою лінійною швидкістю. При цьому вільний об'єм внутрішньої порожнини кожного вигнутого каналу, розташований нижче встановленого рівня рідкого металу в плавильній камері, дорівнює необхідному об'єму металу однієї чушки в виливниці розливного конвеєра. Технічна сутність і принцип дії запропонованого пристрою пояснюються кресленнями: фіг.1- загальний вид печі (розріз по А-А); фіг.2- розріз по Б-Б. Запропонована обертова плавильна піч містить барабанний футерований кожух 1, встановлений з можливістю обертання навколо своєї осі, днище 2 з газовідвідним патрубком 3 і вигнутими каналами 4, опорні ролики 5, газовідвідний канал 6 і привод (на кресленнях не показаний). Внутрішня футерована поверхня кожуха утворить плавильну камеру 7 (із встановленим оптимальним рівнем рідкого металу), що плавно переходить у відкриту горловину 8 із заслінкою 9 і газовим пальником 10. Горловина 8 плавильної камери 7 розташована з можливістю виконання різних те хнологічних операцій за допомогою мульдозавалочної машини (на кресленнях не показана). З зовнішньої сторони кожуха 1 розташовані сталеві бандажі 11, якими він спирається на сталеві опорні ролики 5. У днищі 2 на окремих секторах його вільної поверхні за периметром газовідвідного патрубка 3 виконані вигнуті канали 4, устя 12 яких з'єднані з плавильною камерою 7, а вихідні отвори 13 із зовнішньої сторони днища 2 з'єднані зі зливальними патрубками 14 і наконечниками 15. Число зливальних патрубків 14 відповідає числу вигн ути х каналів 4, а самі канали виконані так, щоб при розташуванні устя 12 вигнутого каналу 4 нижче встановленого рівні рідкого металу в плавильній камері 7, його зливальний патрубок 14 із зовнішньої сторони днища 2 завжди був ви ще цього рівня. Причому вільний об'єм внутрішньої порожнини кожного вигнутого каналу 4, розташований нижче встановленого рівня рідкого металу в плавильній камері дорівнював необхідному об'єму металу однієї чушки, що відпивається. Змінні наконечники 15 зливальних патрубків 14 установлені радіальне з можливістю занурення в виливницю 16 розливного конвеєра 17 нижче встановленого у ній рівня металу, що розливається, і переміщення разом з виливницею погоджено з однаковою лінійною швидкістю. З метою збільшення швидкості розливу металу, число вигн ути х каналів у днищі 2 повинне бути по можливості більшим. Для цього сусідні сектори на днищі 2 , у яких розташовані окремі вигнуті канали 4, частково перекривають один одного. В устях 12 вигн ути х каналів 4 на виході з плавильної камери 7 установлені змінні керамічні фільтри 18, для заміни яких у ви гнутих каналах 4 передбачені спеціальні вікна з кришками 19. Запропонована обертова плавильна піч працює в такий спосіб. Завантаження підготовленої усередненої шихти з відомим хімічним составом роблять через горловину 8 плавильної камери 7. Плавка шихти в плавильній камері здійснюється від тепла газового пальника 10, встановленого в заслінці 9. Наплавлення рідкої ванни до встановленого рівня рідкого металу в плавильній камері 7 виробляється шляхом обертання печі по стрілці годинника. При цьому витікання металу через зливальні патрубки 14 не відбувається, тому що метал у вигн утих каналах 4 не піднімається вище встановленого рівня металу в плавильній камері 7 і не досягає зливальних патрубків 14. Очищення плавильної камери 7 від залізних прироблень і охолодів у разі потреби виробляється за допомогою шкребка і мульдозавалочної машини через горловину 8. Подальша плавка металу і підтримка в плавильній камері його встановленого оптимального рівня (у межах допуску) роблять одночасно з випуском (розливом) металу з печі. Для цього напрямок обертання плавильної камери 7 змінюють на протилежне, піч обертають проти стрілки годинника і в міру опускання устя 12 одного з вигнутих каналів 4 нижче встановленого рівня металу в плавильній камері 7, рідкий метал проходить керамічний фільтр 18 і заповнює визначений об'єм цього вигнутого каналу. При подальшому обертанні даного вигнутого каналу метал, що знаходиться в ньому, піднімається вище вихідного отвору 13, переливається в зливальний патрубок 14 і далі через змінний наконечник 15 надходить у виливницю 16 розливного конвеєра 17. Відбувається розлив однієї порції металу, що одноразово видається. При цьому змінний наконечник 15 занурюється в виливницю 16 нижче рівня металу у ній, запобігаючи тим самим окислювання металу чи зводячи його до мінімуму. Об'єм (маса) однієї порції металу дорівнює об'єму (масі) однієї чушки, що відпивається, (у межах допуску). Потім відбувається занурення в рідкий метал і видача чергової порції металу наступним вигнутим каналом і т.д. Кількість порцій металу видаваних за один оборот печі відповідає кількості вигнутих каналів 4 на днищі 2 печі. Причому швидкість обертання печі і швидкість переміщення розливного конвеєра 17 погодяться між собою таким чином, щоб видача з печі чергової порції металу відбувалася щораз при розташуванні чергової виливниці 16 у зоні розливу металу (під черговим змінним наконечником 15) і припинялася до виходу виливниці з цієї зони. У такий спосіб технологічні процеси виплавки металу, дозування і безокисного розливу сполучені в часі і виробляються безупинно. Для забезпечення працездатності плавильної печі необхідно, щоб при розташуванні устя 12 вигнутого каналу 4 нижче рівня розплаву в плавильній камері його зливальний патрубок 14 із зовнішньої сторони днища був ви ще цього рівня. При недотриманні цієї умови розлив чергової порції металу буде відбуватися до ви ходу з рідкого металу устя 12 відповідного вигнутого каналу 4 (рівень металу у вигн утому каналі в результаті сполучених посудин буде прагнути піднятися вище зливального патрубка) і дозування порцій металу буде порушено. Якщо вільний об'єм внутрішніх порожнин вигнутих каналів 4 не буде дорівнювати об'єму однієї чушки, то дозування буде порушено, і чушки будуть відпиватися нестандартними. У випадку переплаву непідготовленої шихти з невідомим хімічним складом, що вимагає після виплавки коректування одержуваного сплаву, піч може працювати в періодичному режимі. Для цього досить напрямок обертання печі в процесі плавки змінити на зворотне (по стрілці годинника). При цьому метал, що заповнив вигнуті канали 4, буде зливатися назад у плавильну камеру 7. Після коректування хімічного складу отриманого сплаву піч починають обертати проти стрілки годинника, метал з вигнути х каналів 4 перетікає в зливальний патрубок 14 і починається розлив металу.