RU2234547C1 - Method and apparatus for reprocessing of oil-bearing briquettes of active high-melting point metals and alloys - Google Patents
Method and apparatus for reprocessing of oil-bearing briquettes of active high-melting point metals and alloys Download PDFInfo
- Publication number
- RU2234547C1 RU2234547C1 RU2003113465A RU2003113465A RU2234547C1 RU 2234547 C1 RU2234547 C1 RU 2234547C1 RU 2003113465 A RU2003113465 A RU 2003113465A RU 2003113465 A RU2003113465 A RU 2003113465A RU 2234547 C1 RU2234547 C1 RU 2234547C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- oil
- furnace
- briquettes
- gas
- melting
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- Y02W30/54—
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области металлургии активных тугоплавких металлов и сплавов, включая редкие, редкоземельные и актиниды, в частности к способам переработки маслосодержащих брикетов стружки вышеуказанных металлов, сплавов (отходов) и устройствам для их осуществления.The invention relates to the field of metallurgy of active refractory metals and alloys, including rare, rare earths and actinides, in particular to methods for processing oil-containing briquettes of chips of the above metals, alloys (waste) and devices for their implementation.
В настоящее время на предприятиях России находится на хранении значительное количество брикетированной стружки активных тугоплавких металлов и сплавов, загрязненной индустриальным маслом и водой (компоненты СОЖ). Эти сопутствующие загрязнения не позволяют безопасно и без осложнений проводить переплав вышеуказанной стружки в слиток по известным технологиям.Currently, a significant amount of briquetted shavings of active refractory metals and alloys contaminated with industrial oil and water (coolant components) are stored at Russian enterprises. These associated contaminants do not allow safe and without complications remelting of the above chips into an ingot using known technologies.
Наличие большого количества масла и влаги в брикетированной стружке приводит при ее переплаве в вакуумной индукционной печи к осаждению масляного конденсата на водоохлаждаемых элементах печи, к образованию в рабочем объеме печи углеводородных газов и водорода, что значительно увеличивает пожаро- и взрывоопасность процесса плавки, снижает качество переплавленного металла, вследствие повторного попадания масляного конденсата на раскаленный или расплавленный металл, а также снижает эффективность работы вакуумной системы печи из-за попадания жидких фракций масла и воды в вакуумную систему.The presence of a large amount of oil and moisture in the briquetted chips leads to re-precipitation of oil condensate on the water-cooled elements of the furnace when it is re-melted in a vacuum induction furnace, to the formation of hydrocarbon gases and hydrogen in the furnace’s working volume, which significantly increases the fire and explosion hazard of the melting process, and reduces the quality of the melted metal, due to the repeated contact of oil condensate on hot or molten metal, and also reduces the efficiency of the vacuum system of the furnace due to Adan liquid oil and water fractions in the vacuum system.
Длительное хранение маслосодержащей сбрикетированной стружки активных тугоплавких металлов и сплавов нецелесообразно из-за ее пирофорности и способности выделять водород при комнатной температуре.Long-term storage of oil-containing briquetted shavings of active refractory metals and alloys is impractical due to its pyrophoricity and ability to liberate hydrogen at room temperature.
Известен способ переработки маслосодержащей стружки из циркония и его сплавов, включающий эмульсионную очистку, промывку холодной водой, щелочную очистку, промывку холодной водой, травление соляной кислотой, промывку холодной водой, щелочную очистку, промывку холодной водой, травление азотной кислотой, промывку холодной водой, промывку горячей водой, сушку горячим воздухом с последующей выплавкой слитка /Металлургия циркония. Под ред. Г.А.Меерсона, М.: ИЛ, 1959, с.157/.A known method of processing oil-containing chips from zirconium and its alloys, including emulsion cleaning, washing with cold water, alkaline cleaning, washing with cold water, etching with hydrochloric acid, washing with cold water, alkaline cleaning, washing with cold water, etching with nitric acid, washing with cold water, washing hot water, drying with hot air followed by smelting of the ingot / Zirconium metallurgy. Ed. G.A. Meerson, Moscow: IL, 1959, p. 157 /.
Известный способ применяется для переработки небрикетированной "сыпучей" стружки из циркония и его сплавов, которая достаточно хорошо промывается обезжиривающими и травильными растворами и легко высушивается горячим воздухом.The known method is used for processing unbricked "loose" chips from zirconium and its alloys, which is washed quite well with degreasing and pickling solutions and is easily dried with hot air.
Известный способ не может быть использован для переработки маслосодержащей сбрикетированной стружки, т.к. неоднородность стружечного брикета по гранулометрическому и химсоставу, степени уплотнения не позволяет полностью удалять из него масло и влагу при обработке обезжиривающими и травильными растворами. Так, даже при 10-кратной циркуляции обезжиривающего раствора через слой сбрикетированной стружки при Т:Ж=1:(1-3) доля удаленного масла не превышает 20-25% от исходного его содержания в брикете.The known method cannot be used for processing oil-containing briquetted chips, because the heterogeneity of the particle briquette in terms of particle size and chemical composition, the degree of compaction does not completely remove oil and moisture from it during processing with degreasing and pickling solutions. So, even with a 10-fold circulation of the degreasing solution through a layer of briquetted chips at T: W = 1: (1-3), the fraction of the removed oil does not exceed 20-25% of its initial content in the briquette.
Кроме того, известный способ отличается низкой производительностью и высокими затратами на проведение процесса удаления масла и влаги с поверхности стружки.In addition, the known method is characterized by low productivity and high costs for the process of removing oil and moisture from the surface of the chip.
Повышение эффективности отмывки сбрикетированной стружки от масла может быть достигнуто при дроблении брикетированной стружки на более мелкие части с целью улучшения контакта поверхности стружки с обезжиривающими и травильными растворами. Однако это приведет к дополнительным затратам, снижению производительности, усложнению аппаратурного оформления процесса и повышению пожаро- и взрывоопасноcти процесса вследствие повышения реакционной способности мелкодисперсных частиц активных тугоплавких металлов и их гидридов.Improving the efficiency of washing briquetted chips from oil can be achieved by crushing the briquetted chips into smaller parts in order to improve contact of the surface of the chip with degreasing and pickling solutions. However, this will lead to additional costs, lower productivity, more complex hardware design of the process, and increased fire and explosion hazard of the process due to increased reactivity of fine particles of active refractory metals and their hydrides.
Известен способ переработки маслосодержащей стружки из циркония и его сплавов, включающий погружение в раствор трихлорэтилена и многократное перемешивание стружки, сушку воздухом, травление в растворах различных кислот, промывку холодной водой, сушку на воздухе с последующей выплавкой слитка /Металлургия циркония. Под ред. Г.А.Меерсона, М.: ИЛ, 1959, с.157/.A known method of processing oil-containing chips from zirconium and its alloys, including immersion in a solution of trichlorethylene and multiple mixing of chips, air drying, etching in solutions of various acids, washing with cold water, air drying followed by smelting of the ingot / Zirconium metallurgy. Ed. G.A. Meerson, Moscow: IL, 1959, p. 157 /.
Известный способ не может быть использован для переработки сбрикетированной стружки из-за того, что масло задерживается в плотных пучках стружки. Кроме того, известный способ отличается низкой производительностью, большими затратами на проведение процесса, низкой экологичностью и низким качеством получаемого металла в слитке из-за загрязнения его углеродом.The known method cannot be used for processing briquetted chips due to the fact that the oil is retained in dense bundles of chips. In addition, the known method is characterized by low productivity, high cost of the process, low environmental friendliness and low quality of the metal obtained in the ingot due to its pollution with carbon.
Известен способ подготовки к плавке стружки алюминиевых сплавов, включающий измельчение, двухстадийную сушку в вакууме, причем на первой ступени - при 50-80°С и остаточном давлении -200-400 мм рт. ст., а на второй - при 100-180°С и остаточном давлении -10-30 мм рт. ст. с последующим грохочением и магнитной сепарацией. /А.с. №478885, С 22 В 7/00. Способ подготовки к плавке стружки алюминиевых сплавов, 1975 г./ Известный способ не может быть использован для переработки сбрикетированной стружки тугоплавких металлов и сплавов из-за того, что масло задерживается в плотных пучках стружки. Кроме того, известный способ отличается низкой производительностью, большими затратами на проведение процесса, вызванными применением дополнительных операций вибрации, грохочения и магнитной сепарации.A known method of preparing for the shavings of aluminum alloys, including grinding, two-stage drying in vacuum, and in the first stage - at 50-80 ° C and a residual pressure of -200-400 mm RT. Art., and on the second - at 100-180 ° C and a residual pressure of -10-30 mm RT. Art. followed by screening and magnetic separation. / A.s. No. 478885, C 22
Известна вакуумная установка прямого получения металлов, содержащая реактор, в котором установлена по крайней мере одна сетка, полости под и над сеткой, связанные соответственно с нагнетательным и вакуумным устройствами, нагревательное устройство, конденсатор летучих газов, патрубки реактора с регулирующими органами подачи и разгрузки соответственно сырья и отходов и блок управления установкой. Причем установка содержит основную и дополнительную заслонки, связанные с блоком управления, а конденсатор летучих газов сообщен трубопроводом с полостью под сеткой /заявка №94001969, С 22 В 5/00, F 27 B 15/00. Вакуумная установка прямого получения металлов, опубл. 27.02.97. Бюл. №61/.Known vacuum installation for the direct production of metals, containing a reactor in which at least one grid is installed, cavities under and above the grid, respectively connected with discharge and vacuum devices, a heating device, a volatile gas condenser, reactor tubes with regulating bodies for supplying and discharging raw materials, respectively and waste and installation control unit. Moreover, the installation contains the main and additional valves associated with the control unit, and the volatile gas condenser is connected by a pipeline with a cavity under the grid / application No. 94001969, C 22
Известная установка позволяет перерабатывать чистые металлические отходы с накоплением расплавленных металлов и сливом их в изложницы, а также удалять из реактора в конденсатор летучие газы, образующиеся при расплавлении металлов.The known installation allows you to process pure metal waste with the accumulation of molten metals and discharge them into the molds, as well as remove volatile gases from the melting of metals from the reactor into the condenser.
Однако недостатками данной установки является то, что она не позволяет перерабатывать маслосодержащие брикеты стружки тугоплавких металлов и сплавов из-за невозможности обеспечения пожаро- и взрывобезопасности процесса в условиях образования в зоне нагрева углеводородных газов и водорода.However, the disadvantages of this installation is that it does not allow the processing of oil-containing briquettes shavings of refractory metals and alloys due to the inability to ensure fire and explosion safety of the process under conditions of formation of hydrocarbon gases and hydrogen in the heating zone.
Известен способ испарения заданных компонентов из первоначальных многокомпонентных смесей или систем при давлении ниже атмосферного в вакуумной камере, включающий размещение в ней отдельных порций многокомпонентной смеси или многокомпонентной системы в несколько ярусов в кольцевых тиглях для отвода паров соответствующего кипящего при более низкой температуре компонента или компонентов через, по меньшей мере, одно отверстие для отвода паров, при этом кольцевые тигли нагревают в течение времени, необходимого для получения, по меньшей мере, одного из заданных компонентов многокомпонентной смеси или многокомпонентной системы с максимально возможной чистотой. Устройство для его осуществления включает вакуумную камеру и кожух печи, в котором в несколько ярусов расположены кольцевые тигли, имеющие, по меньшей мере, одно отверстие для отвода паров, и трубу для отвода паров /Патент РФ №2187565, С 22 В 9/04, F 27 B 14/04. Способ и устройство для испарения компонентов из многокомпонентных смесей и многокомпонентных систем, 2002 г. Бюл №23/.A known method of evaporating predetermined components from initial multicomponent mixtures or systems at a pressure lower than atmospheric in a vacuum chamber, comprising placing in it individual portions of a multicomponent mixture or multicomponent system in several tiers in ring crucibles to remove vapors of the corresponding component or components boiling at a lower temperature through at least one vapor vent, wherein the ring crucibles are heated for the time necessary to obtain at least at least one of the specified components of a multicomponent mixture or multicomponent system with the highest possible purity. A device for its implementation includes a vacuum chamber and a furnace casing in which annular crucibles having at least one opening for vapor recovery and a pipe for vapor recovery are located in several tiers / RF Patent No. 2187565, C 22
Известные способ и устройство позволяют частично испарять масло и влагу из чистых металлических отходов. Однако недостатками известных способа и устройства является то, что они не позволяют перерабатывать маслосодержащие брикеты стружки тугоплавких металлов и сплавов из-за невозможности обеспечения взрыво- и пожаробезопасности процесса в условиях образования в зоне нагрева углеводородных газов и водорода.The known method and device allow partial evaporation of oil and moisture from pure metal waste. However, the disadvantages of the known method and device is that they do not allow the processing of oil-containing briquettes shavings of refractory metals and alloys due to the impossibility of providing explosion and fire safety of the process under conditions of formation of hydrocarbon gases and hydrogen in the heating zone.
Ближайшим аналогом для предложенной группы изобретений является Г.А.Меерсон, Металлургия циркония, М.: Издательство иностранной литературы, 1959, с.148-150, 156-157, в котором описаны способ переработки маслосодержащих брикетов стружки активных тугоплавких металлов и сплавов и устройство для его осуществления.The closest analogue for the proposed group of inventions is G.A. Meerson, Zirconium Metallurgy, M .: Foreign Literature Publishing House, 1959, p.148-150, 156-157, which describes a method for processing oil-containing briquettes of chips of active refractory metals and alloys and a device for its implementation.
Недостатками известного аналога являются:The disadvantages of the known analogue are:
1. При выплавке слитка из маслосодержащих брикетов стружки происходит образование углеводородных газов и водорода, которые резко снижают пожаро- и взрывобезопасность процесса плавки.1. During the smelting of an ingot from oil-containing briquettes of chips, the formation of hydrocarbon gases and hydrogen occurs, which sharply reduce the fire and explosion safety of the melting process.
2. При нагревании маслосодержащих брикетов стружки значительное количество масла и влаги из брикетов конденсируется на крышке печи и других водоохлаждаемых элементов установки, с поверхности которых они могут повторно попадать на раскаленный или расплавленный металл, что может привести к снижению качества металла слитка.2. When oil-containing briquettes of chips are heated, a significant amount of oil and moisture from the briquettes condenses on the lid of the furnace and other water-cooled plant elements, from the surface of which they can re-fall onto hot or molten metal, which can lead to a decrease in the quality of the ingot metal.
3. Продукты термического разложения и окисления масла, а также жидкие фракции масла накапливаются в вакуумной системе, что снижает эффективность работы вакуумной установки.3. The products of thermal decomposition and oxidation of the oil, as well as liquid fractions of the oil accumulate in the vacuum system, which reduces the efficiency of the vacuum installation.
4. Предварительное удаление масла и влаги из брикетов стружки требует значительных трудозатрат и затрат на материалы и энергоносители и отличается низкой производительностью процесса.4. The preliminary removal of oil and moisture from the briquettes of chips requires significant labor and costs for materials and energy and is characterized by low productivity of the process.
5. Данное устройство не позволяет перерабатывать маслосодержащие брикеты стружки из-за невозможности обеспечения пожаро- и взрывобезопасности процесса в условиях образования в зоне нагрева углеводородных газов и водорода.5. This device does not allow the processing of oil-containing briquettes of chips due to the impossibility of ensuring fire and explosion safety of the process under conditions of formation of hydrocarbon gases and hydrogen in the heating zone.
6. Данное устройство не исключает загрязнения вакуумной системы продуктами термического разложения и окисления масла, что снижает эффективность работы вакуумной системы и снижает качество металла слитка.6. This device does not exclude contamination of the vacuum system by the products of thermal decomposition and oxidation of oil, which reduces the efficiency of the vacuum system and reduces the quality of the metal ingot.
Заявляемое техническое решение направлено на повышение пожаро- и взрывобезопасности процесса, на повышение эффективности работы вакуумной системы, на снижение трудо- и материальных затрат, на повышение производительности процесса.The claimed technical solution is aimed at increasing the fire and explosion safety of the process, increasing the efficiency of the vacuum system, reducing labor and material costs, and increasing the productivity of the process.
Указанная задача решается следующим образом.The specified problem is solved as follows.
1. В отличие от известного способа переработки брикетов активных тугоплавких металлов и сплавов, включающего загрузку брикетов в установленный в нагревательной печи плавильный тигель, герметизацию и вакуумирование системы и выплавку слитка, по заявляемому техническому решению перед выплавкой слитка производят удаление масла и влаги из брикетов путем повышения температуры в интервале 200-600°С со скоростью 5-15°С/мин в течение 2-2,5 часов, при поддержании давления отходящих паров и газов не более 2000 Па, при этом натекание вентилирующего газа 130-400 Па/мин осуществляется до начала плавления металла.1. In contrast to the known method of processing briquettes of active refractory metals and alloys, including loading briquettes into a melting crucible installed in a heating furnace, sealing and evacuating the system and smelting the ingot, according to the claimed technical solution, before the smelting, the ingot removes oil and moisture from the briquettes by increasing temperature in the range of 200-600 ° C at a speed of 5-15 ° C / min for 2-2.5 hours, while maintaining the pressure of the exhaust vapors and gases no more than 2000 Pa, while the leakage of venting gas 130 -400 Pa / min is carried out before the start of metal melting.
2. В отличие от известного устройства для переработки брикетов стружки активных тугоплавких металлов и сплавов, содержащего помещенный в печь нагрева плавильный тигель, изложницу, систему вакуумирования и конденсатор, по заявляемому техническому решению оно содержит связанные между собой трубопроводами конструктивно выделенный из объема печи рабочий объем плавильного узла в виде изолированной полости оснастки, систему газоотсоса паров масла и влаги из тигля, систему аварийного напуска инертного газа, систему подсоса вентилирующего газа.2. In contrast to the known device for processing briquettes of shavings of active refractory metals and alloys, containing a melting crucible, a mold, a vacuum system and a condenser placed in a heating furnace, according to the claimed technical solution, it contains the working volume of the melting unit structurally separated from the furnace volume by the pipelines a unit in the form of an isolated cavity of a snap-in, a gas suction system for oil vapor and moisture from a crucible, an inert gas emergency inlet system, a ventilating system suction g the basics.
3. Кроме того, по заявляемому техническому решению в системе подсоса вентилирующего газа используют инертный газ или воздух.3. In addition, according to the claimed technical solution, an inert gas or air is used in the vent gas system.
4. Кроме того, по заявляемому техническому решению система газоотсоса, содержащая связанные между собой трубопроводами вынесенный за пределы печи конденсатор паров и влаги, датчики давления, ловушку, затвор, обратный клапан, блок вакуумных насосов и вентиляторов может быть подключена к полости плавильного тигля через установленную в его верхней части насадку, закрытую крышкой.4. In addition, according to the claimed technical solution, the gas suction system containing vapor and moisture condenser removed from the furnace, pressure sensors, a trap, a shutter, a check valve, a block of vacuum pumps and fans can be connected to the melting crucible cavity through an installed in its upper part is a nozzle closed by a lid.
5. При этом по заявляемому техническому решению крышка может быть снабжена заслонкой с каналами для вентиляции рабочего объема тигля.5. In this case, according to the claimed technical solution, the lid may be provided with a shutter with channels for ventilation of the working volume of the crucible.
6. К тому же заявляемое устройство может быть дополнительно снабжено зонтом, установленным над предохранительным клапаном печи.6. In addition, the inventive device may be further provided with an umbrella mounted above the safety valve of the furnace.
7. Решение поставленной задачи может быть достигнуто также в результате того, что система газоотсоса в заявляемом устройстве содержит дополнительно насадку-смеситель, установленную между вакуумным насосом и вентилятором и связанную с ними трубопроводами.7. The solution of this problem can also be achieved as a result of the fact that the gas suction system in the inventive device further comprises a mixer nozzle installed between the vacuum pump and the fan and connected by pipelines.
При анализе патентных и научно-технических источников не выявлено технических решений, обладающих всей совокупностью существенных признаков заявляемого технического решения.When analyzing patent and scientific and technical sources, no technical solutions have been identified that possess the entire set of essential features of the claimed technical solution.
Таким образом, заявляемое техническое решение по результатам анализа уровня техники является неизвестным и соответствует критерию патентоспособности изобретения "новизна".Thus, the claimed technical solution according to the results of the analysis of the prior art is unknown and meets the criteria of patentability of the invention of "novelty."
Сравнение заявляемого решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области техники показало, что не выявлено технических решений, которые полностью содержат все заявляемые существенные признаки.Comparison of the claimed solutions not only with the prototype, but also with other technical solutions in the art showed that no technical solutions have been identified that fully contain all the claimed essential features.
Известны технические решения, которые частично содержат некоторые существенные признаки заявляемого решения. Так, известно испарение компонентов в вакууме и улавливание их в конденсаторе, при этом конденсатор летучих газов сообщен трубопроводом с полостью нагревательного устройства, известно применение заслонки /Патент РФ №2187565, С 22 В 9/04, F 27 B 14/04, 2000 г., заявка №94001969, С 22 В 5/00, F 27 B 15/00, 1997 г./.Known technical solutions that partially contain some of the essential features of the proposed solution. So, it is known that the components are evaporated in a vacuum and trapped in a condenser, while the volatile gas condenser is connected by a pipe to the cavity of the heating device, the use of a damper is known / RF Patent No. 2187565, C 22
Однако в заявляемом техническом решении только сочетание известных и неизвестных существенных признаков позволяет получить новый положительный эффект, заключающийся в возможности переработки маслосодержащих брикетов стружки активных тугоплавких металлов и сплавов (отходов) металлургическим путем за один цикл загрузки брикетов в печь без необходимости предварительной их очистки от масла вне печи при обеспечении высокого уровня пожаро- и взрывобезопасности процесса с получением в итоге товарной продукции (слитков металлов).However, in the claimed technical solution, only a combination of known and unknown significant features allows to obtain a new positive effect, which consists in the possibility of processing oil-containing briquettes of chips of active refractory metals and alloys (waste) metallurgically in one cycle of loading the briquettes into the furnace without first having to clean them from oil outside furnaces while ensuring a high level of fire and explosion safety of the process with the result of commodity production (metal ingots).
Заявляемое техническое решение явным образом не следует из уровня техники, т.к. для выявления сложных зависимостей между существенными признаками заявляемого решения, с одной стороны, и пожаро- и взрывобезопасностью процесса, эффективностью работы вакуумной системы, трудо- и материальными затратами и производительностью процесса, с другой стороны, а также для оптимизации выявленных зависимостей требуется проведение значительного количества сложных экспериментов.The claimed technical solution does not explicitly follow from the prior art, because to identify complex dependencies between the essential features of the proposed solution, on the one hand, and the fire and explosion safety of the process, the efficiency of the vacuum system, labor and material costs and productivity of the process, on the other hand, as well as to optimize the identified dependencies, a significant number of complex experiments.
Таким образом, заявляемое техническое решение соответствует критерию патентоспособности изобретения "изобретательский уровень".Thus, the claimed technical solution meets the criteria of patentability of the invention "inventive step".
В зависимости от содержания масла в исходных брикетах с 1 кг стружки при нормальных условиях выделяется 1-2,5 дм3 водорода. Наличие в заявляемом устройстве системы газоотсоса из плавильного тигля позволяет удалять из брикетов стружки до 99,9% масла при температуре 200-600°С и выводить его в конденсатор. При этом конструкция устройства предотвращает выход значительного количества масла в объем печи. Концентрация водорода в выхлопных газах снижается в смесительной насадке блока насоса и вентилятора с 60-85% (об.) до безопасного уровня (0,01-0,05% об.), что значительно повышает пожаро- и взрывобезопасность процесса. Остальное в виде низкомолекулярного пирогаза удаляется также вакуумными насосами через соответствующие насадки-смесители. Конструкция конденсатора обеспечивает полное улавливание капельно-дисперсных частиц из газового потока. Поэтому попадания жидких фракций масла в вакуумные насосы не происходит, что повышает эффективность работы вакуумной системы. Наличие в заявляемом устройстве системы аварийного напуска инертного газа и насадок-смесителей позволяет в аварийных ситуациях быстро заполнить рабочий объем печи инертным газом и исключить возможность появления взрывов и "хлопков", что дополнительно повышает пожаро- и взрывобезопасность процесса.Depending on the oil content in the initial briquettes from 1 kg of chips under normal conditions, 1-2.5 dm 3 of hydrogen is released. The presence in the inventive device of the gas exhaust system from the melting crucible allows you to remove from the briquettes chips up to 99.9% of the oil at a temperature of 200-600 ° C and output it to the condenser. Moreover, the design of the device prevents the release of a significant amount of oil into the furnace volume. The concentration of hydrogen in the exhaust gases decreases in the mixing nozzle of the pump and fan unit from 60-85% (vol.) To a safe level (0,01-0,05% vol.), Which significantly increases the fire and explosion safety of the process. The rest in the form of low molecular weight pyrogas is also removed by vacuum pumps through the appropriate mixer nozzles. The design of the condenser ensures the complete capture of droplet-dispersed particles from the gas stream. Therefore, liquid fractions of oil do not enter vacuum pumps, which increases the efficiency of the vacuum system. The presence in the inventive device of the emergency inert gas inlet system and nozzle-mixers allows in emergency situations to quickly fill the working volume of the furnace with inert gas and exclude the possibility of explosions and "pops", which further increases the fire and explosion safety of the process.
Совмещение в одной установке двух процессов: отгонки масла и воды из брикетов стружки активных тугоплавких металлов и сплавов и выплавки слитка позволяет значительно повысить производительность процесса получения слитка из брикетированной стружки, не ухудшая при этом качество металлической основы стружки.The combination of two processes in one installation: distillation of oil and water from briquettes of chips of active refractory metals and alloys and smelting of an ingot can significantly increase the productivity of the process of obtaining an ingot from briquetted chips, without compromising the quality of the metal base of the chip.
Заявленные параметры процесса удаления масла и влаги из брикетов стружки, а именно: интервал температур - 200-600°С, скорость нагрева - 5-15°С/мин, время удаления продуктов разложения масла в течение 2-2,5 часов, давление отходящих паров и газов - не более 2000 Па и натекание вентилирующего газа 130-400 Па/мин, осуществляемое до начала плавления металла, обеспечивают оптимальные условия удаления масла из брикетированной стружки активных тугоплавких металлов и сплавов и выведения продуктов его разложения из рабочего объема печи.The declared parameters of the process of removing oil and moisture from briquettes of chips, namely: temperature range - 200-600 ° C, heating rate - 5-15 ° C / min, the time of removal of oil decomposition products for 2-2.5 hours, exhaust pressure vapors and gases - not more than 2000 Pa and the flow of venting gas 130-400 Pa / min, carried out before the start of metal melting, provide optimal conditions for removing oil from briquetted shavings of active refractory metals and alloys and removing products of its decomposition from the working volume of the furnace.
Наличие в заявляемом устройстве зонта над предохранительным клапаном печи позволяет повысить безопасность ее работы в аварийной ситуации за счет эффективного смешивания водорода, выпускаемого через предохранительный клапан, с воздухом в безопасных концентрациях.The presence in the inventive device of an umbrella above the safety valve of the furnace can improve the safety of its operation in an emergency due to the effective mixing of hydrogen discharged through the safety valve with air in safe concentrations.
Отсутствие в заявляемом решении обезжиривающих и травильных растворов, промывной воды, сушки горячим воздухом в процессе удаления масла из брикетированной стружки, высокая производительность процесса позволяют значительно снизить трудо- и материальные затраты.The absence in the claimed solution of degreasing and pickling solutions, washing water, drying with hot air in the process of removing oil from briquetted chips, high productivity of the process can significantly reduce labor and material costs.
На фиг.1 схематично представлено заявляемое устройство.Figure 1 schematically shows the inventive device.
На фиг.2 изображена в сечении конструкция плавильного узла.Figure 2 shows in cross section the design of the melting unit.
На фиг.3 дано сечение насадки-смесителя.Figure 3 shows a cross section of the nozzle-mixer.
В соответствии с описанием устройства на ОАО ЧМЗ была создана установка по переработке брикетированной стружки.In accordance with the description of the device, a plant for the processing of briquetted chips was created at ChMZ OJSC.
Описание устройстваDevice description
Заявляемое устройство состоит из индукционной вакуумной печи (1), внутри которой установлен плавильный тигель (2). На верхней части корпуса тигля закреплена надставка (3), закрытая изолирующей крышкой (4) с заглушкой смотрового отверстия (не показано), образуя своеобразный колпак для первичного сбора и эвакуации выделяющихся паров и газов. При необходимости (например, для введения в тигель пробойника или для подсоса через крышку тигля" натекающего" воздуха или инертного газа) заглушка смотрового отверстия в крышке (4) может быть заменена заслонкой с вентиляционными каналами, которая прикрывает смотровое отверстие в крышке тигля на время отгонки масла. Для газоотсоса с корпусом печи (1) соединен патрубок (5), через который проводится вакуумирование внутренней полости оснастки, а также отвод водорода, паров воды и масла. Стыковка патрубка (5) с надставкой (3) осуществляется через переходник (6). Герметизация стыков патрубка, переходника и надставки осуществляется за счет уплотнений из каолиновой ваты, поджатых гайкой (не показано). Для обеспечения оптимальных параметров и безопасности процесса на этапе отгонки воды и масла из брикетов стружки (а также в аварийных ситуациях) заявляемое устройство снабжено системой вакуумирования и заполнения рабочего объема печи инертным газом, которая включает следующие элементы:The inventive device consists of an induction vacuum furnace (1), inside of which a melting crucible (2) is installed. On the upper part of the crucible body, an extension (3) is fixed, closed with an insulating cover (4) with a plug for the inspection hole (not shown), forming a kind of cap for the initial collection and evacuation of vapors and gases. If necessary (for example, for introducing a punch into the crucible or for sucking in the leakage air or inert gas through the crucible cover), the inspection hole cap in the cover (4) can be replaced by a valve with ventilation channels that covers the inspection hole in the crucible cover for the duration of stripping oils. For gas extraction, a nozzle (5) is connected to the furnace body (1), through which the internal cavity of the equipment is vacuumized, as well as the removal of hydrogen, water vapor and oil. The connection of the pipe (5) with the extension (3) is carried out through the adapter (6). The joints of the pipe, adapter and extension are sealed by means of kaolin wool seals, tightened with a nut (not shown). To ensure optimal parameters and process safety at the stage of distillation of water and oil from chip briquettes (as well as in emergency situations), the claimed device is equipped with a vacuum system and filling the working volume of the furnace with inert gas, which includes the following elements:
1. Рампа газовая шестиместная (7), предназначенная для понижения давления инертного газа до 5·105 Па при помощи редуктора (не показан). При нормальной работе заявляемого устройства используют 1 баллон газа (7), остальные баллоны должны быть полными и в готовности к экстренному заполнению рабочего объема печи (1) инертным газом при возникновении аварийной ситуации.1. A six-seater gas ramp (7), designed to reduce the inert gas pressure to 5 · 10 5 Pa using a gearbox (not shown). During normal operation of the
2. Узел подготовки газа (8) предназначен для улавливания капельной влаги из инертного газа, поступающего из баллонов, и для дальнейшего понижения давления инертного газа до 1,15·105 Па. Падение давления на входе в печь регулируется с помощью реле давления (настройка 3·105 Па) (не показано). Аварийное заполнение рабочего объема печи инертным газом до давления 1,15·105 Па (абсолютное) и непрерывная подача инертного газа при этом давлении с расходом 30 м3/ч обеспечиваются в узле подготовки газа (8) путем установки шести баллонных редукторов (не показаны), запитанных параллельно. Расчетное время заполнения рабочего объема печи инертным газом при полной загрузке в нее брикетов стружки составляет 8 мин. Для предохранения от повышенного давления узел подготовки газа (8) снабжен предохранительным клапаном (не показан) с настройкой на давление 1,2·105 Па.2. The gas preparation unit (8) is designed to trap droplet moisture from inert gas coming from cylinders, and to further reduce the inert gas pressure to 1.15 · 10 5 Pa. The pressure drop at the inlet to the furnace is controlled using a pressure switch (setting 3 · 10 5 Pa) (not shown). The emergency filling of the working volume of the furnace with inert gas to a pressure of 1.15 · 10 5 Pa (absolute) and the continuous supply of inert gas at this pressure with a flow rate of 30 m 3 / h are provided in the gas preparation unit (8) by installing six balloon reducers (not shown ), powered in parallel. The estimated time of filling the working volume of the furnace with inert gas when the chips are fully loaded into it is 8 minutes. To protect against high pressure, the gas preparation unit (8) is equipped with a safety valve (not shown) with a pressure setting of 1.2 · 10 5 Pa.
3. Натекатель (9) предназначен для создания относительно слабого тока газа в рабочем объеме печи, исключающего прорыв летучих фракций масла из внутренней полости оснастки в реторту печи и их конденсацию на водоохлаждаемых поверхностях оборудования. При этом осуществляется также вентиляция внутри полости оснастки. Регулировка потока инертного газа осуществляется в интервале 50-150 дм3 Па/с. Обычно давление в рабочем объеме печи поднимается за счет напуска вентилирующего газа на величину 130 Па (1 мм рт. ст.).3. The leakage nozzle (9) is designed to create a relatively weak gas flow in the working volume of the furnace, eliminating the breakthrough of volatile oil fractions from the internal cavity of the equipment into the furnace retort and their condensation on the water-cooled surfaces of the equipment. At the same time, ventilation is also carried out inside the equipment cavity. The inert gas flow is controlled in the range of 50-150 dm 3 Pa / s. Typically, the pressure in the working volume of the furnace rises due to the inlet of the venting gas by 130 Pa (1 mmHg).
4. Конденсатор (10) служит для охлаждения парогазовой струи, выходящей из плавильного тигля печи, для конденсации паров масла и улавливания образующихся капель в межтрубном пространстве (движение потока сверху вниз). Теплообмен в конденсаторе происходит как на боковой поверхности, снабженной рубашкой охлаждения, так и на крышке конденсатора, которая выполнена как одно целое с пучком труб, по которым циркулирует вода. Нижняя съемная часть корпуса конденсатора служит бачком для сбора конденсата. Такая конструкция конденсатора позволяет полностью выделить капельный унос масла из парогазового потока и легко разбирать его для очистки от загрязнений. Для контроля за давлением на входном патрубке в конденсатор и в печи установлены датчики абсолютного давления.4. The condenser (10) is used to cool the steam-gas stream leaving the furnace crucible, to condense oil vapor and trap droplets in the annulus (flow from top to bottom). Heat transfer in the condenser occurs both on the side surface equipped with a cooling jacket, and on the condenser cover, which is made integrally with a bundle of pipes through which water circulates. The lower removable part of the condenser housing serves as a reservoir for collecting condensate. This design of the condenser allows you to fully distinguish the drip entrainment of oil from the gas-vapor stream and it is easy to disassemble it to clean it from pollution. To control the pressure at the inlet to the condenser and in the furnace, absolute pressure sensors are installed.
5. Ловушка (12) выполнена в виде расширительной емкости. Предназначена для дополнительного улавливания капель конденсата в случае, если персоналом допущен их пропуск через конденсатор.5. The trap (12) is made in the form of an expansion tank. It is intended for additional trapping of condensate drops in case the personnel allowed their passage through the condenser.
6. Блок вакуумного насоса (13) и блок резервного насоса (14) предназначены для эффективного вакуумирования печи и удаления выделяющихся газов. Для безопасного смешивания "выхлопа" из вакуумных насосов с воздухом эти блоки снабжены специальными насадками-смесителями (15). Расход воздуха через насадку-смеситель определяется ее диафрагмой и работой вентилятора (16), который обеспечивает подачу воздуха в насадку-смеситель в количестве, необходимом для образования в ней воздушно-водородной смеси взрыво-безопасной концентрации. Скорость течения газа в воздуховодах контролируется и должна быть не менее 2 м/с.6. The vacuum pump unit (13) and the backup pump unit (14) are designed to effectively evacuate the furnace and remove evolved gases. For safe mixing of “exhaust” from vacuum pumps with air, these blocks are equipped with special nozzles-mixers (15). The air flow through the mixer nozzle is determined by its diaphragm and fan operation (16), which provides air supply to the mixer nozzle in the amount necessary for the formation of an air-hydrogen mixture of explosive concentration in it. The gas flow rate in the ducts is controlled and should be at least 2 m / s.
Для исключения попадания масла и воздуха в рабочий объем печи при внезапной остановке вакуумных насосов (13, 14) каждый насос снабжен обратным клапаном (17).To prevent the ingress of oil and air into the working volume of the furnace when the vacuum pumps (13, 14) suddenly stop, each pump is equipped with a check valve (17).
Для повышения технологических возможностей вакуумной системы тракты вакуумных насосов (13) и (14) соединены дополнительной линией с затвором (18).To increase the technological capabilities of the vacuum system, the vacuum pump paths (13) and (14) are connected by an additional line to the shutter (18).
7. Зонт (19) служит для отвода смеси газов, выбрасываемых из рабочего объема печи через аварийный клапан.7. An umbrella (19) is used to divert a mixture of gases ejected from the working volume of the furnace through an emergency valve.
Заявляемое устройство работает следующим образом.The inventive device operates as follows.
В установленный в нагревательной печи (1) плавильный тигель (2) загружают маслосодержащие брикеты стружки. Печь герметизируют и включают вакуумный насос (13). По достижении в рабочем объеме печи давления 130-400 Па открывают кран на газовом баллоне (7) с инертным газом или воздухом. Газ через узел подготовки газа (8) и натекатель (9) подается в рабочий объем печи (1) для исключения прорыва паров масла и влаги из внутренней полости надставки (3) в рабочий объем печи (1). Проводят нагрев брикетов стружки. Пары влаги и масла, выделяющиеся из брикетов стружки, поднимаются из плавильного тигля (2) в насадку (3), из которой через переходник (6) и патрубок (5) попадают в конденсатор (10).Oil-containing chip briquettes are loaded into a melting crucible (2) installed in a heating furnace (1). The furnace is sealed and include a vacuum pump (13). Upon reaching a pressure of 130-400 Pa in the working volume of the furnace, a valve is opened on a gas cylinder (7) with inert gas or air. Gas is supplied through the gas preparation unit (8) and the leak (9) to the working volume of the furnace (1) to prevent breakthrough of oil vapor and moisture from the internal cavity of the extension (3) into the working volume of the furnace (1). Chip briquettes are heated. Vapors of moisture and oil released from the chip briquettes rise from the melting crucible (2) to the nozzle (3), from which they enter the condenser (10) through the adapter (6) and the nozzle (5).
Контроль давления отходящих паров осуществляют датчиком (11). Очищенные от масла и влаги газы из конденсатора(10), через ловушку (12), через затвор (18), обратный клапан (17), вакуумный насос (13) или (14) выбрасываются через насадку-смеситель (15) вентилятором (16) в атмосферу. Концентрация водорода в воздушно-водородной смеси на выходе из вентилятора (16) является безопасной и составляет 0,01-0,05 об.%. Очищенные от влаги и масла брикеты стружки нагревают до температуры плавления и выплавляют слиток.The control of the pressure of the exhaust vapor is carried out by the sensor (11). Gases cleaned from oil and moisture from the condenser (10), through a trap (12), through a shutter (18), a check valve (17), a vacuum pump (13) or (14) are ejected through the mixer nozzle (15) by a fan (16) ) in atmosphere. The hydrogen concentration in the air-hydrogen mixture at the outlet of the fan (16) is safe and amounts to 0.01-0.05 vol.%. Chip briquettes cleaned of moisture and oil are heated to the melting temperature and the ingot is melted.
По окончании работы заявляемого устройства отключают нагрев печи (1), отключают вакуумный насос (13), закрывают кран на газовом баллоне (7).At the end of the operation of the inventive device, the heating of the furnace (1) is turned off, the vacuum pump (13) is turned off, the valve on the gas cylinder (7) is closed.
При аварийной ситуации в системе заполнения рабочего объема печи инертным газом одновременно работают 6 газовых баллонов (7) инертного газа.In an emergency, 6 gas cylinders (7) of inert gas simultaneously operate in the inert gas filling system of the furnace with inert gas.
Для проверки заявляемого технического решения проводили следующую работу. Перерабатывали маслосодержащие брикеты стружки циркониевого сплава Э110.To verify the claimed technical solution, the following work was carried out. Oil-containing briquettes of chips of zirconium alloy E110 were processed.
По прототипу в вакуумную индукционную печь загружали маслосодержащий брикет стружки циркониевого сплава Э110, проводили герметизацию печи, ее вакуумирование и осуществляли нагрев брикета на штатных режимах выплавки сплава Э110.According to the prototype, an oil-containing briquette of chips of E110 zirconium alloy was loaded into a vacuum induction furnace, the furnace was sealed, evacuated, and the briquette was heated under standard operating conditions of E110 alloy smelting.
При нагреве брикета стружки с повышением температуры из него начали выделяться пары влаги и масла, которые осаждались на водоохлаждаемые части печи, а концентрация водорода в газовой смеси на "выхлопе" из вакуумного насоса резко возрастала до взрывоопасной концентрации. В этом случае нагрев прекращали и делали выдержку до достижения на "выхлопе" взрывобезопасной концентрации водорода. После этого нагрев снова возобновляли и продолжали циклы включения и выключения нагрева до максимально возможного уровня удаления влаги и масла из брикета. Затем осуществляли выплавку слитка по штатным режимам. При выплавке слитка наблюдали "хлопки", т.е. резкое (скачкообразное) возрастание давления в реторте печи, связанное с попаданием масляного конденсата на поверхность раскаленного или расплавленного металла.When the briquette was heated with increasing temperature, moisture and oil vapors began to be released from it, which were deposited on the water-cooled parts of the furnace, and the concentration of hydrogen in the gas mixture on the “exhaust” from the vacuum pump increased sharply to an explosive concentration. In this case, the heating was stopped and the shutter speed was maintained until an explosion-proof hydrogen concentration was reached on the "exhaust". After that, the heating was resumed again and the cycles of turning on and off the heating continued to the maximum possible level of moisture and oil removal from the briquette. Then the ingot was smelted according to standard conditions. When the ingot was smelted, "pops" were observed, i.e. a sharp (spasmodic) increase in pressure in the furnace retort, associated with the ingress of oil condensate on the surface of a hot or molten metal.
По заявляемому техническому решению работу проводили на опытной установке. В установку загружали маслосодержащий брикет стружки сплава Э110 и проводили процесс удаления влаги и масла из брикета и последующую выплавку слитка на штатных режимах.According to the claimed technical solution, the work was carried out on a pilot plant. An oil-containing briquette of E110 alloy chips was loaded into the unit and the process of removing moisture and oil from the briquette and subsequent smelting of the ingot in normal conditions were carried out.
При этом варьировали параметры процесса:In this case, the process parameters were varied:
- температура нагрева: 180, 200, 400, 600, 625°С;- heating temperature: 180, 200, 400, 600, 625 ° С;
- скорость нагрева брикетов: 3; 5; 10; 15; 18°С/мин;- briquette heating rate: 3; 5; 10; fifteen; 18 ° C / min;
- давление отходящих паров и газов: 2100; 2000; 1800 Па;- pressure of exhaust vapors and gases: 2100; 2000; 1800 Pa;
- продолжительность нагрева: 1,5; 2; 2,5; 3 часа.- heating time: 1.5; 2; 2.5; 3 hours.
- натекание вентилирующего газа: 66, 130, 266, 400, 465 Па/мин.- leakage of venting gas: 66, 130, 266, 400, 465 Pa / min.
В ходе проведения данной работы определяли концентрацию водорода на "выхлопе" из вакуумного насоса, наличие проскока жидких фракций масла в вакуумный насос, материальные и трудозатраты, а также производительность процесса по известным методикам. Результаты исследований представлены в таблице.In the course of this work, we determined the concentration of hydrogen on the “exhaust” from the vacuum pump, the presence of a breakthrough of liquid oil fractions into the vacuum pump, material and labor costs, as well as the productivity of the process by known methods. The research results are presented in the table.
Анализ результатов, приведенных в таблице, показывает, что заявляемые способ и устройство отличаются от прототипа более высокой пожаро-, взрывобезопасностью процесса (отсутствие "хлопков" при выплавке слитка и безопасная концентрация водорода на выхлопе из вакуумного насоса 0,01-0,05 об.% у заявляемого решения и наличие "хлопков" в процессе выплавки слитка и опасная концентрация водорода на "выхлопе" из вакуумного насоса 80,7 об.% у прототипа), более высокой эффективностью работы вакуумной системы (отсутствие проскока жидкой фракции масла в вакуумный насос у заявляемого решения и наличие проскока жидкой фракции масла в вакуумный насос у прототипа, что объясняется, в частности, разложением и осмолением масла в этом случае), более высокой производительностью, более низкими материальными и трудозатратами (130,7-131,2%, 82,1-82,3% и 86,4-86,9% соответственно у заявляемого решения, 100%, 100%, 100% соответственно у прототипа и 66,8%, 110,2% и 124,5% соответственно у аналога).Analysis of the results shown in the table shows that the inventive method and device differ from the prototype in higher fire and explosion safety of the process (the absence of "claps" in the smelting of the ingot and a safe concentration of hydrogen at the exhaust from the vacuum pump of 0.01-0.05 vol. % of the proposed solution and the presence of "pops" in the process of smelting the ingot and a dangerous concentration of hydrogen on the "exhaust" from the vacuum pump 80.7 vol.% of the prototype), higher efficiency of the vacuum system (no breakthrough of the liquid oil fraction in the vacuum the smart pump of the proposed solution and the presence of a slip of the liquid oil fraction into the vacuum pump of the prototype, which is explained, in particular, by the decomposition and grinding of oil in this case), higher productivity, lower material and labor costs (130.7-131.2% , 82.1-82.3% and 86.4-86.9%, respectively, of the proposed solution, 100%, 100%, 100%, respectively, of the prototype and 66.8%, 110.2% and 124.5%, respectively at the analogue).
Оптимальными параметрами процесса удаления масла из брикетов стружки являются следующие:The optimal parameters of the process of removing oil from briquettes of chips are the following:
- температура 200-600°С (опыты №№4-6, 24-29);- temperature 200-600 ° C (experiments No. 4-6, 24-29);
- скорость повышения температуры 5-15°С/мин (опыты №№4-6, 9-11, 24-29);- the rate of temperature increase 5-15 ° C / min (experiments No. 4-6, 9-11, 24-29);
- давление отходящих паров и газов не более 2000 Па (15 мм рт. ст.) (опыты №№13, 24-29);- the pressure of the exhaust vapors and gases is not more than 2000 Pa (15 mm RT. Art.) (experiments No. 13, 24-29);
- продолжительность процесса удаления масла 2-2,5 часов (опыты №№4-14, 16, 17, 24-29);- the duration of the oil removal process is 2-2.5 hours (experiments No. 4-14, 16, 17, 24-29);
- натекание вентилирующего газа 130-400 Па/мин (опыты №№20-22, 24-29);- leakage of ventilating gas 130-400 Pa / min (experiments No. 20-22, 24-29);
- продолжительность натекания вентилирующего газа - до начала плавления металла.- the duration of the leakage of venting gas - before the melting of the metal.
Уменьшение температуры нагрева брикетов менее 200°С (опыт №3) приводит к неполному удалению масла из брикетов стружки и уменьшению выхода металла в слиток.A decrease in the temperature of heating briquettes below 200 ° C (experiment No. 3) leads to incomplete removal of oil from the briquettes of chips and a decrease in the yield of metal in the ingot.
Увеличение температуры нагрева брикетов более 600°С (опыт №7) приводит к неоправданному увеличению энергозатрат, т.к. температура 600°С является предельной для отгонки масла. И при этой температуре отгоняются практически все фракции масла и можно переходить к осуществлению процесса плавки металла.An increase in the temperature of heating briquettes over 600 ° C (experiment No. 7) leads to an unjustified increase in energy consumption, because a temperature of 600 ° C is the limit for the distillation of oil. And at this temperature almost all fractions of the oil are distilled off and you can proceed to the implementation of the metal smelting process.
Уменьшение скорости нагрева брикетов менее 5°С/мин (опыт №8) приводит к неоправданному затягиванию процесса и увеличению энергозатрат.A decrease in the briquette heating rate of less than 5 ° C / min (experiment No. 8) leads to an unjustified delay in the process and an increase in energy consumption.
Увеличение скорости нагрева брикетов более 15°С/мин (опыт №12) приводит к значительному повышению концентрации водорода на "выхлопе" вакуумного насоса в связи с перегревом масла и его разложением.An increase in the briquette heating rate of more than 15 ° C / min (experiment No. 12) leads to a significant increase in the hydrogen concentration at the "exhaust" of the vacuum pump due to overheating of the oil and its decomposition.
Увеличение давления отходящих паров и газов более 2000 Па (15 мм рт. ст.) (опыт №14) приводит к значительному повышению концентрации водорода на "выхлопе" вакуумного насоса и в печи. При аварийной разгерметизации печи в этом случае не обеспечивается достижение концентраций водорода и углеводородов ниже уровня концентрации предела взрываемости.An increase in the pressure of the exhaust vapors and gases of more than 2000 Pa (15 mm Hg) (experiment No. 14) leads to a significant increase in the concentration of hydrogen at the "exhaust" of the vacuum pump and in the furnace. In case of emergency depressurization of the furnace in this case, the achievement of hydrogen and hydrocarbon concentrations below the concentration level of the explosive limit is not ensured.
Уменьшение продолжительности нагрева брикетов менее 2 часов (опыт №15) приводит к неполному удалению масла из брикета и уменьшению выхода металла в слиток.Reducing the duration of briquette heating less than 2 hours (experiment No. 15) leads to incomplete removal of oil from the briquette and a decrease in the yield of metal in the ingot.
Увеличение продолжительности нагрева брикетов более 2,5 часов (опыт №18) приводит к значительному повышению энергозатрат без существенного улучшения полноты удаления масла из брикетов стружки. При натекании вентилирующего газа менее 130 Па/мин, и времени натекания менее, чем требуется до начала плавления металла (опыт №19) заметен проскок жидких фракций масла в объем печи, и масло, разлагаясь на графитовой оснастке печи, дает дополнительный объем водородсодержащего газа. При натекании вентилирующего газа выше 400 Па/мин (опыт №23) возможен проскок жидких фракций масла в вакуумные насосы, растет величина остаточного давления в печи, что неблагоприятно отражается на окисляемости металла.An increase in the duration of briquette heating for more than 2.5 hours (experiment No. 18) leads to a significant increase in energy consumption without a significant improvement in the completeness of oil removal from chip briquettes. When the venting gas flows less than 130 Pa / min, and the leakage time is less than what is required before the metal melts (experiment No. 19), a slip of liquid oil fractions into the furnace volume is noticeable, and the oil, decomposing on the graphite equipment of the furnace, gives an additional volume of hydrogen-containing gas. When the venting gas flows above 400 Pa / min (experiment No. 23), slip of liquid oil fractions into vacuum pumps is possible, the residual pressure in the furnace increases, which adversely affects the oxidation of the metal.
По заявляемому техническому решению на ОАО ЧМЗ создана установка ПБС по переработке брикетированной стружки и проведены ее промышленные испытания. Испытания установки ПБС показали ее эффективность, надежность работы ее отдельных узлов и высокое качество выплавленного в слиток металла. Полученный металл пригоден для долгосрочного и безопасного хранения или может быть переработан в товарную продукцию в соответствии с требованиями заказчика.According to the claimed technical solution, OAO CHMZ created a PBS installation for processing briquetted chips and conducted its industrial tests. Tests of the PBS installation showed its effectiveness, the reliability of its individual components and the high quality of the metal smelted in the ingot. The resulting metal is suitable for long-term and safe storage or can be processed into commercial products in accordance with customer requirements.
Claims (7)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003113465A RU2234547C1 (en) | 2003-05-07 | 2003-05-07 | Method and apparatus for reprocessing of oil-bearing briquettes of active high-melting point metals and alloys |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003113465A RU2234547C1 (en) | 2003-05-07 | 2003-05-07 | Method and apparatus for reprocessing of oil-bearing briquettes of active high-melting point metals and alloys |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2234547C1 true RU2234547C1 (en) | 2004-08-20 |
RU2003113465A RU2003113465A (en) | 2004-12-27 |
Family
ID=33414428
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2003113465A RU2234547C1 (en) | 2003-05-07 | 2003-05-07 | Method and apparatus for reprocessing of oil-bearing briquettes of active high-melting point metals and alloys |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2234547C1 (en) |
-
2003
- 2003-05-07 RU RU2003113465A patent/RU2234547C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
WО 9201825 A1, 06.02.1992. * |
МЕЕРСОН Г.А. Металлургия циркония. - М.: Издательство иностранной литературы, 1959, с.148-150, 156-157. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR960003815A (en) | How to Dispose of Metal Waste | |
NO782628L (en) | L PROCEDURE AND APPLIANCE FOR AA REMOVAL OF SCRAPE METAL | |
US2482127A (en) | Apparatus for refining metals | |
CN105817461B (en) | A kind of device of waste and old circuit board electronic component high added value recycling | |
US20080257109A1 (en) | High Vacuum In-Situ Refining Method for High-Purity Materials and an Apparatus Thereof | |
JP3983617B2 (en) | Multi-sealing type cleaning and vacuum drying method and apparatus | |
CN1317405C (en) | High vacuum in-situ two-step refining process for high purity material | |
RU2234547C1 (en) | Method and apparatus for reprocessing of oil-bearing briquettes of active high-melting point metals and alloys | |
CN108441645B (en) | Continuous vacuum distillation separation equipment for high-arsenic alloy | |
RU2570595C2 (en) | Method of aluminium slags treatment | |
CN210892409U (en) | Gas protection type metal powder drying equipment | |
WO2005051578A1 (en) | Isostat for processing materials and method for removing ceramic material from metallic articles by using said isostat | |
KR0171672B1 (en) | Thermal treatment device | |
JP5471577B2 (en) | Pretreatment equipment for liquids containing hazardous substances | |
US4675048A (en) | Electrothermal process and plant for the separation and refining of metal from waste | |
CN102650031A (en) | Method for removing organic matters attached onto surface of MASK | |
RU2205241C1 (en) | Calcium producing method and apparatus (versions) | |
WO2011096170A1 (en) | Method for purifying aluminum and apparatus therefor | |
RU2794648C1 (en) | Method for neutralization of fumes in magnesium thermal production of sponge titanium | |
JPH0978148A (en) | Disposal method by destructing waste structure | |
CN218187963U (en) | Molten salt collecting system of vacuum distillation device | |
Maslennikova et al. | Environmentally safe techniques in the recycling of mercury-containing materials | |
JPH0688148A (en) | Method and device for manufacturing pure magnesium lump from magnesium fine pieces | |
CN115747510A (en) | Crude zinc purification process | |
JP3688797B2 (en) | Vacuum deoiling furnace for metal scrap |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150508 |