[go: up one dir, main page]

RU2845777C1 - Furnace for refining metallized zinc and aluminium wastes - Google Patents

Furnace for refining metallized zinc and aluminium wastes

Info

Publication number
RU2845777C1
RU2845777C1 RU2024127711A RU2024127711A RU2845777C1 RU 2845777 C1 RU2845777 C1 RU 2845777C1 RU 2024127711 A RU2024127711 A RU 2024127711A RU 2024127711 A RU2024127711 A RU 2024127711A RU 2845777 C1 RU2845777 C1 RU 2845777C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
chamber
melt
wastes
mixing
impeller
Prior art date
Application number
RU2024127711A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Виталий Иванович Гель
Дмитрий Алексеевич Зюзин
Екатерина Алексеевна Ткачева
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Производственный Комплекс "Беллит"
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Производственный Комплекс "Беллит" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Производственный Комплекс "Беллит"
Application granted granted Critical
Publication of RU2845777C1 publication Critical patent/RU2845777C1/en

Links

Abstract

FIELD: furnaces.
SUBSTANCE: invention relates to processing of nonferrous metal wastes, particularly, to design of furnaces for processing fragmented zinc and aluminium wastes and can be used for processing hot zinc-plating wastes and fragmented aluminium wastes. Furnace includes a melt heating chamber, a chamber for mixing the melt with metallized wastes and reagents, well for installation of impeller, impeller for creation of liquid funnel connected by means of shaft with electric drive, chamber of slag sedimentation, wherein bottom section of chamber mixing the melt with metalized wastes and reagents is shaped to Archimedean spiral with its end extending into slag sedimentation chamber opening.
EFFECT: improving mixing quality of molten metal with reagents, improving the quality of the obtained metal, as well as reducing flux consumption at melting of aluminium chips.
2 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к переработке отходов цветных металлов, в частности к конструкции печей для переработки фрагментируемых отходов цинка и алюминия, и может быть использовано для переработки отходов горячего цинкования и фрагментированных отходов алюминия (алюминиевой стружки и дробленой банки из-под напитков).The invention relates to the processing of non-ferrous metal waste, in particular to the design of furnaces for processing fragmented zinc and aluminum waste, and can be used for processing hot-dip galvanizing waste and fragmented aluminum waste (aluminum shavings and crushed beverage cans).

Известны способы и устройство для получения литых алюмоматричных композиционных материалов на основе алюминия и его сплавов методом механического замешивания дискретных керамических наполнителей в алюминиевые расплавы (Патент РФ №2186867, Кл. С22С 1/10, С22С 21/00, 10.08.2002; Полезная модель РФ №117439, Кл. С22С 1/10, 27.06.2012 г.). Способ заключается во введении в алюминиевый расплав, перегретый выше линии ликвидус, порошков наполнителей путем перемешивания расплава мешалками разной формы, обеспечивающих его смешивание с частицами наполнителя, в том числе под действием центробежных сил, выдержку суспензии для дегазации и последующую разливку. Устройство для получения литых алюмоматричных композиционных материалов включает печь, тигель с расплавом, мешалку с импеллером, приводимую в движение от электродвигателя, дозирующее устройство для подачи наполнителя.Methods and a device are known for producing cast aluminum matrix composite materials based on aluminum and its alloys by mechanically mixing discrete ceramic fillers into aluminum melts (RU Patent No. 2186867, Class C22C 1/10, C22C 21/00, 10.08.2002; RU Utility Model No. 117439, Class C22C 1/10, 27.06.2012). The method consists of introducing filler powders into an aluminum melt superheated above the liquidus line by mixing the melt with stirrers of various shapes, ensuring its mixing with filler particles, including under the action of centrifugal forces, holding the suspension for degassing and subsequent casting. A device for producing cast aluminum matrix composite materials includes a furnace, a crucible with a melt, a stirrer with an impeller driven by an electric motor, and a dosing device for feeding filler.

Известен способ получения литых композиционных материалов на основе алюминия и устройство для его осуществления (патент KZ №23508, кл. С22С 1/10, С22С 21/00, 15.12.2010), включающий расплавление матричного сплава, введение дисперсной армирующей фазы, перемешивание расплава и последующую разливку получаемой суспензии в изложницу, при этом загрузку матричного сплава и дисперсной фазы в плавильную печь проводят одновременно, а нагрев и перемешивание шихты осуществляют в вакууме, при остаточном давлении менее 10 мм рт.ст., а после перемешивания в системе создают атмосферу инертного газа.A method for producing cast composite materials based on aluminum and a device for implementing it are known (patent KZ No. 23508, class C22C 1/10, C22C 21/00, 15.12.2010), including melting the matrix alloy, introducing a dispersed reinforcing phase, mixing the melt and then pouring the resulting suspension into a mold, wherein the loading of the matrix alloy and the dispersed phase into the melting furnace is carried out simultaneously, and heating and mixing of the charge is carried out in a vacuum, at a residual pressure of less than 10 mm Hg, and after mixing, an inert gas atmosphere is created in the system.

Известны способ и устройство получения литых композиционных материалов на основе алюминия (патент KZ №27170, Кл. С22С 1/10, С22С 21/00, 15.07.2013), включающий расплавление матричного сплава, введение дисперсной армирующей фазы, центробежное перемешивание расплава импеллером, последующую разливку и кристаллизацию, отличающийся использованием специальной камеры смешивания, в стенках которой выполнены специальные прорези, обеспечивающие циркуляцию расплава, что позволяет осуществлять замешивание дискретного наполнителя в больших объемах расплава. При этом за счет дозированной подачи дискретного наполнителя в камеру смешивания обеспечивается равномерное его смешивание с расплавом.A method and device for producing cast composite materials based on aluminum are known (patent KZ No. 27170, Cl. C22C 1/10, C22C 21/00, 15.07.2013), including melting of the matrix alloy, introduction of a dispersed reinforcing phase, centrifugal mixing of the melt with an impeller, subsequent casting and crystallization, characterized by the use of a special mixing chamber, in the walls of which special slots are made, ensuring the circulation of the melt, which allows mixing of discrete filler in large volumes of melt. At the same time, due to the metered supply of discrete filler into the mixing chamber, its uniform mixing with the melt is ensured.

Известна печь с установленным в ней тиглем, перемешивающее устройство с возможностью перемещения вдоль вертикальной оси, включающее камеру смешивания расплава с дискретным наполнителем, установленный с зазором внутри камеры импеллер, соединенный посредством вала с электроприводом, резервуар для дискретного материала, соединенный с камерой смешивания трубопроводами, в котором импеллер имеет форму цилиндра, в верхней части переходящего в конус; камера смешивания вдоль вертикальной оси в верхней части имеет отверстие для входа вала электропривода, переходящее в коническую, а затем в цилиндрическую полость, в которой размещен импеллер и высота которой соответствует высоте импеллера; в камере имеется канал, соединенный с вертикальным трубопроводом, идущий от верхнего основания камеры вдоль цилиндрической поверхности полости и соединяющийся с ней, при этом канал не доходит до нижнего основания камеры; камера смешивания имеет полуцилиндрический канал, идущий вдоль цилиндрической поверхности полости и соединяющийся с ней; канал выходит к нижнему основанию камеры или через боковую ее стенку и имеет угол расхождения с каналом не менее 180° по ходу вращения импеллера; импеллер имеет глухое осевое отверстие, идущее от нижнего основания, и два или более радиальных отверстий, соединяющих цилиндрическую поверхность импеллера и осевое отверстие и выполненных со смещением по периметру и по высоте, коническая поверхность импеллера также соединена одним или более отверстий с осевым отверстием; входящий в камеру смешивания вертикальный трубопровод имеет толкатель с приводом и соединен с резервуаром для дискретного материала посредством горизонтального или наклонного трубопровода с толкателем или шнеком.A furnace with a crucible installed therein, a mixing device with the possibility of moving along a vertical axis, including a chamber for mixing a melt with a discrete filler, an impeller installed with a gap inside the chamber, connected by means of a shaft to an electric drive, a reservoir for discrete material, connected to the mixing chamber by pipelines, in which the impeller has the shape of a cylinder, in the upper part turning into a cone; the mixing chamber along the vertical axis in the upper part has an opening for the input of the electric drive shaft, turning into a conical, and then into a cylindrical cavity, in which the impeller is located and the height of which corresponds to the height of the impeller; the chamber has a channel connected to a vertical pipeline, extending from the upper base of the chamber along the cylindrical surface of the cavity and connecting with it, wherein the channel does not reach the lower base of the chamber; the mixing chamber has a semi-cylindrical channel extending along the cylindrical surface of the cavity and connecting with it; the channel exits to the lower base of the chamber or through its side wall and has an angle of divergence with the channel of at least 180° in the direction of rotation of the impeller; the impeller has a blind axial hole extending from the lower base and two or more radial holes connecting the cylindrical surface of the impeller and the axial hole and made with an offset along the perimeter and along the height, the conical surface of the impeller is also connected by one or more holes to the axial hole; the vertical pipeline entering the mixing chamber has a pusher with a drive and is connected to the tank for discrete material by means of a horizontal or inclined pipeline with a pusher or auger.

Известна также печь для переработки алюминиевого скрапа (патент SU 1263719 A1), которая включает камеры нагрева расплава и обработки шлака, загрузочного колодца, колодца для установки насоса, перегородок, подвижных заслонок и окон для перетока металла, топителя стружки. К недостаткам печи следует отнести окисление подаваемой в загрузочный колодец под топитель стружки с образованием уплотненного слоя стружки, в котором и происходит ее окисление, приводящему к образованию шлака.A furnace for processing aluminum scrap is also known (patent SU 1263719 A1), which includes chambers for heating the melt and processing slag, a loading well, a well for installing a pump, partitions, movable valves and windows for metal flow, a chip heater. The disadvantages of the furnace include oxidation of the chips fed into the loading well under the heater with the formation of a compacted layer of chips, in which their oxidation occurs, leading to the formation of slag.

Известна печь для рафинирования гартцинка (патент RU 206008 U1), включающая колодец с насосом, камеры плавления и камеры отделения шлака от металла, желоба металлопровода, окон для перетока расплава, камеры отстоя расплава и снабжена камерой для образования жидкостной воронки, возбуждаемой потоком расплава, поступающим по изогнутому желобу, расположенному в верхней части воронко образующей камеры, а отверстие для стока расплава расположено в нижней ее части. Недостатком этой печи является значительное улетучивание флюса (хлорида аммония) при загрузке его в воронку расплава, обладающей большой поверхностью.A furnace for refining hard zinc is known (patent RU 206008 U1), which includes a well with a pump, melting chambers and chambers for separating slag from metal, metal pipeline troughs, windows for melt flow, melt settling chambers and is equipped with a chamber for forming a liquid funnel excited by a flow of melt entering through a curved trough located in the upper part of the funnel-forming chamber, and an opening for draining the melt is located in its lower part. A disadvantage of this furnace is the significant evaporation of flux (ammonium chloride) when loading it into the melt funnel, which has a large surface.

Задача настоящего изобретения заключается в повышении качества получаемого металла в цинке и неметаллическим включениям в алюминиевых сплавах, снижении расхода флюсов при плавке алюминиевой стружки.The objective of the present invention is to improve the quality of the resulting metal in zinc and non-metallic inclusions in aluminum alloys, and to reduce the consumption of fluxes when melting aluminum chips.

Технический результат, достигаемый заявленным изобретением, заключается в повышении качества смешения расплава с реагентами и повышении качества получаемого металла, а также в снижении расхода флюса при плаве алюминиевой стружки.The technical result achieved by the claimed invention consists in improving the quality of mixing the melt with reagents and improving the quality of the resulting metal, as well as reducing the consumption of flux when melting aluminum chips.

Технический результат достигается тем, что печь для рафинирования металлизированных отходов цинка и алюминия, включающая камеру нагрева расплава, камеру смешивания расплава с металлизированными отходами и реагентами, колодец для установки импеллера, импеллер для создания жидкостной воронки, соединенный посредством вала с электроприводом, камеру отстоя шлака. При этом нижняя часть колодца в камере смешивания расплава с металлизированными отходами и реагентами выполнена в форме спирали Архимеда с выходом ее окончания в окно камеры отстоя шлака.The technical result is achieved by the fact that the furnace for refining metallized waste of zinc and aluminum includes a chamber for heating the melt, a chamber for mixing the melt with metallized waste and reagents, a well for installing an impeller, an impeller for creating a liquid funnel connected by means of a shaft to an electric drive, a slag settling chamber. In this case, the lower part of the well in the chamber for mixing the melt with metallized waste and reagents is made in the form of an Archimedes spiral with its end exiting into the window of the slag settling chamber.

В предпочтительном варианте исполнения импеллер для создания жидкостной воронки выполнен с наклонными к вертикальной оси лопастями, равноудаленными друг от друга.In a preferred embodiment, the impeller for creating a liquid funnel is made with blades inclined to the vertical axis and equally spaced from each other.

На фиг. 1 представлена предложенная печь, где 1 - камеры нагрева; 2 - камера отстоя шлака; 3 - импеллер для создания жидкостной воронки в расплаве и его перемещения через камеры печи; 4 - колодец; 5 - окно для поступления расплава из камеры нагрева в колодец камеры смешивания расплава с металлизированными отходами и реагентами; 6 - окно для передачи расплава из камеры смешивания расплава с металлизированными отходами и реагентами в камеру отстоя шлака; 7 - окно для передачи расплава из камеры отстоя шлака в камеру нагрева; 8 - отверстия в камере нагрева для установки топливных горелок; 9 - отверстия для удаления продуктов горения из камеры нагрева; 10 - направление циркулирующего потока расплава; 12 - перегородка между камерой смешивания расплава и камерой отстоя шлака.Fig. 1 shows the proposed furnace, where 1 - heating chambers; 2 - slag settling chamber; 3 - impeller for creating a liquid funnel in the melt and moving it through the furnace chambers; 4 - well; 5 - window for melt flow from the heating chamber into the well of the melt mixing chamber with metallized waste and reagents; 6 - window for transferring melt from the melt mixing chamber with metallized waste and reagents into the slag settling chamber; 7 - window for transferring melt from the slag settling chamber to the heating chamber; 8 - openings in the heating chamber for installing fuel burners; 9 - openings for removing combustion products from the heating chamber; 10 - direction of the circulating melt flow; 12 - partition between the melt mixing chamber and the slag settling chamber.

На фиг. 2 представлена фотография шлифа после переплава в роторной печи алюминиевой стружки с расходом флюсов 20% к весу загружаемой стружки А1.Fig. 2 shows a photograph of a section after remelting aluminum chips in a rotary furnace with a flux consumption of 20% of the weight of the loaded A1 chips.

На фиг. 3 представлена фотография шлифа алюминия выплавленного в предлагаемой печи для плавки-рафинирования с расходом флюсов 4% к весу загружаемой стружки А1.Fig. 3 shows a photograph of a section of aluminum melted in the proposed melting-refining furnace with a flux consumption of 4% of the weight of the loaded A1 chips.

Предлагаемая печь для плавки рафинирования металлизированных отходов цинка и алюминия работает следующим образом.The proposed furnace for melting and refining metallized zinc and aluminum waste operates as follows.

Подогретый в камере нагрева 1 расплав поступает в колодец камеры смешивания расплава с металлизированными отходами и реагентами. Во время вращения импеллера металлизированные отходы (стружка) в смеси с флюсами в колодце вмешивается в расплав, который поступает по спирали Архимеда в камеру отстоя шлака.The melt heated in the heating chamber 1 enters the well of the melt mixing chamber with metallized waste and reagents. During the rotation of the impeller, the metallized waste (chips) mixed with fluxes in the well is mixed with the melt, which enters the slag settling chamber via the Archimedes spiral.

Загрузка фрагментированных отходов цветных металлов и флюсов в зону работы импеллера приводит их вмешиванию в поток расплава, расплавлению металлических фрагментированных отходов, адсорбции флюсами оксидов с образованием шлака, вынос смеси расплава и шлака в камеру отстоя шлака, где шлаки всплывают, а расплав поступает для подогрева в камеру нагрева и после подогрева поступает в зону работы импеллера, куда непрерывно или периодически поступают металлизированные отходы и флюсы. При этом выполнение нижней части колодца камеры смешивания расплава с металлизированными отходами и реагентами в форме спирали Архимеда позволяет улучшить смешение расплава с металлизированными отходами (стружка) в смеси с флюсами в нижней части колодца и обеспечить равномерное распределение флюсов в расплаве, что подтверждает достижение заявленного технического результата.Loading fragmented non-ferrous metal waste and fluxes into the impeller operating area results in their mixing with the melt flow, melting of metal fragmented waste, adsorption of oxides by fluxes with slag formation, removal of the melt and slag mixture into the slag settling chamber, where the slags float, and the melt enters the heating chamber for heating and after heating enters the impeller operating area, where metallized waste and fluxes are continuously or periodically supplied. In this case, making the lower part of the well of the melt mixing chamber with metallized waste and reagents in the form of an Archimedes spiral improves the mixing of the melt with metallized waste (chips) in a mixture with fluxes in the lower part of the well and ensures uniform distribution of fluxes in the melt, which confirms the achievement of the declared technical result.

Как видно на фотографиях шлифов, представленных на фиг. 2. алюминиевых сплавов при плавке алюминиевой стружки в предлагаемой печи, количество и размер пор в металле и их размеры существенно меньше, чем при плавке стружки в печи по патенту SU 1263719 A1.As can be seen from the photographs of the sections presented in Fig. 2 of aluminum alloys during the melting of aluminum chips in the proposed furnace, the number and size of pores in the metal and their dimensions are significantly smaller than during the melting of chips in the furnace according to patent SU 1263719 A1.

Кроме того, снижается расход флюсов при получении металла, выплавленного в предлагаемой печи, а также увеличивается на 3% извлечение металла при сравнительной плавке сухой сепарированной стружки в предлагаемой печи для переработки алюминиевого скрапа.In addition, the consumption of fluxes in obtaining metal smelted in the proposed furnace is reduced, and the metal extraction is increased by 3% during comparative smelting of dry separated chips in the proposed furnace for processing aluminum scrap.

Claims (2)

1. Печь для рафинирования металлизированных отходов цинка и алюминия, включающая камеру нагрева расплава, камеру смешивания расплава с металлизированными отходами и реагентами, колодец для установки импеллера, импеллер для создания жидкостной воронки, соединенный посредством вала с электроприводом, камеру отстоя шлака, при этом нижняя часть колодца в камере смешивания расплава с металлизированными отходами и реагентами выполнена в форме спирали Архимеда с выходом ее окончания в окно камеры отстоя шлака.1. A furnace for refining metallized zinc and aluminum waste, comprising a melt heating chamber, a chamber for mixing the melt with metallized waste and reagents, a well for installing an impeller, an impeller for creating a liquid funnel connected by means of a shaft to an electric drive, a slag settling chamber, wherein the lower part of the well in the chamber for mixing the melt with metallized waste and reagents is made in the form of an Archimedes spiral with its end exiting into the window of the slag settling chamber. 2. Печь для рафинирования металлизированных отходов цинка и алюминия по п.1, отличающаяся тем, что импеллер для создания жидкостной воронки выполнен с наклонными к вертикальной оси лопастями, равноудаленными друг от друга.2. A furnace for refining metallized zinc and aluminum waste according to paragraph 1, characterized in that the impeller for creating a liquid funnel is made with blades inclined to the vertical axis and equidistant from each other.
RU2024127711A 2024-09-19 Furnace for refining metallized zinc and aluminium wastes RU2845777C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2845777C1 true RU2845777C1 (en) 2025-08-25

Family

ID=

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU41018U1 (en) * 2004-06-17 2004-10-10 Общество с ограниченной ответственностью "Инженерно-технологический центр" DEVICE FOR REFINING ALUMINUM AND ITS ALLOYS
RU206008U1 (en) * 2020-10-27 2021-08-16 Общество с ограниченной ответственностью "ПК "Беллит" Hartzinc Refining Furnace
CN116336802A (en) * 2023-03-15 2023-06-27 扬州中之炬实业有限公司 Waste aluminum product recovery device
CN117804221A (en) * 2023-12-26 2024-04-02 大冶市宏泰铝业有限责任公司 Aluminum smelting double-chamber furnace

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU41018U1 (en) * 2004-06-17 2004-10-10 Общество с ограниченной ответственностью "Инженерно-технологический центр" DEVICE FOR REFINING ALUMINUM AND ITS ALLOYS
RU206008U1 (en) * 2020-10-27 2021-08-16 Общество с ограниченной ответственностью "ПК "Беллит" Hartzinc Refining Furnace
CN116336802A (en) * 2023-03-15 2023-06-27 扬州中之炬实业有限公司 Waste aluminum product recovery device
CN117804221A (en) * 2023-12-26 2024-04-02 大冶市宏泰铝业有限责任公司 Aluminum smelting double-chamber furnace

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20130228045A1 (en) Apparatus and method for liquid metals treatment
EP3183523B1 (en) A device and method for high shear liquid metal treatment
CN113416845B (en) Device and method for manufacturing aluminum castings through recovery of waste aluminum materials
CN1034429C (en) Method and apparatus for separating metal phases from mixed phases
CN109642773B (en) Waste immersion device
WO2010068140A1 (en) Method and apparatus for electron-beam or plasma-jet melting of metal from a crystallizer into a crystallizer
CN111270088A (en) System and method for continuously smelting magnesium by induction heating liquid stirring
RU2845777C1 (en) Furnace for refining metallized zinc and aluminium wastes
US3846123A (en) Aluminum recovery from scrap materials
US4617112A (en) Thermal gravity classifying apparatus and method
CN1062556A (en) The method of continuous copper smelting
WO1991015607A1 (en) Rotary melting furnace
US4225745A (en) Method for charging small particles of iron or steel directly into molten metal in an arc furnace
RU98192U1 (en) Recycling Sludge Recycling Line
CN114395709A (en) Aluminum alloy smelting refining degassing quantitative soup supply process for die casting machine
CN201569292U (en) Reversible sealed smelting furnace with two integrated furnaces
CN219264933U (en) Molten metal furnace
JPH0247435Y2 (en)
CN208218931U (en) A kind of aluminum ingot melting device
Lazaro Nebreda et al. Multi-purpose high shear melt conditioning technology for effective melt quality and for recycling of Al-alloy scrap
RU166321U1 (en) INSTALLATION OF ELECTRIC SLAG RELEASING OF METAL CHIP
CN212864910U (en) Aluminum impurity recovery equipment for aluminum ingot processing
JPH06288678A (en) Melting furnace and melting equipment
RU56990U1 (en) SALT FURNACE FOR SECONDARY MAGNESIUM Smelting
US6520388B1 (en) Casting furnace and method for continuous casting of molten magnesium