Роторная печь

 

Полезная модель относится к металлургии, предпочтительно к печам для извлечения алюминия свинца, цинка и меди из металлизированных отходов. Печь содержит цилиндроконический корпус с переменным внутренним диаметром, горелку для нагрева печи и заслонку для плотного закрывания открытой стороны. Корпус печи установлен на раме, шарнирно закрепленной на фундаментных элементах, при этом корпус печи выполнен с возможностью отклонения или наклона на различные углы, а роль фундаментного элемента выполняет станина. Поскольку внутренние стенки корпуса печи имеют не постоянный диаметр, печь наклоняется на большой угол для разливки расплавленного металла, так как присутствует сужение, которое действует как порог. Воздух и топливо для горения направляются в горелку через систему гибких шлангов. Система управления работой печи осуществляется с помощью электронной системы по командам оператора - биологическая нейронная сеть. Полезная модель устраняет проблемы, связанные с существующими печами, повышением степени извлечения металла из отходов различных классов.

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
/Показатель переработки различных ломов и отходов алюминия
ПродуктыШлак с 40% металла Кусковой лом с содержанием металла до 90% Стружка замасленная с содержанием металла 80%
1Остаточное содержание металла в шлаке, %прототип 6-10более 6%До 10
полезная модель 2-3%Менее 4%До 5%
2 Расход флюсов, % к весу шихтыпрототип2018-20 25-30
полезная модель 157-10до 20
3 Затраты электроэнергии, квт-час/тпрототип1512 15
полезная модель 8612
4 Инвестиционные затраты на печь емкостью по алюминию 3 т прототип15 млн. руб.
полезная модель 2,5 млн. руб.

Роторная печь, содержащая корпус, имеющий закрытую и открытую стороны, раму, шарнирно закрепленную на фундаментном элементе, при этом рама служит 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 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, отличающаяся тем, что 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, а фундаментным элементом является станина.



 

Наверх