Если загрязненный лом преждевременно погружается в расплав металла, оксиды и летучие вещества выделяются в массу расплава н захватывают некоторое количество алюминия при всплытии к поверхности. Это явление отрицательно влияет на процесс плавления и приводит к потерям металла. Чтобы избежать этого, необходимо уменьшить скорость подачи лома или приподнять цилиндр 8 над расплавом 16.

В описываемом процессе слой плавающего лома хотя и не погружается в поток расплавленного металла 18, все же находится ниже уровня поверхности при прохождении под цилиндром 8. Такое погружение создает достаточный гидростатический напор для обеспечения движения всего слоя лома вниз по потоку относительно точки 19.

Рис. 10. Схема процесса переработки алюминиевого лома:

1 - алюминиевый лом; 2 - первое измельчение; 3 - отделение инородных частиц; 4 - обрезкн бумаги и краска; 5 - второе размельчение; б - магнитная сепарация; 7 - отделенное железо; 8 - прессование при давлении, равном или превосходящем предел текучести материала; 9 - прессованная мас-са алюминия; 10 - введение массы в плавильную печь; - плавильная печь

Основной причиной движения лома является воздействие на него устройства 8. По мере продвижения по расплаву слоя лома с его поверхности удаляются посторонние вещества и происходит его частичное плавление. При плавлении лома используется дополнительное тепло, выделяемое при сгорании загрязняющих материалов. Плавление сопровождается агломерацией лома.

Увеличение количества непрерывно подаваемого лома 13 приводит к почти полному отсутствию пустот между блоками лома в горизонтальном направлении до завершения его подачи. Небольшие паузы в подаче лома допустимы, но в этом случае выходное устройство 6 можно использовать для остановки блоков лома до заполнения разрывов и пустот, обусловленных прерывистостью в загрузке, новыми порциями.

Возможно, что при больших паузах между загрузками лома разных типов, особенно в процессе подачи холодного лома, температура циркулирующего расплава станет ниже требуемой. В этом случае подачу можно прерывать до достижения требуемой температуры. Используя устройство, представленное на рис.9, температуру расплава можно восстановить за 5 - 10 мин, пропустив расплав через камеру нагрева 2.

Температура плавления алюминия - 660°С, однако для достижения оптимальных условий плавления необходима t= 700-760°С. Но лак удаляется и при более низких (~590°С) температурах. Определяющим является процесс плавки. Следует отметить, что можно снимать лак, нанося лом на поверхность солевого расплава с температурой ~590°С.

При движении лома происходит воспламенение горючих загрязнений. Большая часть сгорает при движении к насосу 5 или аналогичному устройству. Кривая интенсивности сгорания примесей за время продвижения лома пропорциональна высоте пламени на этом участке, что показано пунктирной линией на рис.9. Высота пламени хорошо наблюдается визуально.

Даже при постоянной толщине слоя лома тип горения меняется в зависимости от содержания горючих компонентов в ломе. Высота пламени при сгорании уменьшается равномерно, например при обработке размельченного лома с лаковым покрытием. Для других видов алюминиевого лома высота пламени остается постоянной до момента спада, например, это наблюдается для замасленной стружки. В случаях, например каркасного лома, высота пламени быстро уменьшается. Таким образом, высота пламени служит определенным индикатором момента, когда летучие примеси полностью удаляются.

Предпочтительное время для принудительного погружения очищенного лома составляет около 20 с. после исчезновения пламени, что соответствует полному ^сгоранию или испарению примесей. Время полного сгорания легко определяется визуально. Установлено, что наблюдаются значительные различия для различных типов лома. При этом более высокое пламя, чем обычно, наблюдается в нижней по потоку части желоба 7. В этом случае выходное устройство 6 используют для остановки лома на более длительный период, достаточный для полного тушения пламени.

Как уже отмечалось, высота пламени 15 зависит от количества загрязнений. Пламя, как правило, исчезает в области выходного устройства 6. Однако может возникать ситуация, при которой некоторое количество лома с несгоревшими примесями и остатками пламени попадают в завихрения насоса 5 и принудительно погружаются; обычно это наблюдается в случае лома предварительно очищенного в печах для удаления лака.

Следует отметить, что агломераты лома на поверхности 16 расплава 18 частично закрывают открытый желоб 7. Сгорание загрязнений на поверхности позволяет уменьшить потери тепла при циркуляции расплава алюминия. Целесообразно иметь над желобом вытяжной зонт для улавливания продуктов испарения и сгорания. Такой зонт препятствует уносу углеводородов в атмосферу, пары и газы могут направляться в камеру сгорания и там сжигаться.

Метод, разработанный К. Амино (патент США 4159907, 3 июля 1979 г.; фирма (Алюминиум Индастриз Ко, Лтд.,") является примером процесса плавления алюминиевого лома с первоначальным прессованием при давлениях, превышающих предел текучести материала используемого лома и дающих прессованную массу плотностью, превышающей плотность алюминиевого сплава, с последующим введением спрессованной массы в плавильную ванну. Схема этого процесса показана на рис.10.

По этому способу лом измельчается дважды. Сначала он подвергается первой стадии измельчения после отделения инородных частиц, таких как обрезки бумаги и краска, и направляется на повторное измельчение, после чего следует магнитное разделение для удаления частиц железа из лома алюминия.

Тщательность операций измельчения и разделения зависит от типа подвергаемого переработке лома и вида инородных частиц в его составе. В любом случае требуется, чтобы после второго измельчения исходный лом на 80 % состоял из частиц с диаметром от 2 до 20 мм.

Частицы, полученные таким образом, затем прессуются под давлением, соизмеримым или значительно превышающим предел текучести материала, из которого состоит лом. Для этих целей может использоваться гидравлический формовочный пресс двойного действия или формовочный пресс обратного хода.

Литература