28. Предварительный подогрев шихты. Установки, преимущества плавки на горячей шихте, на подогретой шихте.

Применяются несколько вариантов предварительного подогрева шихты: первый - подогрев шихты вне печи: в загрузочных корзинах (бадьях), на конвейере и в печах проходного типа; второй вариант - в шахтах, установленных непосредственно над сводом печи; и наконец нагрев шихты в самой печи (двухванные печи).

Нагрев шихты непосредственно в рабочем пространстве печи может быть осуществлен путем установки горелок в стенах, своде печи и введении их через рабочее окно. Однако такой способ обеспечивает к.п.д. нагрева не более 10-12 %, т.к. высокотемпературные газы не могут проникнуть в слой шихты на глубину более 250-300 мм. Передача тепла нижележащим слоям осуществляется за счет теплопроводности и имеет существенно меньшую интенсивность.

Нагрев шихты вне печи может производиться в проходных печах, на загрузочных конвейерах (например, установках consteel) и в загрузочных корзинах.

Для действующих производств наиболее рациональным является последний. Этот способ не требует значительных капиталовложений и длительной остановки производства. Нагрев шихты происходит за счет конвекции путем продувки горячих газов сквозь слой шихты, при этом к.п.д. способа составляет более 60 % (от до 85 - 90% в начальной стадии процесса).

Установки подогрева шихты в бадьях компактны, просты в эксплуатации. Однако в традиционных бадьях нагрев более 250 - 300°С невозможен из-за опасности перегрева (разупрочнения, коробления) корпуса бадьи и ее грузонесущих элементов (цапф, траверсы и т.п.). Радикальным техническим решением для уменьшения тепловой нагрузки на корпус бадьи является предлагаемая ее доработка: в бадью с зазором 50 мм от ее корпуса устанавливается обечайка, примерно равная высоте корпуса (рис.).

29. Барабанные вращающиеся печи для сушки и плавления. Особенности работы. Принцип расчёта.

Широко применяются для плавки, нагрева и сушки, особенно дисперсных и сыпучих материалов. В них переплавлять стружку, мелкий скрап и т.д. В основном в них плавят цветные сплавы.

Такие печи выгодно отличаются от стационарных с точки зрения массо- и теплопереноса, поскольку в них металл нагревается и сверху, и снизу. Это происходит за счет постоянной смены мест сво­да и подины, т.е. внутренняя кладка печи, нагревающаяся в верхнем положении, отдает тепло, когда переходит в нижнее положение. Кроме того, улучшается теплопередача при пере­мешивании металла вовремя вращения печи и дополнительно технология плавки, так как загруженный в барабан мате­риал сразу покрывается жидким флюсом и металлом и по­стоянно перемешивается. В результате этого быстрее проис­ходит плавление скрапа. На рисунке приведена схема короткобарабанной вращающейся печи. Плавка шихты происходит в расплавленном флюсе, находящемся в барабане диаметром до 3 и длиной до 5 м., который внутри футерован шамотным кирпичом. Вращение печи со скоростью 1—8 об/мин осуще­ствляется от привода через редуктор и зубчатые муфты. Для слива металла и флюса в печи есть 2 летки: по образующей и в торце. Печи отапливаются мазутом или газом и обычно снабжаются прямоточными горелками. Загрузка печи выполняется через разгрузочную горловину лотковым пита­телем, с помощью которого можно регулировать загрузку шихты по всему объему печи.

Выход металла при плавке стружки достигает 95 %, а при плавке стружки и фольги — 90 %. Барабанные печи в большин­стве случаев изготавливаются емкостью 0.5—29 т, а их произ­водительность достигает 70т/сут. Благодаря высоким технико-экономическим показателям вращающиеся печи находят все большее применение для производства Al сплавов.

Несмотря на ряд преимуществ, эти печи обладают и недо­статками, главный из них — большой объем солевых шлаков, который достигает 15—30% от массы переплавляемого сырья.

Для сушки песка используются печи большой длины: 10-30 м. В таких печах более высокий к.п.д. Расчёт выполняется по схеме топливных печей: по тепловому балансу. Кроме того нужно рассчитывать привод с учётом опрокидывающего момента материала, который при вращении печи сдвигается в сторону вращения на угол 25-30⁰.