Способ управления фильтрующей центрифугой в процессе рафинирования расплавленных металлов от твердых примесей

(19) СУДАРЕДОМСТВО ННОЕ ПАТЕНТНОЕССР (ГОСПАТЕНТ СССР) БРЕТЕН-в,М СОЮЗ СОВЕТСКИХсОциАлистических РесттуБлик ОПИСАНИЕ(71) Новосибирский оловянный комбинат(73 Новосибирский оловянный комбинат(4) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ФИЛЬТРУЮЩЕЙЦЕНТРИФУГОЙ В ПРОЦЕССЕ РАФИНИРОВАНИЯ РАСПЛАВЛЕННЫХ МЕТАЛЛОВ ОТ ТВЕРДЫХ ПРИМЕСЕЙ(67) Использование: для управления центрифугамиразделения суспензий в металлургии цветных металлов, Сущность изобретения: при погружении иподнятии фильтра измеряют дифференциальнымдатчиком силу давления вращающегося роторафильтра на опору подшипника до погружения врасплав и после подъема из расплава Определяютприрост силы давления, сравнивают с заданным ЗУ. (ц 1 ВЗЗЯ 1.ЬЗ) В 04 В 11 02 значением и регуп 1 фуют дпитьъность вращения ротора-фильтра в расппаве, причем ри отрицательном значении разности повышают длительность вращения ротора-фильтра в расплаве, а при попожитепьном значении длительность вращения ротора-фильтра измеаот наоборот. Для осуществления способа опора ротора-фильтра снабжеа то Идатчиком давления, к которому подсоединен электрический преобразоватеть давления, например, из сапфировых элементов, через устройство сопряжения УСО соединен с анализатором (управляющий комплекс), которье также связан через УСО с таймером, задатчщом и блоком управления приводами. Данное техническое реждение обеспечивает саморегулировку.длительности вращения фильтра в расплаве до веюго наполнения фильтра осадка что повьвоает производительность центрифуги в 1,1 - 1,3 раза 2 ил 3 табаИзобретение относится к металлургии цветных металлов, в частности к вопросам управления центрифугами разделения суспенэий,Известен способ управления процессом разделения суспенэий фильтрующей центрифугой путем определения отношения массы фугата к массе поступающей в фильтр на разделение суспензии в единицу времени и регулирования количества поступающей суспенэии до установления величины отношения постоянно заданно,му (авт.св,СССРНГ 602229, кл. В 04 В 3/00, 1978),Недостаток известного способа в том, что не позволяет регулировать поступление суспензии в погруженный фильтр центрифуги.Наиболее близким по технической сущ;, ности и достигаемому результату является способ управления центрифугой и устройство для рафинирования расплавленных металлов с погружаемым фильтром, состоящим из двух сжатых конусообразных тарелей, с образованием фильтрующей щели и полости для осадка, Верхняя тарель снабжена окнами для всасывания суспензии в полость фильтра, Для управления такой центрифугой с погружным фильтром включают привод механизма погружения фильтра в расплав, включают привод вращения на установленную длительность, включает механизм поднятия фильтра из расплава и включает механизмы раскрытия тарелей для разгрузки твердого осадка. Затем механизмы включаются для повторного цикла (2),Недостатком известного устройства является сравнительно невысокая производительность,Основная причина недостаточной производительности в том, что механизмы включаются независимо от степени заполнения фильтра,Производительность центрифуги с погружным фильтром характеризуется степенью заполнения фильтра осадком, длительностью наполнения фильтра и длительностью подготовки его к фильтрации в каждом цикле. Цикл состоит: погружение фильтра 10 с, наполнение фильтра 3 мин, подъем фильтра на отжатие 10 с, отжатие 1 мин, подъем и разгрузка 10 с. Полезное время - длительность наполнения фильтра, остальное подготовительное. В начале процесса, когда расплав содержит высокую концентрацию твердых кристаллов, фильтр заполняется за 60-90 с на 90, а остальное время 1,5 мин фильтр, уже будучи заполненным. вращается в расплаве, захватывая незначительное количество твердых кристаллов. В конце процесса очистки при заданной длительности 3 мин, фильтр заполняется на 30-60 и такой длительно сти вращения в расплаве для полного егозаполнения явно недостаточно. Фильтр разгружается будучи недозаполненным, что снижает производительность аппарата.Цель изобретения - повышение произ водительности процесса.Поставленная цель достигается тем, чтопри,погружении и поднятии фильтра измеряют дифференциальным датчиком силу давления вращающегося ротора - фильтра 1 Б на опору подшипника до погружения в расплав и после подъема из расплава. Определяют прирост силы давления, сравнивают с заданным значением и регулируют длительность вращения ротора-фильтра в расплаве, 20 причем при отрицательном значении разности повышает длительность вращения ротора-фильтра в расплаве, а при положительном значении длительность вращения ротора- фильтра изменяют наоборот.25 Для осуществления способа опора ротора снабжена тороидальным дифференциальным гидравлическим датчиком давления, соединенным с электрическим преобразователем давления (например, из сапфировых 30 элементов). Этот отличительный признаксоздает новое свойство центрифуге в саморегулировании длительности вращения в расплаве и обеспечивает соответствие критерию существенных отличий.35 На фиг.1 показано устройство для осуществления способа: на фиг.2 - схема постановки датчика в устройстве.Устройство содержит обогреваемый котел-ванну 1 для расплавления металла, в 40 который погружен фильтр 2. закрепленныйна роторе 3, соединенный с приводом 4 вращения. Фильтр 2 состоит из нижней 5 и верхней 6 конусообразных тарелей, соединенных большими основаниями с образова нием полости 7 (фиг,2) и сжатых дообразования фильтрующей щели 8 (фиг,1) между большими основаниями с зазором 0,1 - 1 мм, Верхняя тарель 6 снабжена заборными окнами 9.50 Ротор 3, посаженный в обойме подшипников 10 на траверсе 11, кинематически связан с приводом 12 ве ртикального перемещения фильтра в расплав и иэ расплава.55 С помощью привода 12 вертикальногоперемещения фильтр может подниматься в положение 13 над расплавом (фильтр в положении отжима) и подниматься в положение 14 (фильтр в положении разгрузки) против бункера 15. Ротор 3 сн:1 бжен меха83964 40 низмом 16 открывания тарелей фильтра 2 путем раэжатия и смещения тарелей в положении 14 против бункера 15.На ротор 3 посажена обойма подшипника 10, а под обойму подшипника на траверсе 11 установлен тороидапьный дифференциальный гидродатчик 17 давления ТГД. К дифференциальномуу гидродатчику ТГД давления подсоединен электрический преобразователь давления 18, например, иэ сапфировых элементов. Устройство содержит также устройство сойряжекия 19, анализатор 20 (управля ющи й ко м и л е кс Д В К-З), кото р цй связан через устройство 19 с сельсиндатчиком 21, таймером 22, эадатчиком 23 и блоком 24 управления приводами.Устройство работает следующим образом:В ванне 1 расппавпякт металл, с помощью траверсы 1 и привода 12 погружают в расплав фильтр 2, закрепленный на комбинированном роторе 3 и приводят во вращение с помощью привода 4, При вращении фильтра 2 рафинируемый металл вовлекается в фильтр 2 через заборное окно 9. Расплав продавпивается под действием центробежных сил через фильтрующую щель 8 в ванну, Твердые кристаллы накапливаются в виде осадка в полости 7.Периодически по мере накопления осадка в фильтре 2 с помощью привода 12 и траверсц.11 фильтр 2 приподнимается над уровнем расплава в положение 13 и, продолжая вращать фильтр, производится очистка "досуха" осадка от остатков жидкой фазы, Затем с помощью привода 12 и траверсц 11 фильтр 2 приподнимается в положение 14, Тарели 5 и 6 фильтра 2 с помощью механизма 16 открываются и осадок под действием центробежных сил выбрасывается в зоне бункера 15 и осадок разгружается транспортером, После этого тарепи 5 и 6 фильтра 2 с помощью механизма 16 закрцваются, сжимаются и погружаются приводом 12 в ванну 1 с рафинируемцм расппавом для повторения цикла,Способ осущ ствпяется следующим образом: Включают привод 12 погружения фильтра 2 в расплав и фиксирует сигналы от 50датчика 17 давления ротора. П ри опускании фильтра 2 в момейт касания к расппаву дат. чик 17 фиксирует изменение давления ротора на спору подшипника 10, Изменение давления гидрсдатчика ТГД 17 через электропреобразователь "Сапфир" 18, включенным по схеме с дифференцированием эпектросигнапа базы и корректировкой "нуля" через УСО 19 типа Щ 711(н) передается на анализатор (например. ЭВМ УВМ ДВКЗ) 20, Анализатор блока УБМ 20 управляющего комплекса ДВКфиксирует пс си-капу сепьсин-датчика 21 начало погружения фильтра 2 в расплав и отсчитывает заданную глубину погружения фильтра 2 в расплав, затем блок управления приводом БуП 24 отключает двигатель вертикального перемещения 12 и включает привод вращения 4 на заданную таймеоом 22 длительность вращения фильтра в расплаве Апя полною наполнения фильтра.По истечении первоначал но программно-заданной таймером 22 длительности заполнения фильтра анализатор блока УВМ 20 через блок БУП 24 включает привод перемещения 12 фильтра 2, поднимают его до заданного по сельсик-датчику 21 до уровня 13 и через блок ВУП 24 включает привод 4 увеличения скорости вращения ротора для повышения полноты отделения жидкой фазы из твердцх кристаллов, набранных в полости фильтра 7. Одновременно измеряют сигналы датчика 17 давления ротора 2 на опоры и после преобразования его в блоке 18 подают в анализатор 20,Анализатор 20 определяют раэкость обоих последовательных сигналов и сравнивают с заданным значением. Величина заполнения фильтра зависит от длительности вращения фильтра в расплаве, от удельного веса твердьВ кр:.сталлов и типа фильтруемого материала. Если укаэанная разность сигналов от гидродатчика 17 меньше задаккого, то с ДВК через УСО 19 подается сигнал таймеру 22 на увеличениедлительности вращения фильтра 2 в последующем цикле. Если указанная разность сигналов гидродатчика 17 больше заданного аналогичным образом подается сигнал таймеру 22 на уменьшение длительности вращения фильтра 2 последующего цикла в погруженном состоянии. Ниже приведены примеры осуществления предлагаемого способа и по прототипу.П р и м е р 1. В ванне расплавлено 30 кг алюминиевого сплава силумина с 12,1 кремния, содержащего 1,86 железа как примеси. При температуре 620 град. автоматически или вручную погружали фильтр диаметром 130 мм с фильтрующей щелью 0,6 мм и вращали при 110 об/мин в течение задаваемого времени. Отжим (осушка) осадка осуществлялась при 700 об/мин. Сплав отрафинироввк до содержания 0,610 железа. Средняя производительность до получения отрафикированного сплава составила 61,0 гр. осадка в минуту (табл.1). Средняя доля наполнения фильтра 96,9;,. Выход фильтр-остатка 12,4,1839641 Способ и устройство обеспечивают са-.морегулировку длительности вращения фильтра в расплаве до полного наполнения фильтра осадком, что повышает производи тельность центрифуги в 1,1-1,3 раза. Рафинирование этого сплава способом по прототипу осуществлено с производительностью 46,67 гр, осадка в минуту (табл.2). Средняя доля наполнения фильтра 65,6 Я. Выход фильтростаткэ 12,6. Рафинированием сплава в ручном режиме с разной длительностью вращения демонстрирует оптимальное наполнение фильтра в разные периоды фильтрации (табл,3) с разной концентрацией удаляемой примеси, ,(56) Патент США М 4248106, кл. 494-35,1981.Авторское свидетельство СССР10 Ь 1655020, кл, В 04 В 13/00, 1989. Таблица 1. Рафинирование силуминаИсходный силумин вес - 30 кг 1,86 железаМаксимальная загрузка фильтра 320 гр.Оптимальн.310 гр., соответствует показанию датчика - 125 мвДлительность подъема, отжима, разгрузки - 1,5 мин Сигнал датч,давл,мвОбщая длит, 61 мин Выхо осс. 12,4Таблица 2 Рафинирование силумина по прототипуИсходный силумин - вес 30 кг, 1,86 железаМаксимальная загрузка фильтра 320 грОптимальн.310 грсоответ.показанию датчика - 125 мвДлительность подъема, отжима, разгрузки - 1,5 мин Цикл Длите нэб1839541 Продолжение табл,2аблица,1Рафинирование силум Исходный силумин вес - 30 кг 1,86 железа Максимальная загрузка фильтра 320 гр, Длительность подъема, отжима, разгрузки 1,5 миноФормула изобретениясилу давления вращающегося ротора- фильтра на опору подшипника до погружеСПОСОБ уПРАВЛЕНИя ФИЛ,ТРущ ния в расплав и после подьема из ЩЕЙ цЕНТРИФуГОЙ В ПРОЦЕССЕ РА расплава, определяют прирост силы давле- ФИНИРОВАНИЯ РАСПЛАВЛЕННЫХ ния, сравнивают с заданным значением и МЕТАЛЛОВ ОТ ТВЕрдЫХ ПРИМЕСЕЙ, регулируют длительность вращения ротопредусматривающий регулирование погру- ра-фильтра в расплаве, причем при отрижения фильтра в расплав, вращение филь-цательном значении разности увеличивают тра, поднятие фильтра над расплавом и длительность вращения ротора-Фильтра в10раскрытие его для разгрузки твердой фа-расплаве, а при положительном значении зы, отличающийся тем, что, с целью повы- длитеьнось вращения ротоРа-фильтра шения производительности, измеряютуменьшают.остэвитель И.Токаревехред М,Моргентал Корректор, С. Юско Редактор С,Кулако Тираж Подписное НПО "Поиск" Роспатента13035, москва, Ж, Раушская наб 4/5 каз 34 Прйизвод;вс