ВВЕДЕНИЕ
При выплавке сплавов цветных металлов на заводах часто используются современные типы дуплекс-процесса. В качестве первого плавильного агрегата, например, может быть индукционная тигельная печь средней частоты для проведения скоростной плавки, а в качестве второго агрегата используется канальная индукционная печь промышленной частоты или тигельная с укороченным индуктором для накопления металла, регулирования его химсостава и теплосохранения.
Глава 1. Технология плавки цветных металлов
В связи с быстрым развитием автомобилестроения, самолетостроения и других новейших направлений машиностроения в гражданских и оборонных отраслях, значительно возросла выплавка сплавов цветных металлов. Мировая тенденция развития печных агрегатов для производства сплавов цветных металлов характеризуется следующими положениями:
печи на коксе практически не используются из-за высокого загрязнения сплавов, трудности получения отливок высокого качества, низкой экологичности и высокого энергопотребления;
сокращается использование пламенных отражательных печей ввиду повышения угара металла и насыщения его газами, особенно при использовании легковесной садки и существенного загрязнения продуктами сгорания топлива;
по сути прекратилось применение электродуговых печей также по причине большого угара металла, трудности регулирования химсостава и гомогенности сплава, а также из-за больших затрат энергии при теплосохранении расплава;
печи сопротивления используются только как теплосохраняющие и практически не применяются как плавильные агрегаты из-за низкой производительности;
быстро расширяется сфера применения индукционных печей: тигельных и канальных на промышленной частоте, тигельных плавильных на средней частоте и тигельных с укороченным индуктором для выдержки металла, - которые используются во всех видах выплавки цветных металлов, процессах теплосохранения и разливки.
Тигельные печи средней частоты вытесняют индукционные печи промышленной частоты и применяются для скоростных плавок малыми партиями. Канальные индукционные печи промышленной частоты наиболее эффективны как теплосохраняющие и разливочные. Крупные канальные индукционные печи используются для выплавки и накопления отдельных марок цветного металла в ночное время, когда стоимость электроэнергии самая низкая, а в дневное время обеспечивается непрерывная разливка или литье в крупные формы.
При выплавке сплавов цветных металлов на заводах часто используются современные типы дуплекс-процесса. В качестве первого плавильного агрегата, например, может быть индукционная тигельная печь средней частоты для проведения скоростной плавки, а в качестве второго агрегата используется канальная индукционная печь промышленной частоты или тигельная с укороченным индуктором для накопления металла, регулирования его химсостава и теплосохранения.
В некоторых случаях применяется триплекс-процесс выплавки цветных металлов. Он объединяет три связанных процесса - выплавку, теплосохранение, разливку, что позволяет точно контролировать состав и температуру сплава и в полной мере использовать производительность литейного участка.
Обобщая результаты сравнения различных плавильных агрегатов для плавки цветных металлов с точки зрения технико-экономической эффективности, экологической безопасности и технологических возможностей, можно сделать вывод, что индукционный метод плавки наиболее полно отвечает требованиям современного производства. Методы пламенного и электродугового нагрева по многим критериям уступают индукционной плавке. Только возможность использования в качестве загрузки с высоким содержанием примесей является технологическим преимуществом пламенных и электродуговых плавильных агрегатов. Однако в качестве главного аргумента в пользу плавильных установок с топливным нагревом обычно приводится низкая стоимость энергии. Но если принять во внимание не только прямые расходы, но и расходы на обслуживающий персонал, накладные расходы и затраты на достижение высокого качества продукции, затраты на утилизацию и обогащение ядовитых в известной степени солевых шлаков, образующихся при использовании флюсов во время плавки цветных металлов, то во многих случаях практически исчезает и это преимущество методов пламенного нагрева.
Среди известных конструкций индукционных печей наиболее эффективны тигельные индукционные печи средней частоты. Они не имеют недостатков, свойственных канальным индукционным печам, связанных с необходимостью систематической очистки каналов, затрудненным переходом с плавки одной марки металла на другую, а также с необходимостью заполнения рабочих каналов горячим расплавом даже при длительных остановках. Тигельные печи допускают быстрый переход с одной марки на другую. Тигель менее чувствителен к охлаждению, а его состояние можно визуально контролировать. Тигельная печь работает в садочном режиме с холодной завалкой шихты и обеспечивает интенсивное перемешивание металла, что позволяет ускорить плавление твердых кусков и усреднить температуру и химсостав ванны расплава металла.
Глава 2. Техника безопасности при производстве алюминия из вторичного сырья
В производственных помещениях, характеризующихся значительными влаговыделениями, выделениями гигроскопической пыли, хлора и хлористого водорода, должна быть исключена возможность образования конденсата за счет применения соответствующих систем вентиляции межэтажных перекрытий и кровли.
Не допускается устройство внутренних водостоков в зданиях преобразовательных подстанций, электролизных и литейных корпусах, а также в производственных зданиях обезвоживания карналлита.
Хранение технологических материалов должно осуществляться в складах, отсеках, бункерах и на специально оборудованных площадках. При этом должна быть исключена возможность их смешивания.
Выгрузка и загрузка технологических материалов (сырье, флюсы, отходы производства, «обороты», топливо и др.), транспортирование их на дальнейшую переработку, а также упаковка, складирование, отгрузка готовой продукции должны быть механизированы.
Расстояние между параллельно установленными барабанами вращающихся печей должно быть не менее трех их диаметров.
Переработка вторичного сырья (лома цветных металлов) должна осуществляться с соблюдением требований инструкции, утвержденной техническим руководителем организации.
Ширина рабочих проходов между габаритами оборудования с интенсивным теплоизлучением или штабелями металла у литейных конвейеров должна быть не менее 1,5 м.
Инструменты, приспособления, погружные части центробежных насосов, заборники вакуум-ковшей, сифонов и другого оборудования для работы с расплавами должны быть просушены и прогреты (непосредственно перед погружением в расплав) до температуры, исключающей возможность выброса расплава.
Литейные вакуум-ковши, тигли, короба, изложницы, кристаллизаторы, кокильные формы, шламовницы и другие емкости для расплава должны быть очищены от мусора и просушены перед заливкой в них расплава.
Уровень расплава в ковшах для транспортирования его между цехами, участками и отделениями должен быть ниже верхней кромки ковша не менее чем на 200 мм.
Площадки для естественного охлаждения коробов с расплавом должны располагаться не ближе 5 м от основных транспортных проездов и постоянных рабочих мест.
Запорная и регулирующая арматура на трубопроводах воздуха и топлива должна размещаться вне зоны обслуживания смотровых окон и отверстий для установок горелок и форсунок.
Содержание влаги в шихтовых материалах, перерабатываемых в металлургических агрегатах, регламентируется технологической инструкцией, утвержденной техническим руководителем организации.
Загрузка в металлургические агрегаты шихтовых материалов, влажность которых превышает величину, установленную технологической инструкцией, не допускается.
Кожухи электропечей и их металлоконструкции, которые могут оказаться под напряжением, должны быть заземлены. Токоведущие части электропечей должны быть изолированы или ограждены.
Проверка сопротивления изоляции конструктивных элементов основного и вспомогательного технологического и электротехнического оборудования относительно «земли», а также сопротивления заземляющих устройств должна проводиться по графику, утвержденному техническим руководителем организации.
Результаты замеров сопротивления изоляции и сопротивления заземляющих устройств заносятся в специальный журнал.
Вытяжные системы и аспирационные установки должны обеспечивать удаление пыли, газов, паров и аэрозолей от мест их образования так, чтобы содержание вредных веществ в воздухе рабочей зоны не превышало предельно допустимые концентрации (ПДК).
Воздух аспирационных установок, выбрасываемый в атмосферу, должен соответствовать требованиям санитарных норм.
Составные части производственного оборудования, в том числе энергетические трубопроводы, рукава и электрокабели, должны быть защищены от возможного попадания на них расплава.
Проектом должно быть предусмотрено оснащение агрегатов и аппаратов системами контроля и сигнализации, извещающими о пуске, остановке и нарушениях режима работы оборудования.
Плавильные печи должны быть оборудованы приямками или специальными емкостями, обеспечивающими прием всего расплава при возможных авариях.
Места приема расплава должны быть сухими.
Эксплуатация металлургических агрегатов при отклонениях манометрического режима от величин, установленных технологической инструкцией, утвержденной техническим руководителем организации, не допускается.
При отключении технологического оборудования аварийными кнопками должна быть предусмотрена соответствующая защита против дистанционного включения.
Конструкция рабочих площадок и сопряжений их с металлургическими агрегата
