close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY3717

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(19)
BY (11) 3717
(13)
C1
7
(51) C 22C 1/02
(12)
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ
КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ
(54)
СПОСОБ ВЫПЛАВКИ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ
(21) Номер заявки: a 19990210
(22) 1999.03.03
(46) 2000.12.30
(71) Заявитель: Общество
с
ограниченной
ответственностью
научно-производственная
фирма "Металлон" (BY)
(72) Авторы: Леках С.Н., Трибушевский В.Л.,
Шейнерт В.А., Шуранков С.Е. (BY)
(73) Патентообладатель: Общество с ограниченной
ответственностью
научно-производственная
фирма "Металлон" (BY)
(57)
1. Способ выплавки алюминиевых сплавов из окисленных отходов, включающий загрузку металлошихты
и флюсов во вращающуюся печь, расплавление и отделение металла от шлака, отличающийся тем, что
процесс выплавки осуществляют в две стадии, при этом на первой стадии с металлошихтой загружают 4070 % общей массы флюса и нагрев ведут до образования жидкого «бассейна» при скорости вращения 0,3-1,0
об/мин, на второй стадии загружают оставшуюся часть флюса и отделение металла от шлака проводят при
скорости вращения 5,1-10,0 об/мин.
BY 3717 C1
(56)
1. Шкляр С. Печи вторичной металлургии. - М.: Металлургиздат, 1987. - С. 25, 110, 72-78.
2. JP 09194960 А, 1997.
3. JP 10226830 А, 1998.
4. EP 0 756 014 A1, 1995.
5. US 4 337 929 A, 1982.
Изобретение относится к литейно-металлургическому производству, а именно к способам выплавки алюминиевых сплавов из окисленных отходов.
Известны способы выплавки вторичных алюминиевых сплавов в стационарных пламенных и электрических печах (электросопротивления и индукционных) [1]. Данные способы включают операции загрузки металлошихты, флюсов, расплавление, перегрев и доводку сплавов до требуемого химического состава. Данные способы плавки и печи неплохо себя зарекомендовали при получении сплавов из качественной кусковой
шихты.
Однако при использовании мелкой и окисленной шихты, загрязненной примесями, такой как, например,
стружки, шлаков и съемов печей, известные способы обнаруживают ряд существенных недостатков:
резко снижается производительность печей и удлиняется цикл плавки, соответственно растут удельные
энергозатраты;
уменьшается металлургический выход годного, равный отношению массы полученного сплава к массе
(нетто, за вычетом загрязняющих примесей) отходов.
Наиболее близким к заявляемому является способ выплавки алюминиевых сплавов из отходов во вращающейся пламенной печи [2]. Указанный способ включает загрузку шихтовых материалов совместно с
флюсами в печь, одновременный разогрев шихты и ее перемешивание за счет вращения, при скорости вращения 0-5 об/мин.
BY 3717 C1
Конструкция печи имеет вид футерованного цилиндра с горизонтальной осью вращения. С одной торцевой стороны через отверстие производится загрузка шихты и затем подводится горелочный щит, с другой
осуществляется отбор печных газов.
Использование данного способа плавки во вращающейся печи позволяет интенсифицировать теплообмен
при нагреве дисперсных материалов, тем самым сократить длительность плавки и удельный расход энергоносителей (жидких или газообразных). Вместе с тем при использовании в качестве шихты окисленных и
дисперсных отходов, таких как мелкая стружка и печные шлаки, содержащие до 30-60 % окислов алюминия,
данный способ выплавки не обеспечивает высокого металлургического выхода годного, а также требует
большого расхода дорогостоящих флюсов. Это в свою очередь влечет рост энергопотребления и ухудшение
экологических показателей плавки (увеличение выбросов хлористых соединений).
Задача изобретения заключается в повышении металлургического выхода алюминиевых сплавов из окисленных отходов, а также сокращении длительности плавки и удельного расхода энергоносителей.
Указанная задача решается путем реализации совокупности следующих режимов плавки во вращающейся печи. Шихту загружают в печь совместно с 40-70 % флюса и нагревают до расплавления при скорости
вращения 0,3-1,0 об/мин, далее при образовании жидкого «бассейна» вводят оставшуюся часть флюса, осуществляют перегрев и отделение расплава от шлака при скорости вращения 5,1-10,0 об/мин.
Двухстадийный режим плавки позволяет:
на 1-ой стадии интенсифицировать теплообмен в печи при использовании низкотеплопроводной в слое
окисленной шихты. Нижний предел скорости вращения печи (0,3 об/мин) определяется из необходимости
выравнивания температурного поля в слое шихты (устранение объемов перегретого и недогретого металла и
флюса). Верхний предел 1,0 об/мин ограничен условием достижения температурной однородности и возможных возникающих проблем с нарушенной стойкостью футеровки от удара кусков шихты, т.е. возникновением элементов, так называемого, каскадного режима при больших скоростях вращения, когда куски шихты сцепляясь с футеровкой и шихтовым слоем могут подниматься на определенную высоту и падать на
футеровку печи. Использование части позволяет ассимилировать (растворить) в нем окислы алюминия, расположенным на поверхности шихты. Меньшее количество (40 %) относится к переплаву шихты с меньшей
удельной поверхностью (например, кусковых шлаков и съемов), большее (70 %) - при переработке дисперсных отходов (например, мелкой стружки). Вращение печи со скоростью 0,3-1,0 об/мин позволяет по сравнению со стационарной плавкой в неподвижных печах увеличить в 1,5-2,5 раза скорость нагрева окисленной
шихты и ее плавление, соответственно снизить удельный расход энергоносителей.
На второй стадии после образования жидкого бассейна, т.е. частичного плавления шихты, предложено
ввести оставшуюся часть флюса и увеличить скорость вращения до 5,1-10,0 об/мин. Это позволяет за счет интенсивного перемешивания флюса с каплями жидкого алюминия, окруженных оболочкой окисла алюминия,
произвести эффективное отделение металла от шлака и повысить металлургический выход сплавов за минимальное время. Решение этой задачи важно при плавке алюминиевых сплавов, поскольку увеличение длительности плавки приводит к вторичному окислению алюминия в атмосфере печи, скорость данного негативного процесса пропорциональна длительности плавки, температуре и удельной поверхности шихты.
Нижний предел скорости перемешивания на второй стадии (5,1 об/мин) определяется из необходимости
реализации процесса растворения оксидов алюминия во флюсе. Превышение верхнего предела (10,0 об/мин)
не приводит к заметному росту полезного эффекта, однако при этом возможны вибрация массивного оборудования, приводящая к повышенным силовым нагрузкам на элементы печи и фундамента.
Все вышеописанное, а именно предложенный способ плавки, реализуемый в роторной печи специальной
конструкции, позволяет решить поставленную задачу повышения металлургического выхода алюминиевых
сплавов из окисленных отходов при уменьшении длительности плавки и соответственно расходе энергоносителей. Указанные параметры являются важнейшими технико-экономическими показателями получения
вторичных алюминиевых сплавов из окисленных отходов.
Результаты сравнительных испытаний.
Испытания проводились при использовании окисленной шихты, состоящей из шлаков и съемов алюминиевого производства, а также стружки. Плавка осуществлялась в печи известной конструкции, имеющей
вид цилиндра с горизонтальной осью вращения по известному способу с постоянной (3 об/мин) скоростью
вращения, при расходе флюса на основе хлоридных солей в количестве 10 % от металлозавалки. Емкость
печи – 0,6 т, а также заявляемым 2-х стадийным способом в роторной печи специальной конструкции с той
же емкостью печи. В обоих случаях использовалось одинаковое горелочное устройство, работающее на
жидком топливе (дизельное топливо) мощностью 330 кВт. Общий расход флюсов снижен при плавке заявляемым способом до 5 % от массы металлозавалки на основании результатов предварительных исследований по оптимизации данного параметра при плавке данной шихты.
Результаты экспериментов представлены в табл. 1, 2. В качестве контролируемых параметров определялся металлургический выход алюминиевых сплавов, как отношение массы полученного сплава к массе (нетто) металлошихты, а также общая длительность плавки, от начала плавки до момента выпуска.
2
BY 3717 C1
Как следует из полученных результатов, применение предложенного способа выплавки алюминиевых
сплавов позволяет существенно повысить металлургический выход алюминиевых сплавов из окисленных
отходов, а также сократить длительность плавки.
Таблица 1
Наименование способа плавки
и конструкции печи
МеталлургичеСкорость вращения, об/мин
ский выход спла1 стадия
2 стадия отдевов, %
плавления
ления сплава от
шлака
Длительность
плавки, мин
Известный в печи цилиндрической
формы при постоянной скорости вращения
3,0
3,0
35
90
Заявляемый, в печи предлагаемой конструкции при следующих
пределах:
ниже нижнего
нижний
средний
верхний
выше верхнего
0,1
0,3
0,5
1,0
3,0
3,0
5,1
7,0
10,0
15,0
37
40
45
45
45
70
65
60
55
55
Примечание: в качестве шихты использовались шлаки и съемы от индукционной плавки.
Таблица 2
Наименование способа плавки и конструкции печи
Шихтовый материал
Известный в печи цилиндрической фор- Шлак и съемы
мы при постоянной скорости вращения
и однократной загрузкой флюса
Стружка
Заявляемый способ в печи предлагаемой Шлак
конструкции при средних пределах скоростей вращения
Стружка
Доля, % от общего
количества флюса,
используемого на:
1 стадии
2 стадии
100
-
Государственный патентный комитет Республики Беларусь.
220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.
3
Металлургический выход алюминиевых
сплавов, %
35
100
-
65
20
40
50
50
70
90
80
60
50
50
30
10
40
45
45
75
75
70
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
111 Кб
Теги
by3717, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа