Макет страницы
Выходящие газы, нагретые до температуры 1100—1375°С, подаются далее в плавильную печь 10 для расплавления алюминиевого лома, доставляемого из камеры предварительного нагрева 12 или 12а. Камера предварительного нагрева 12 состоит из вращающейся сушильной печи, используемой для размельченных материалов и камеры 12а для приема прессованного лома.
Часть отходящих горючих газов 11 из плавильной печи проходит через устройство для предварительного нагрева лома (до 4800C) перед подачей в печь; газы вентилятором 13а возвращаются в секцию дожигания 2. Остаток выходящих газов подается в рекуператор 8 через байпасную линию с заслонкой 9 и по линии 7 направляется в дымоход. По мере образования расплавленный алюминий выпускается из печи через отверстие 10а. Заслонка 13 позволяет регулировать подачу газов в камеру 12 для поддержания постоянного температурного режима.
Для полной утилизации тепла целесообразно отводить горячий газовый поток из печи непосредственно в рекуператор 8 для обогревания трубок 6 с целью предварительного нагрева воздуха 5, питающего горелку 3 камеры сгорания. Газы, направляемые в дымоход по линии 7, имеют температуру порядка 650—820 °С.
При плавлении алюминия требуется около 462 кДж/кг алюминия для предварительного нагрева до температуры 480 °С. Примерно 714 кДж/кг алюминия передаются загруженной массе путем контакта с расплавом. В результате теплообмена температура отходящих газов снижается до 650—820 вместо 1100—1375 °С, характерных для плавильных печей с непосредственным обогревом пламенем.
Изделия из алюминия или из его сплавов широко используются как конструкционные элементы, например в строительстве, благодаря их малой массе и коррозионной стойкости. По этой причине количество механически обрабатываемого алюминия увеличивается из года в год. Увеличение количества продукции, производимой методом экструзии, приводит также к росту отходов и обрезков алюминия. Значительное количество лома образуется при холодной обработке алюминия давлением и сборке. Общее количество алюминиевого лома, образующегося при производстве и сборке конструкционных элементов, может достигать 20—30 % от массы исходного сырья.
Таким образом, возникает необходимость в разработке методов эффективной переработки таких отходов.
Известные процессы переработки лома включают стадии плавления и формования заготовок с последующей штамповкой. Однако этот метод требует добавления первичного металла на стадии плавления для обеспечения необходимых формовочных качеств. Кроме того, недостатком таких процессов является их высокая энергоемкость и большие потери металла.
Было предложено подвергать штамповке непосредственно лом алюминия и его сплавов (см. патенты США 2391752 и 2302980). В патентах указывается, что одной из главных проблем прямой штамповки алюминиевого лома является наличие оксидного покрытия или оксидных пленок, покрывающих поверхность алюминиевого лома. Если давление в ходе переработки недостаточно для их разрушения, пленки предотвращают плотный контакт металлических поверхностей, что приводит к получению неоднородных изделий с низкой механической прочностью.
Предлагается подвергать алюминиевый лом давлению 0,4—1 т/см2 в экструдере при температуре 300 0C с целью разрушения оксидных пленок и далее штамповать лом и отходы при давлении 2,2—5 т/см2 при температуре 350—450 °С. Установлено, что такой технологический процесс эффективен в решении проблемы оксидных пленок, однако при этом остаются проблемы, связанные с наличием воздуха в экструдере.
Наличие воздуха в обрабатываемой массе создает сопротивление движению пуансона и приводит к появлению раковин в полученных изделиях, т. е. к снижению их качества, в частности прочности. Далее, в реальных условиях производства довольно трудно загружать мелкоизмельченный лом в экструдер и точно регулировать его количество, необходимое для каждой нагрузки. Такой процесс загрузки требует значительного времени и приводит к тому, что температура сырья падает ниже температуры, требуемой для штамповки.
Т. Такахаши, Т. Нагано, К. Накамура, М. Кипучи (патент США 4028795. 14 июня 1977 г.; фирма «Рикен Кейкензоку Когио KK», Япония) разработали усовершенствованный процесс, в котором лом, отходы алюминия или его сплавов подвергаются измельчению и превращаются в цилиндрические заготовки с последую-
Ситтиг М.
33
