RU2677549C2 - Method of remelting metal wastes and furnace for its implementation - Google Patents
Method of remelting metal wastes and furnace for its implementation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2677549C2 RU2677549C2 RU2016130525A RU2016130525A RU2677549C2 RU 2677549 C2 RU2677549 C2 RU 2677549C2 RU 2016130525 A RU2016130525 A RU 2016130525A RU 2016130525 A RU2016130525 A RU 2016130525A RU 2677549 C2 RU2677549 C2 RU 2677549C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- metal
- furnace
- loading
- chamber
- loading chamber
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 18
- 239000010814 metallic waste Substances 0.000 title claims abstract description 10
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 36
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 36
- 229910001338 liquidmetal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 33
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 9
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims description 8
- 239000002923 metal particle Substances 0.000 claims description 5
- 238000007654 immersion Methods 0.000 claims description 4
- 239000003923 scrap metal Substances 0.000 claims description 4
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 3
- 230000006698 induction Effects 0.000 abstract description 9
- 239000007787 solid Substances 0.000 abstract description 6
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 4
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 230000005855 radiation Effects 0.000 abstract description 3
- 239000002699 waste material Substances 0.000 abstract description 3
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 abstract description 2
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 15
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 15
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 7
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 4
- 238000013178 mathematical model Methods 0.000 description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 1
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 1
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27B—FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
- F27B7/00—Rotary-drum furnaces, i.e. horizontal or slightly inclined
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B21/00—Obtaining aluminium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B7/00—Working up raw materials other than ores, e.g. scrap, to produce non-ferrous metals and compounds thereof; Methods of a general interest or applied to the winning of more than two metals
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
- F27D27/00—Stirring devices for molten material
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Geology (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Vertical, Hearth, Or Arc Furnaces (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к печам и методам плавления металлов в печах и в частности, но не исключительно, к методам загрузки мелких алюминиевых отходов в печь.The invention relates to furnaces and methods for melting metals in furnaces, and in particular, but not exclusively, to methods for loading small aluminum waste into a furnace.
Металлургические плавильные печи предназначены для осуществления процесса нагрева твердых металлов до состояния плавления. Нагрев металлических тел в естественной среде сопровождается интенсивным окислением их поверхности за счет контакта с кислородом. Особенно большие удельные потери металла на окислы происходят при переплавке тонкого металлического лома имеющего сравнительно большую площадь внешней поверхности. Одновременно с этим на поверхности жидкого металла в ванне печи формируется плотная окисная пленка и шлаковый слой, которые препятствуют погружению мелких металлических частиц, таких как стружка.Metallurgical melting furnaces are designed to carry out the process of heating solid metals to a state of melting. Heating of metal bodies in the natural environment is accompanied by intense oxidation of their surface due to contact with oxygen. Particularly large specific losses of metal on oxides occur during the remelting of thin metal scrap having a relatively large external surface area. At the same time, a dense oxide film and a slag layer are formed on the surface of the liquid metal in the furnace bath, which impede the immersion of small metal particles, such as chips.
Известны плавильные печи, в которых загрузка мелких металлических отходов осуществляется через жидкометаллическую воронку, создаваемую в дополнительной камере соединенной системой трубопроводов с основным объемом печи. Воронка образуется за счет вынужденной циркуляции металла. Из US2008006973 A1 известна печь, в которой металл приводится в движение механическими вращателями. Основным недостатком таких систем является то, что погруженная в расплав часть вращателя должна быть выполнена из материалов устойчивых к высоким температурам и агрессивным средам. Однако такие материалы являются достаточно хрупкими и требуют дополнительного обслуживания и частой замены. Одновременно с этим, такие системы являются громоздкими, так как нуждаются в дополнительной разгонной камере, также заполненной расплавом. Этих недостатков лишены системы, в которых жидкий металл приводится в движение электромагнитным полем. В US 2014/0232048 и RU 2014103550 представлена система для погружения металлолома, в которой расплав в дополнительной камере разгоняется за счет электромагнитного усилия цилиндрического индукционного насоса установленного на одном из соединительных трубопроводов. Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности является плавильная печь GB 2269889 (опубл.: 23.02.1994) содержащая, основную и загрузочную камеру печи между которыми расплав циркулирует посредством электромагнитного насоса.Melting furnaces are known in which the loading of small metal waste is carried out through a liquid-metal funnel created in an additional chamber connected by a piping system to the main volume of the furnace. A funnel is formed due to the forced circulation of the metal. From US2008006973 A1, a furnace is known in which metal is driven by mechanical rotators. The main disadvantage of such systems is that the part of the rotator immersed in the melt must be made of materials resistant to high temperatures and aggressive environments. However, such materials are quite fragile and require additional maintenance and frequent replacement. At the same time, such systems are cumbersome, since they need an additional booster chamber, also filled with melt. These disadvantages are deprived of systems in which the liquid metal is driven by an electromagnetic field. In US 2014/0232048 and RU 2014103550 a system for immersing scrap metal is presented in which the melt in the additional chamber is accelerated by the electromagnetic force of a cylindrical induction pump installed on one of the connecting pipelines. Closest to the proposed invention in technical essence is a melting furnace GB 2269889 (publ.: 02.23.1994) containing, the main and loading chamber of the furnace between which the melt circulates through an electromagnetic pump.
Недостатком известной плавильной печи является то, что для соединения основной и загрузочной камеры используются трубопроводы. Интенсивное образование окислов на поверхностях, контактирующих с жидким металлом, является естественным для всего металлургического оборудования, работающего в естественной атмосфере. Как известно из [1, 2, 3], эта проблема особенно актуальна для замкнутых каналов и трубопроводов плавильных печей. Труднодоступность и замкнутость трубопроводов при их чистке или замене требует остановки печи до полного остывания. Таким образом, снижается время беспрерывной работы печи, что, в конечном счете, отрицательно сказывается на надежности, энергоэффективности и производительности производства в целом.A disadvantage of the known melting furnace is that pipelines are used to connect the main and loading chambers. The intense formation of oxides on surfaces in contact with liquid metal is natural for all metallurgical equipment operating in a natural atmosphere. As is known from [1, 2, 3], this problem is especially relevant for closed channels and pipelines of smelting furnaces. The inaccessibility and isolation of pipelines when cleaning or replacing them requires stopping the furnace until it cools completely. Thus, the time of continuous operation of the furnace is reduced, which, ultimately, adversely affects the reliability, energy efficiency and production productivity as a whole.
Задачей изобретения является повышение срока беспрерывной работы плавильной печи за счет обеспечения доступности каналов для чистки.The objective of the invention is to increase the period of continuous operation of the melting furnace by ensuring the availability of channels for cleaning.
Техническим результатом изобретения является снижение потребности полностью сливать и остужать печь для чистки и как следствие - повышается производительность печи.The technical result of the invention is to reduce the need to completely drain and cool the furnace for cleaning, and as a result, the productivity of the furnace is increased.
Указанный технический результат достигается за счет того, что заявлена печь для переплавки металлических отходов, содержащая, основную и загрузочную камеры печи, представляющие собой футерованный металлокаркас, причем камеры частично заполнены твердым и/или жидким металлом, отличающаяся тем, что внутренняя поверхность загрузочной камеры имеет винтовую форму, камеры соединены одним плоским полуоткрытым каналом, а на внешней поверхности загрузочной камеры установлена дуговая индукционная машина.The specified technical result is achieved due to the fact that the claimed furnace for remelting metal waste, containing the main and loading chambers of the furnace, which is a lined metal frame, and the chambers are partially filled with solid and / or liquid metal, characterized in that the inner surface of the loading chamber has a screw form, the chambers are connected by one flat half-open channel, and an arc induction machine is installed on the outer surface of the loading chamber.
Доступ в основную камеру печи может быть выполнен дополнительно через форкамеру.Access to the main chamber of the furnace can be additionally done through a prechamber.
Предпочтительно, в загрузочной камере установлены нагреватели.Preferably, heaters are installed in the loading chamber.
На внешней цилиндрической части поверхности загрузочной камеры может быть установлена дуговая индукционная машина.An arc induction machine can be installed on the outer cylindrical part of the surface of the loading chamber.
При необходимости форкамера и/или загрузочная камера могут иметь закрытое исполнение и быть снабжены дверью или крышкой.If necessary, the prechamber and / or loading chamber can be of closed design and equipped with a door or a cover.
При необходимости печь переплава может включать погружную заслонку, установленную в канале, или быть выполнена с разделительной перегородкой, находящейся ниже рабочего уровня жидкого металла.If necessary, the remelting furnace may include an immersion flap installed in the channel, or be made with a dividing wall below the working level of liquid metal.
Могут быть установлены дополнительные нагреватели.Additional heaters may be installed.
Способ переплавки металлических отходов, характеризующийся нагревом металлических отходов в печи с нагревом в электрической или газовой печи, имеющей основную и загрузочную камеры, причем поддержание температуры металла осуществляют излучением и конвекцией от электрических или газовых нагревателей, отличающийся тем, что камеры печи частично заполняют твердым и/или жидким металлом, на внешней поверхности загрузочной камеры размещают дуговую индукционную машину, а внутреннюю поверхность загрузочной камеры формируют винтовой формы, камеры соединяют одним плоским полуоткрытым каналом, для доступа в основную камеру печи используют загрузочную камеру и/или форкамеру.A method of remelting metal waste, characterized by heating metal waste in a furnace with heating in an electric or gas furnace having a main and a loading chamber, the temperature of the metal being maintained by radiation and convection from electric or gas heaters, characterized in that the furnace chambers are partially filled with solid and / or liquid metal, an arc induction machine is placed on the outer surface of the loading chamber, and a screw shape is formed on the inner surface of the loading chamber, to Amers are connected by one flat half-open channel; for access to the main chamber of the furnace, a loading chamber and / or a prechamber are used.
Загрузку крупного металлического лома осуществляют через форкамеру непосредственно в основной объем печи.The loading of large scrap metal is carried out through the prechamber directly into the main volume of the furnace.
Слив металла осуществляют через летку, расположенную выше уровня металла при поворотной печи и ниже уровня металла при стационарной печи.The metal is drained through a notch located above the metal level with a rotary furnace and below the metal level with a stationary furnace.
Изменение направления и характера циркуляции расплава осуществляют путем изменения схемы включения обмоток индуктора в многофазную сеть на реверс.The change in the direction and nature of the circulation of the melt is carried out by changing the circuit for connecting the inductor windings in a multiphase network to reverse.
Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings
На фиг. 1 схематично представлена предлагаемая плавильная печь.In FIG. 1 schematically shows the proposed melting furnace.
На фиг. 2 представлен характер циркуляции расплава в загрузочной камере и соединительном канале.In FIG. 2 shows the nature of the circulation of the melt in the feed chamber and the connecting channel.
На фиг. 3 представлена в проекции на вертикальную плоскость параметрическая схема взаимного расположения образующих граней внутренней винтовой поверхности загрузочной камеры и формирующийся профиль скорости в соединительном канале при различном уровне жидкого металла.In FIG. 3 shows in a projection onto a vertical plane a parametric diagram of the mutual arrangement of the generatrix faces of the inner helical surface of the loading chamber and the emerging velocity profile in the connecting channel at different levels of liquid metal.
На фиг. 4 представлена изометрическая проекция загрузочной камеры с вырезанным в стенке камеры сегментом.In FIG. 4 is an isometric view of the loading chamber with a segment cut in the chamber wall.
На фиг. 5 схематично представлена плавильная печь с раздельными атмосферами основной и загрузочной камер и дополнительным нагревателем в загрузочной камере.In FIG. 5 schematically shows a melting furnace with separate atmospheres of the main and loading chambers and an additional heater in the loading chamber.
Осуществление изобретенияThe implementation of the invention
Плавильная печь включает основную 1 и загрузочную 2 камеры печи, представляющие собой футерованный металлокаркас (фиг. 1). Камеры частично заполнены твердым и/или жидким металлом 3. Нагрев и поддержание температуры металла осуществляется излучением и конвекцией от электрических или газовых нагревателей 4. Камеры соединены между собой плоским каналом 5. На внешней цилиндрической части поверхности загрузочной камеры установлена дуговая индукционная машина 6 (далее индуктор). Внутренняя поверхность загрузочной камеры, образованная вращением линии от положения 7 до положения 8 вокруг оси 9 (грани сопряжения канала и загрузочной камеры), имеет винтовую форму. В частном случае линия 8 расположена вертикально.The melting furnace includes a main 1 and loading 2 chamber of the furnace, which is a lined metal frame (Fig. 1). The chambers are partially filled with solid and / or
Для доступа в основную камеру печи используется форкамера 10.A
Плавильная печь работает следующим образом. В печи за счет теплового действия нагревателей осуществляется повышение и поддержание температуры металла выше его точки плавления. При включении индуктора в многофазную сеть по обмоткам индуктора начинают протекать переменные токи, которые создают бегущее электромагнитное поле. Бегущее электромагнитное поле наводит вихревые токи в жидком металле, которые взаимодействуя с магнитным полем индуктора, приводят к возникновению электромагнитных сил. Электромагнитные силы обеспечивают вращение жидкого металла вокруг оси 9 со средней угловой скоростью ω=2⋅ψ⋅ƒ⋅s, где 2⋅ψ - двойное угловое полюсное деление индуктора, ƒ - частота питания индуктора, s - скольжение (для МГД машин характерным является значение 0.7-0.8). За счет винтовой формы внутренней поверхности загрузочной камеры вращательное движение жидкого металла переходит в винтовое по траектории 11 (фиг. 2), то есть возникает поступательная составляющая движения. В загрузочной камере поступательная составляющая винтового движения гидродинамического потока жидкого металла направлена по оси вращения 9. Далее, поток жидкого металла, встречаясь у основания с вытянутой частью стенки канала (область 5а), движется в основную камеру печи. В верхних слоях (область 5б) жидкий металл в канале движется в противоположном направлении (из основной камеры) за счет характера циркуляции жидкого металла в загрузочной камере. Таким образом, на свободной поверхности жидкого металла в загрузочной камере образуется воронка, через которую осуществляется загрузка частиц 12 различной плотности, формы и размера (фиг. 1). Загрузка крупного металлического лома 13 осуществляется через форкамеру непосредственно в основной объем печи. Слив металла осуществляется через летку 14 расположенную выше или ниже уровня металла в зависимости от типа печи (поворотная или стационарная, соответственно).A melting furnace operates as follows. In the furnace due to the thermal action of the heaters, the temperature of the metal is increased and maintained above its melting point. When the inductor is connected to a multiphase network, alternating currents begin to flow through the inductor windings, which create a traveling electromagnetic field. A traveling electromagnetic field induces eddy currents in a liquid metal, which, when interacting with the magnetic field of the inductor, lead to the appearance of electromagnetic forces. Electromagnetic forces provide rotation of the molten metal around
Основные параметры, описывающие характеристики винтовой поверхности загрузочной камеры и возникающего винтового движения жидкого металла аналогичны основным параметрам известным из теории гребных винтов [3], а именно радиус R, шаг Δ и угол установки винта α. На фиг. 3 представлено описание винтовой поверхности загрузочной камеры плавильной печи данным набором параметров. Путем интегрирования линейной скорости вращательного движения через сечение Sвх образованное винтовой поверхностью, получено выражение, определяющее объемную скорость (расход) жидкого металла через канал (поступательная составляющая) без учета загрузки частиц:The main parameters describing the characteristics of the helical surface of the loading chamber and the occurring helical motion of the liquid metal are similar to the main parameters known from the theory of propellers [3], namely, the radius R, pitch Δ and screw installation angle α. In FIG. Figure 3 presents a description of the screw surface of the loading chamber of a melting furnace with this set of parameters. By integrating the linear velocity of the rotational motion through the cross section S in formed by the helical surface, an expression is obtained that determines the volumetric velocity (flow rate) of the liquid metal through the channel (translational component) without taking into account the particle load:
Так как жидкий металл при характерных для металлургического применения скоростях можно принять несжимаемым, справедливо равенство Qвх=Qвых=Qпост+Qзагр, где Qвх, Qвых - объемная скорость в нижних/верхних слоях жидкого металла в канале, Qзагр - объемная скорость загрузки частиц. При этом распределение линейной скорости движения v по высоте канала в верхних слоях жидкого металла зависит от уровня заполнения печи hмет. Вращательная составляющая объемной скорости циркуляции жидкого металла в загрузочной камере может быть определена из выражения:Since liquid metal at the speeds typical for metallurgical applications can be assumed to be incompressible, the following equality holds: Q i = Q o = Q post + Q zag , where Q i , Q oi is the space velocity in the lower / upper layers of the liquid metal in the channel, Q zag - volumetric particle loading rate. Moreover, the distribution of the linear velocity v over the channel height in the upper layers of the liquid metal depends on the level of filling of the furnace h met . The rotational component of the volumetric velocity of the circulation of liquid metal in the loading chamber can be determined from the expression:
где Qвинт - объемная скорость циркуляции жидкого металла в загрузочной камере.where Q screw is the volumetric rate of circulation of liquid metal in the loading chamber.
Таким образом, выбор параметров винтовой поверхности (R, Δ и α) и параметров индуктора (ψ и ƒ) определяет массообмен основной и загрузочной камер печи и время циркуляции загружаемых частиц в загрузочной камере. Например, при создании плавильной печи ориентированной на переплавку мелких отходов алюминиевого производства, рационально выбрать большие значения угла и шага винтовой поверхности, так как стоит задача загрузки больших объемов частиц с максимальной скоростью под свободную поверхностью жидкого металла в основную камеру печи. При создании печи для приготовления алюминиевых сплавов, в составе которых присутствуют тугоплавкие компоненты, рационально выбрать небольшие значения угла и шага для увеличения времени нахождения легирующих компонентов в условиях интенсивной вынужденной конвекции в загрузочной камере до их полного растворения. Изменение схемы включения обмоток индуктора в многофазную сеть (реверс) приводит к изменению направления и характера циркуляции расплава. При этом жидкий металл движется со дна загрузочной камеры по внутренней винтовой поверхности к верхним слоям металла и далее через канал в основную камеру печи. Такой режим течений при понижении мощности индуктора способствует поднятию частиц различной плотности и введению различных добавок по зеркалу металла в основную камеру печи в ламинарном режиме.Thus, the choice of the parameters of the helical surface (R, Δ and α) and the parameters of the inductor (ψ and ƒ) determines the mass transfer of the main and loading chambers of the furnace and the circulation time of the loaded particles in the loading chamber. For example, when creating a melting furnace focused on the remelting of small waste from aluminum production, it is rational to choose large values of the angle and pitch of the screw surface, since the task is to load large volumes of particles at maximum speed under the free surface of the liquid metal into the main chamber of the furnace. When creating a furnace for the preparation of aluminum alloys, which contain refractory components, it is rational to choose small values of the angle and step to increase the residence time of alloying components in conditions of intense forced convection in the loading chamber until they are completely dissolved. A change in the circuit for connecting the inductor windings to a multiphase network (reverse) leads to a change in the direction and nature of the circulation of the melt. In this case, the liquid metal moves from the bottom of the loading chamber along the internal helical surface to the upper layers of the metal and then through the channel into the main chamber of the furnace. Such a regime of flows with a decrease in the inductor power promotes the raising of particles of different densities and the introduction of various additives along the metal mirror into the main chamber of the furnace in laminar mode.
Для проверки эффекта образования воронки под действием электромагнитного поля индуктора в жидком металле в загрузочной камере с винтовой формой внутренней поверхности и оценки массообменных процессов между камерами плавильной печи была создана математическая модель магнитогидродинамических процессов в данной системе с учетом свободной поверхности. Полученные на математической модели результаты позволили оценить эффективность способа и подтвердили достижение заявляемых в изобретении эффектов (фиг. 5а, б). Для проверки результатов получаемых на математической модели была создана физическая модель установки и проведен эксперимент. Сравнение результатов математического и физического моделирования подтвердило правильность построенной математической модели и получаемых с ее помощью результатов (фиг. 5в).To check the effect of the formation of a funnel under the influence of the electromagnetic field of the inductor in the molten metal in the loading chamber with a helical shape of the inner surface and to evaluate the mass transfer processes between the chambers of the melting furnace, a mathematical model of magnetohydrodynamic processes in this system was created taking into account the free surface. The results obtained on a mathematical model made it possible to evaluate the effectiveness of the method and confirmed the achievement of the effects claimed in the invention (Fig. 5a, b). To verify the results obtained on a mathematical model, a physical installation model was created and an experiment was conducted. A comparison of the results of mathematical and physical modeling confirmed the correctness of the constructed mathematical model and the results obtained with its help (Fig. 5c).
При необходимости изолировать печное пространство от внешней атмосферы форкамера и/или загрузочная камера могут иметь закрытое исполнение и быть снабжены дверью или крышкой 15 (фиг. 6). При необходимости разделить атмосферы основной и загрузочной камеры, печь переплава может включать погружную заслонку, установленную в канале, или быть выполнена с разделительной перегородкой 16, находящейся ниже рабочего уровня жидкого металла. При значительном удалении загрузочной камеры (длинном канале) для устранения застывания жидкого металла могут быть установлены дополнительные нагреватели 17.If necessary, to isolate the furnace space from the external atmosphere, the prechamber and / or the loading chamber can be closed and equipped with a door or cover 15 (Fig. 6). If it is necessary to separate the atmospheres of the main and loading chambers, the remelting furnace may include an immersion flap installed in the channel, or may be made with a dividing
В качестве альтернативного варианта осуществления настоящего изобретения предусматривается использование, например, механического вращателя вместо индуктора 6. Способ нагрева металла может иным, например, индукционный нагрев. Способ и устройство по настоящему изобретению могут быть использованы для загрузки частиц и изделий различного происхождения и размеров. Способ и устройство по настоящему изобретению могут применяться для металлических расплавов не только на основе алюминия. Способ и устройство по настоящему изобретению также могут быть использованы в процессе рафинирования металла.As an alternative embodiment of the present invention, it is contemplated to use, for example, a mechanical rotator instead of
Источники информации:Information sources:
1. Williams D.C., Naro R.L., Mechanism and control of build up phenomenon in channel induction and pressure pouring furnaces - part 1. - Ductile Iron News, 2007, Issue 11. Williams D.C., Naro R.L., Mechanism and control of build up phenomenon in channel induction and pressure pouring furnaces - part 1. - Ductile Iron News, 2007, Issue 1
2. Золотухин B.A. О некоторых причинах зарастания каналов при плавке алюминиевых сплавов в индукционных печах. - Технология легких сплавов, 1973, №4, с. 70-732. Zolotukhin B.A. About some reasons for channel overgrowing during the melting of aluminum alloys in induction furnaces. - Technology of light alloys, 1973, No. 4, p. 70-73
3. Басин A.M., Миниович И.Я., Теория и расчет гребных винтов. Л.: Судпромгиз, 1963, 760 с.3. Basin A.M., Miniovich I.Ya., Theory and calculation of propellers. L .: Sudpromgiz, 1963, 760 p.
Claims (8)
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016130525A RU2677549C2 (en) | 2016-07-25 | 2016-07-25 | Method of remelting metal wastes and furnace for its implementation |
| PCT/RU2017/000041 WO2018021934A1 (en) | 2016-07-25 | 2017-01-30 | Method for remelting scrap metal and furnace for the implementation thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016130525A RU2677549C2 (en) | 2016-07-25 | 2016-07-25 | Method of remelting metal wastes and furnace for its implementation |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2016130525A RU2016130525A (en) | 2018-01-30 |
| RU2677549C2 true RU2677549C2 (en) | 2019-01-17 |
Family
ID=61016493
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016130525A RU2677549C2 (en) | 2016-07-25 | 2016-07-25 | Method of remelting metal wastes and furnace for its implementation |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2677549C2 (en) |
| WO (1) | WO2018021934A1 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6217823B1 (en) * | 1998-03-30 | 2001-04-17 | Metaullics Systems Co., L.P. | Metal scrap submergence system |
| WO2011074072A1 (en) * | 2009-12-15 | 2011-06-23 | 浜松ホトニクス株式会社 | Method of welding resin |
| RU2443961C2 (en) * | 2006-04-19 | 2012-02-27 | Сиа "Горс" | Method and device for induction stirring of liquid metal |
| WO2014175002A1 (en) * | 2013-04-23 | 2014-10-30 | Takahashi Kenzo | Molten metal circulation driving device and melting furnace having same |
| WO2014202966A1 (en) * | 2013-06-21 | 2014-12-24 | Emp Technologies Limited | Metallurgical apparatus |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB9217802D0 (en) * | 1992-08-21 | 1992-10-07 | Cookson Aluminium Ltd | A furnace |
| CA2844146C (en) * | 2011-07-07 | 2017-08-22 | Pyrotek, Inc. | Scrap submergence system |
-
2016
- 2016-07-25 RU RU2016130525A patent/RU2677549C2/en active
-
2017
- 2017-01-30 WO PCT/RU2017/000041 patent/WO2018021934A1/en not_active Ceased
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6217823B1 (en) * | 1998-03-30 | 2001-04-17 | Metaullics Systems Co., L.P. | Metal scrap submergence system |
| RU2443961C2 (en) * | 2006-04-19 | 2012-02-27 | Сиа "Горс" | Method and device for induction stirring of liquid metal |
| WO2011074072A1 (en) * | 2009-12-15 | 2011-06-23 | 浜松ホトニクス株式会社 | Method of welding resin |
| WO2014175002A1 (en) * | 2013-04-23 | 2014-10-30 | Takahashi Kenzo | Molten metal circulation driving device and melting furnace having same |
| WO2014202966A1 (en) * | 2013-06-21 | 2014-12-24 | Emp Technologies Limited | Metallurgical apparatus |
| US20160138868A1 (en) * | 2013-06-21 | 2016-05-19 | Emp Technologies Limited | Metallurgical apparatus |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2018021934A1 (en) | 2018-02-01 |
| RU2016130525A (en) | 2018-01-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7169350B2 (en) | Method and apparatus for making a thixotropic metal slurry | |
| US10215495B2 (en) | Metallurgical apparatus | |
| Spitans et al. | Large-scale levitation melting and casting of titanium alloys | |
| RU2325245C2 (en) | Method and device for flow control in continuous slab casting crystalliser | |
| CN115125396B (en) | Control method for refining and removing inclusions of special steel dendrites by adopting VAR (variable valve area) process | |
| RU2600999C2 (en) | Method and device for bringing into contact without formation of mixture and at high temperature of two immiscible fluids with heating and mixing by induction | |
| US3851090A (en) | Means for melting, holding and tapping metals or metal alloys | |
| Zagrebelnyy et al. | Segregation development in multiple melt vacuum arc remelting | |
| RU2677549C2 (en) | Method of remelting metal wastes and furnace for its implementation | |
| US20180245852A1 (en) | Electric immersion aluminum holding furnace with circulation means and related method | |
| JP6925317B2 (en) | Metallurgy | |
| Wang et al. | Numerical modelling of tilt casting process for γ-TiAl alloys | |
| Zhao et al. | Electromagnetic field assisted metallic materials processing: A review | |
| CN210741076U (en) | Heating device of silver ingot manufacturing equipment | |
| Goman et al. | Modeling electromagnetic stirring processes during continuous casting of large-format slabs | |
| Kaldre et al. | Contactless electromagnetic method for aluminium degassing | |
| RU128530U1 (en) | MELTING AND FILLING PLANT FOR PRODUCING INGOTS FROM COMPOSITE MATERIALS | |
| Garnier | The Clifford Paterson Lecture, 1992 Magentohydrodynamics in material processing | |
| Nurlybekova et al. | Modeling and research of induction system for electromagnetic rotation of metal melt | |
| Zhou et al. | Study of the Ni–Cr–Fe‐Based Alloy Casting Process using a Mold Simulator Technique | |
| Pavlovs et al. | LES-study of heat transfer in the melt for metallurgical MHD devices with power supply by inductor and over electrodes | |
| Wang et al. | Numerical study of crucial parameters in tilt casting for titanium aluminides | |
| Li et al. | Mechanisms of Formation and Evolution of Slag Shells in the Electroslag Remelting Process Utilizing Two Series‐Connected Electrodes | |
| KR20250026445A (en) | Electromagnetic stirring device and method for melting and distribution furnaces for non-ferrous high alloyed alloys | |
| Yin et al. | Numerical study on the influence of the filling angle on the fluid flow during the ingot side teeming process |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| HE9A | Changing address for correspondence with an applicant |