PL230466B1 - Piec do topienia aluminium - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest piec przechylny do topienia aluminium, zwłaszcza złomu aluminiowego o różnej postaci fizycznej i składzie chemicznym, przy pomocy palników gazowych, wyposażony w komorę z wanną na ciekły metal połączoną z szybem załadowczym złomu przeznaczonego do topienia, wyposażony w mechanizm hydrauliczny do przechyłu pieca w celu wylania stopionego wsadu.

Z materiałów reklamowo - handlowych polskiej firmy „REMIX” znany jest przechylny, gazowy piec wannowy do topienia i przetrzymywania aluminium, który składa się z płaskodennej wanny na ciekły metal, umieszczonej w komorze grzewczej, ogrzewanej dwoma palnikami gazowymi umieszczonym na stropie komory z płomieniami skierowanymi pionowo w dół, podtrzymującymi metal w stanie ciekłym, i komory topienia z połączonej z komorą grzewczą, której dno jest pochylone w stronę wanny. Komora topienia od góry wyposażona jest w palnik gazowy przeznaczony do topienia wsadu dostarczanego do komory przez szyb, usytuowany z boku komory topienia.

Po załadowania do komory topienia wsadu w postaci złomu aluminiowego uruchamia się palnik gazowy, z którego płomień skierowany jest bezpośrednio na wsad i rozpoczyna się proces topienia złomu. Topienie następuje od góry stosu złomu, aluminium przechodzi w stan ciekły i zaczyna ściekać ku dołowi po powierzchni jeszcze nie stopionych elementów nagrzewając te elementy. W trakcie procesu topienia temperatura stosu wzrasta i zwiększa się ilość ciekłego metalu, który po pochyłym dnie zaczyna spływać małymi stróżkami do uprzednio rozgrzanej wanny. W trakcie procesu ubytek złomu w komorze topienia uzupełnia się poprzez szyb załadowczy, aż do wypełnienia wanny ciekłym metalem.

W czasie trwania tego procesu zachodzi kilka niekorzystnych zjawisk. Ciekły metal ściekając po wsadzie podgrzewa ten wsad, ale jednocześnie przechodzi z postaci ciekłej w postać stałą i w późniejszej fazie procesu musi być ponownie topiony. W czasie trwania całego procesu zjawisko powtarza się kilka razy od początku topienia górnej warstwy wsadu, aż do jej przemieszczenia się w stanie ciekłym do wanny. Stwierdzono, że bilans energii zużytej na doprowadzenie wsadu do stanu ciekłego i odzyskanie od niego ciepła, do podgrzania jeszcze nie stopionego wsadu, jest niekorzystny. Więcej energii zużywa się na stopienie tej samej ilości wsadu, przez uprzednio stopione od góry i ociekające po stosie części wsadu, co na stopienie tej samej ilości wsadu zimnego, bezpośrednio stopionego przez jednokrotne grzanie i topienie.

Innym niekorzystnym zjawiskiem jest znaczne utlenianie się ciekłego metalu podczas ociekania małych jego drobinek po stosie wsadu, a także podczas przepływu cienkimi stróżkami metalu z komory topienia do wanny zlewowej.

Znany jest także z materiałów reklamowo - handlowych niemieckiej firmy „Striko Melter” piec wannowy do topienia złomu aluminiowego, który składa się z komory grzewczej połączonej z szybem, od dołu wyposażonym w pochyłe dno ze spadem w kierunku wanny, a od góry przyłączonym do instalacji odciągowej gorących spalin z pieca. Komora grzewcza wyposażona jest w dwa palniki gazowe, z których jeden umieszczony jest centralnie na sklepieniu komory grzewczej z płomieniem skierowanym pionowo w dół, a drugi w przewężeniu komory grzewczej w pobliżu okna technologicznego, z płomieniem skierowanym też w dół. Wsad do topienia zadawany jest od góry do szybu, który posiada pochyłe dno, a w miejscu połączenia z wanną posiada szczelinę poziomą usytuowaną powyżej dna wanny.

Po napełnieniu szybu rozkawałkowanym wsadem uruchamia się palniki gazowe w komorze grzewczej. Gorące gazy nagrzewają komorę pieca i przez szczelinę w dolnej części szybu kierują się poprzez stos wsadu do instalacji odciągowej, nagrzewając po drodze ten wsad, aż do temperatury topnienia. Topiony od dołu metal spływa po pochyłym dnie szybu do wanny, jednocześnie stos wsadu, siłą grawitacji, przemieszcza się ku dołowi i topienie odbywa się w sposób ciągły. W miarę potrzeby wsad uzupełnia się w trakcie trwania procesu topienia poprzez górną, otwieraną część szybu.

Ten piec posiada również mankament w postaci utleniania się płaskiej strugi ciekłego metalu podczas jego spływania po pochyłym dnie szybu do wanny.

Ponadto piece z obu przytoczonych przykładów posiadają inną niekorzystną cechę polegającą na tym, że podczas topienia złomu aluminiowego, który w swym składzie często zawiera elementy stalowe, elementy te, nie stopione, opadają na dno wanny zbiorczej z ciekłym aluminium i przebywają tam aż do czasu jej opróżnienia. Wyciąganie elementów stalowych z dużej powierzchni dna wanny jest, dla pracownika wykonującą tę czynność, uciążliwe i niebezpieczne ze względu na wykonywanie jej bezpośrednio przy otwartym oknie technologicznym komory pieca rozgrzanej do temperatury ponad 1000°C.

Przebywanie elementów stalowych na dnie wanny przez cały cykl topienia wsadu i opróżniania wanny może mieć niekorzystny wpływ na skład chemiczny produktu, jaki chcemy uzyskać z danego wytopu.

PL 230 466 Β1

Piec według wynalazku jest piecem przechylnym z ogrzewaniem gazowym i posiada komorę grzewczą z wanną zlewową, z wklęsłym dnem, na ciekły metal, trwale połączoną z szybem na wsad złomu aluminiowego, wyposażonym, od dołu, w zbiornik górny na ciekły metal, o dnie pochylonym od poziomu w dół w stronę wanny, usytuowany na poziomie górnej krawędzi wanny zlewowej i połączony kanałem przelewowym z wanną usytuowaną w komorze grzewczej.

Od góry szybu znajduje się otwór załadowczy z pokrywą a z boku okno rewizyjne, którego dolna krawędź znajduje się na poziomie górnej krawędzi zbiornika górnego.

Po przeciwnej stronie komory grzewczej znajduje się okno technologiczne komory wraz z mechanizmem jego zamykania i otwierania.

Piec wyposażony jest w trzy palniki gazowe generujące płaskie płomienie, usytuowane blisko poziomu lustra metalu w zapełnionej wannie. Jeden palnik umieszczony jest w szybie nad zbiornikiem górnym z ciekłym metalem, i służy do bezpośredniego topienia i ciągłego nagrzewania metalu zalegającego w górnym zbiorniku, drugi palnik umieszczony jest na styku łączenia się zbiornika górnego z wanną zlewową, poprzez kanał przelewowy, a jego płomień jest skierowany na strugę metalu przepływającego z tego zbiornika do wanny, a trzeci, usytuowany w pobliżu okna technologicznego wanny, jest używany tylko w przypadku obniżenia temperatury w komorze grzewczej poniżej temperatury wymaganej.

Przechył pieca dokonywany jest przy pomocy mechanizmu hydraulicznego. Podczas przechyłu następuje opróżnianie pieca z ciekłego aluminium poprzez otwór wylewowy usytuowany z boku pieca, ponad maksymalnym poziomem lustra ciekłego metalu zawartego w wannie.

Po załadowaniu szybu pieca wsadem aluminiowym jego dolna warstwa osiada na dnie zbiornika górnego, płomień pierwszego palnika zaczyna topić metal, który w postaci ciekłej zapełnia ten zbiornik i po osiągnięciu poziomu ponad krawędzią kanału przelewowego, łączącego ten zbiornik z wanną, zaczyna jednym grubym strumieniem przelewać się do wanny zlewowej, przy czym przelew odbywa się w atmosferze płaskiego płomienia podgrzewającego ten strumień, i jednocześnie chroniącego go przed utlenieniem.

Po wypełnieniu po raz pierwszy zbiornika górnego ciekłym metalem proces topienia wsadu w szybie odbywa się samoczynnie, poprzez grawitacyjne osiadanie wsadu w ciekłym metalu ogrzewanym pierwszym palnikiem. Ciepło spalin, generowane przez palniki, kierowane jest do instalacji odciągowej poprzez szyb pieca, dzięki czemu wsad podlega wstępnemu nagrzaniu przez co zmniejsza się zużycie gazu na jego całkowite stopienie, a spaliny po przejściu przez stos wsadu są schłodzone przez co są mniej aktywnie chemiczne i mniej szkodliwe dla środowiska.

Opróżnianie wanny pieca z ciekłego metalu odbywa się przez otwór wylewowy, umieszczony z boku pieca, podczas jego przechyłu realizowanego przy pomocy hydraulicznego mechanizmu przechyłu, w który piec jest wyposażony.

Elementy stalowe, zawarte ewentualnie w złomie aluminium poddanemu topieniu, osiadają na dnie zbiornika górnego, na małej powierzchni, mają krótki kontakt z ciekłym metalem oraz są łatwe do usunięcia przez okno rewizyjne szybu.

Piec według wynalazku uwidoczniony jest w przykładzie wykonania na rysunkach, na których Fig. 1 przedstawia podłużny przekrój pieca w płaszczyźnie pionowej, a Fig. 2 - przekrój pieca w płaszczyźnie poziomej.

Piec posiada komorę grzewczą (1) z wanną zlewową, połączoną trwale z szybem załadowczym (2) mającym od dołu zbiornik górny (3) usytuowany na poziomie górnej krawędzi wanny, który połączony jest kanałem przelewowym (5) z wanną zlewową w komorze (1). Od góry szybu usytuowany jest otwór załadowczy z pokrywą (4) a z boku znajduje się okno rewizyjne (7). Po przeciwnej stronie komora (1) posiada okno technologiczne (6) wraz z osprzętem. Wewnątrz szybu (2) umieszczony jest palnik gazowy (8.1) a wewnątrz komory (1) umieszczone są dwa palniki (8.2) i (8.3). Piec jest wyposażony w hydrauliczny mechanizmu przechyłu (9) a jego opróżnianie odbywa się przez otwór wylewowy (10). Spaliny z pieca wydalane są na zewnątrz poprzez kanał odprowadzania spalin (11).

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   1. Piec przechylny do topienia aluminium z ogrzewaniem gazowym, posiadający komorę grzewczą z wanną zlewową ciekłego metalu, połączoną trwale z szybem na wsad złomu aluminiowego, znamienny tym, że szyb (2) od dołu posiada, usytuowany na poziomie górnej krawędzi wanny, zbiornik górny (3) na ciekły metal, połączony kanałem przelewowym (5) z wanną zlewową usytuowaną w komorze grzewczej (1).