專利名稱：：一種新型鋁及鋁合金等溫熔煉爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本實(shí)用新型涉及一種等溫熔煉爐，尤其涉及鋁熔煉行業(yè)鋁及鋁合金的等溫熔煉爐，屬于金屬冶煉
技術(shù)領(lǐng)域：
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背景技術(shù)：
：目前，國內(nèi)外鋁熔煉行業(yè)應(yīng)用最廣泛的是反射式熔煉爐，其次還有感應(yīng)式熔煉爐和坩堝式熔煉爐，其中反射式熔煉爐占絕大多數(shù)。反射式熔煉爐分為火焰反射式熔煉爐和電阻反射式熔煉爐，火焰反射式熔煉爐是利用高溫火焰經(jīng)爐頂輻射和火焰直接輻射進(jìn)行加熱和熔化爐料，現(xiàn)多采用液體或氣體燃料，火焰溫度可達(dá)1600170(TC?；鹧娣瓷涫饺蹮挔t的優(yōu)點(diǎn)是生產(chǎn)能力大、加熱速度快、熔煉時間短，缺點(diǎn)是熔池面積較大、爐料易氧化、氧化燒損大。因缺乏對流，熔池上下鋁液溫差大，必須采取強(qiáng)制攪拌措施，因此生產(chǎn)勞動強(qiáng)度較大，爐氣帶走很多熱量。電阻反射式熔煉爐是利用安裝在爐頂型磚內(nèi)的電阻元件產(chǎn)生熱量，主要通過輻射傳熱加熱爐料，電阻反射式熔煉爐的優(yōu)點(diǎn)是溫度易于控制，金屬含氣量較低，熔體質(zhì)量較好；缺點(diǎn)是加熱速度慢，熔煉時間長，且電阻使用壽命短，單位電耗大，其生產(chǎn)能力與火焰反射爐相比較低。感應(yīng)式熔煉爐和坩堝式熔煉爐在加熱方式上基本相同，由坩堝側(cè)面及底部加熱爐料。坩堝式熔煉爐的優(yōu)點(diǎn)是投資少、靈活性大，缺點(diǎn)是升溫速度慢、生產(chǎn)能力低。感應(yīng)式熔煉爐的優(yōu)點(diǎn)是加熱速度快、攪拌作用強(qiáng)，適用于熔煉溫度較高且不需要精煉的合金，缺點(diǎn)是功率因數(shù)低，需配備輔助電磁設(shè)備，單位電能消耗高，同時坩堝由于內(nèi)外壁溫差大，承受鋁熔體的沖刷、爐渣及熔體的侵蝕，因而使用壽命短。綜上可見，上述爐型均存在不足。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種新型的鋁及鋁合金等溫熔煉爐，旨在有效提高能源利用率，減少鋁液的氧化燒損，改善鋁液的品質(zhì)，優(yōu)化鋁及鋁合金的熔煉工藝。本實(shí)用新型的目的通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)一種新型鋁及鋁合金等溫熔煉爐，包括爐體及內(nèi)襯，所述內(nèi)襯襯于爐體內(nèi)形成爐膛，特點(diǎn)是在所述爐膛的中間部位設(shè)置隔墻，所述隔墻將爐膛劃分為啟爐熔化區(qū)和加熱區(qū)；在所述啟爐熔化區(qū)的一側(cè)墻上安裝一爐門，在所述啟爐熔化區(qū)的另一側(cè)墻上設(shè)置啟爐燃燒系統(tǒng)；在所述加熱區(qū)的爐頂上安裝浸沒式加熱器，所述浸沒式加熱器垂直伸入加熱區(qū)的爐膛中，在所述加熱區(qū)的側(cè)墻上設(shè)置有流口；所述隔墻上安裝有加熱元件，在所述隔墻的底部開有孔洞使所述啟爐熔化區(qū)與所述加熱區(qū)相貫通；另外，還在爐體外布置有旋渦加料井和循環(huán)泵，所述旋渦加料井與啟爐熔化區(qū)的爐膛相連通，所述循環(huán)泵的進(jìn)口與加熱區(qū)的爐膛相連通，所述循環(huán)泵的出口與旋渦加料井相連通。進(jìn)一步地，上述的一種新型鋁及鋁合金等溫熔煉爐，其中，在所述旋渦加料井與啟爐熔化區(qū)之間連接一連接管，所述連接管的一端伸入旋渦加料井的底部，所述連接管的另一端伸入啟爐熔化區(qū)爐膛的底部，將旋渦加料井與啟爐熔化區(qū)的爐膛相連通。更進(jìn)一步地，上述的一種新型鋁及鋁合金等溫熔煉爐，其中，所述循環(huán)泵的進(jìn)口通過連接管與加熱區(qū)的爐膛相連通，所述循環(huán)泵的出口通過連接管與旋渦加料井相連通。更進(jìn)一步地，上述的一種新型鋁及鋁合金等溫熔煉爐，其中，在所述啟爐熔化區(qū)的側(cè)墻上還安裝一爐門提升機(jī)構(gòu)，所述爐門提升機(jī)構(gòu)與爐門驅(qū)動連接。5，其特征在于所述循環(huán)泵為電磁循環(huán)泵或永磁循環(huán)泵或機(jī)械泵。再進(jìn)一步地，上述的一種新型鋁及鋁合金等溫熔煉爐，其中，在所述加熱區(qū)的側(cè)墻上還設(shè)置有溢流口。本實(shí)用新型技術(shù)方案的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和進(jìn)步主要體現(xiàn)在①本實(shí)用新型鋁及鋁合金等溫熔煉爐能夠在恒定溫度下對鋁及鋁合金進(jìn)行熔煉，熔化后的鋁液在一個完全封閉的系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)流動，爐膛內(nèi)的鋁液溫度在很小范圍內(nèi)變動，而且各處的溫度幾乎一致，顯著優(yōu)化了熔煉工藝，大大提高了爐子的綜合熱效率，改善了能源利用率，降低了能源消耗，減少了污染物排放；②等溫熔煉爐的浸沒式加熱方式和高速循環(huán)方式，使熔體溫度一致，成分均勻，不會形成溫度梯度和熱成層現(xiàn)象，熔體品質(zhì)大大提高，金屬燒損小，熔體中溶解的氣體、固體夾雜物少，形成的爐渣也明顯減少，簡化了后續(xù)在線處理工藝，提高坯料質(zhì)量，降低成本；(D該裝置結(jié)構(gòu)新穎、運(yùn)行可靠、運(yùn)行成本低、維修方便，占地面積小，廣泛應(yīng)用于鋁加工行業(yè)原鋁錠重熔和廢鋁及鋁屑的熔煉回收，應(yīng)用前景廣闊。以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型技術(shù)方案作進(jìn)一歩說明-圖1:本實(shí)用新型熔煉爐的俯視示意圖2:圖1的A-A剖視示意圖3:圖1的B-B剖視示意圖4:本實(shí)用新型熔煉爐加熱區(qū)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中各附圖標(biāo)記的含義見下表<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>具體實(shí)施方式鋁及鋁合金等溫熔煉是在恒定溫度下對鋁及鋁合金進(jìn)行熔煉，使?fàn)t膛內(nèi)的鋁液溫度在很小范圍內(nèi)變動，而且各處的溫度幾乎一致，鋁熔體池中鋁液溫度由計(jì)算機(jī)自動監(jiān)控，通過爐膛中間的隔墻微量控制溫度。等溫熔煉工藝是一個連續(xù)的過程，熔化后的鋁液在一個完全封閉的系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)流動，由加料區(qū)、啟爐熔化區(qū)、加熱區(qū)、循環(huán)泵送區(qū)組成。而本實(shí)用新型提供了一種新型的鋁及鋁合金等溫熔煉爐，能夠高效地熔煉鋁及鋁合金廢料、鋁屑和原鋁錠，有效提高能源利用率，減少鋁液的氧化燒損，提高鋁液的品質(zhì)，優(yōu)化熔煉工藝。如圖1所示，新型的鋁及鋁合金等溫熔煉爐，主要包括循環(huán)泵1、旋渦加料井2、爐體4、內(nèi)襯5、爐門6、啟爐熔化區(qū)7和加熱區(qū)13等，內(nèi)襯5襯于爐體內(nèi)形成爐膛，在爐膛的中間部位設(shè)置隔墻9，隔墻9將爐膛劃分為啟爐熔化區(qū)7和加熱區(qū)13;在啟爐熔化區(qū)7的一側(cè)墻上安裝一爐門6和一爐門提升機(jī)構(gòu)，爐門提升機(jī)構(gòu)與爐門6驅(qū)動連接，如圖2，在啟爐熔化區(qū)7的另一側(cè)墻上設(shè)置啟爐燃燒系統(tǒng)8;在加熱區(qū)13的爐頂上安裝浸沒式加熱器11，如圖4，浸沒式加熱器11垂直伸入加熱區(qū)13的爐膛中，在加熱區(qū)13的一側(cè)墻上設(shè)置有流口10，在加熱區(qū)13的另一側(cè)墻上設(shè)置有溢流口12;隔墻9上安裝有加熱元件，如圖3，在隔墻的底部開有孔洞使啟爐熔化區(qū)7與加熱區(qū)13相貫通。另外，還在爐體4的外部布置有旋渦加料井2和循環(huán)泵1，在旋渦加料井2與啟爐熔化區(qū)7之間連接一連接管3，連接管3的一端伸入旋渦加料井2的底部，連接管3的另一端伸入啟爐熔化區(qū)爐膛的底部，將旋渦加料井2與啟爐熔化區(qū)7的爐膛相連通；循環(huán)泵1的進(jìn)口通過連接管與加熱區(qū)13的爐膛相連通，循環(huán)泵1的出口通過連接管與旋渦加料井2相連通，循環(huán)泵1采用電磁循環(huán)泵或永磁循環(huán)泵或機(jī)械泵。等溫熔煉爐在結(jié)構(gòu)上分成四個相連通的區(qū)域加料區(qū)、啟爐熔化區(qū)、加熱區(qū)、循環(huán)泵送區(qū)。第一區(qū)是加料區(qū)，為一單獨(dú)的旋渦加料井2，通過連接管與爐體相連，打包廢料、鋁屑、鋁合金等可以從加料區(qū)加入爐內(nèi)，高速循環(huán)的鋁液在漩渦加料井2內(nèi)形成明顯的旋渦，將加入的鋁屑沉入井底，并通過鋁液高速帶入爐內(nèi)。第二區(qū)是啟爐熔化區(qū)7，也可以作為啟爐前加料區(qū)，該區(qū)布置有燃燒系統(tǒng)8，在啟爐時將加入的固體料熔化。第三區(qū)是加熱區(qū)13，該區(qū)布置有多組浸沒式加熱器ll，浸沒式加熱器ll具有很高的熱通量，比傳統(tǒng)工業(yè)加熱器高510倍，具有很強(qiáng)的抗熔體熔蝕能力，耐熱沖擊與機(jī)械震動，加熱器外表涂覆既有良好傳熱性能又有很強(qiáng)耐熔蝕作用的涂料，浸沒式加熱器ll浸沒于鋁液中，對鋁液進(jìn)行傳導(dǎo)加熱，保證加熱器與鋁液的換熱效果以及鋁液溫度的均勻性。第四區(qū)為循環(huán)泵送區(qū)，裝有一臺電磁循環(huán)泵或永磁循環(huán)泵或機(jī)械泵，使鋁液在連通的區(qū)域內(nèi)高速循環(huán)。加熱區(qū)13、啟爐熔化區(qū)7之間有一道隔墻9，其作用是將加熱區(qū)13與啟爐熔化區(qū)7隔開，隔墻9中間裝有加熱元件，該加熱元件為鋁液提供保溫?zé)崃?，使熔體近乎恒溫。啟爐時首先裝入一定的固態(tài)料，啟動啟爐熔化區(qū)的燃燒系統(tǒng)8，啟動加熱區(qū)的浸沒式加熱器ll，逐步熔化固體鋁，產(chǎn)生鋁液，待加入的固體鋁全部熔化后，啟動鋁液循環(huán)泵，使鋁液在循環(huán)區(qū)、加料區(qū)、啟爐熔化區(qū)、加熱區(qū)之間高速循環(huán)流動，在鋁液能夠正常循環(huán)后，關(guān)閉啟爐熔化區(qū)的燃燒系統(tǒng)8，以減少鋁液的氧化燒損。之后，在旋渦加料井2中加入廢鋁、打包鋁屑、細(xì)小的鋁塊或鋁合金等，使加入8的料能夠被快速循環(huán)的鋁液帶到啟爐熔化區(qū)7和加熱區(qū)13中進(jìn)行熔化，如此循環(huán)，直至熔池內(nèi)的鋁液容量、鋁液溫度、成分指標(biāo)均達(dá)到預(yù)設(shè)要求為止。鋁液可以從加熱區(qū)邊部的流口IO流出，進(jìn)行鑄造或者流向鋁水包。應(yīng)用時，本裝置垂直安裝于鋁熔鑄車間基礎(chǔ)上，相對于相同產(chǎn)能的現(xiàn)有各種鋁熔煉爐型，本裝置只需要很少或者不需要改動車間基礎(chǔ)，因而土建施工工作量大大減少。爐體4固定于車間基礎(chǔ)上，循環(huán)泵l、旋渦加料井2通過鋼結(jié)構(gòu)支架安裝固定于基礎(chǔ)上。循環(huán)泵1與旋渦加料井2通過連接管相連接，旋渦加料井2也通過連接管3與爐體4相連通。爐子內(nèi)襯5砌筑于爐體4內(nèi)，起到耐鋁液侵蝕、耐火焰沖刷以及隔熱保溫的作用。爐門6及提升機(jī)構(gòu)布置在爐子的側(cè)墻上，負(fù)責(zé)爐門的開閉和提升、下降。啟爐熔化區(qū)7主要在啟爐前通過開啟爐門，向啟爐熔化區(qū)投入部分固體鋁，啟爐熔化區(qū)7與爐門側(cè)墻相鄰的側(cè)墻上部布置有啟爐燃燒系統(tǒng)8，啟爐燃燒系統(tǒng)8啟動將投入啟爐熔化區(qū)7的固體鋁熔化，產(chǎn)生液體鋁。中間隔墻9將加熱區(qū)7與啟爐熔化區(qū)13隔開；隔墻9下部在燃燒器側(cè)墻側(cè)開有孔洞，使鋁液由啟爐熔化區(qū)7流向加熱區(qū)13，隔墻中間裝有加熱元件，加熱元件為鋁液提供保溫?zé)崃浚谷垠w近乎恒溫，浸沒式加熱器ll布置在加熱區(qū)，安裝于爐子頂部，加熱器發(fā)熱元件直接浸沒于鋁液中，對鋁液進(jìn)行加熱。加熱區(qū)分別布置有流口IO和溢流口12，在爐子完成鋁的熔煉和處理后將鋁液從流口10放出，完成后序的鑄造工藝，溢流口12的作用是當(dāng)鋁液液面超過爐子的警戒液面后，通過溢流口12使過多的鋁液從此處溢出，以防止鋁液從其他部位溢出損壞元件，避免造成人員事故。具體用于生產(chǎn)時，啟爐前按照操作要求檢査各部件正常無誤后，開啟爐門6，使?fàn)t門6提升一定高度后停止，向啟爐熔化區(qū)7投入部分固體鋁，固體鋁的重量約為爐子全部裝爐量的50%，啟動啟爐燃燒系統(tǒng)8，啟爐燃燒系統(tǒng)8正常燃燒后關(guān)閉爐門，同時啟動隔墻中間裝有的加熱元件，啟動加熱區(qū)浸沒式加熱器ll，逐歩熔化固體鋁，產(chǎn)生鋁液，待加入的固體鋁全9部熔化后，啟動鋁液循環(huán)泵，使鋁液在循環(huán)區(qū)、加料區(qū)、啟爐熔化區(qū)、加熱區(qū)之間高速循環(huán)流動，在鋁液能夠正常循環(huán)后，設(shè)置鋁液的溫度在72076(TC之間，關(guān)閉啟爐熔化區(qū)的啟爐燃燒系統(tǒng)8，以減少鋁液的吸氣和燒損。之后，在旋渦加料井2中加入廢鋁、打包鋁屑、細(xì)小的鋁塊(顆粒大小不超過連接管內(nèi)徑的1/2)，使加入的料能夠被快速循環(huán)的鋁液帶到啟爐熔化區(qū)7和加熱區(qū)13中進(jìn)行熔化，加料的速度以能夠被浸沒式加熱器所能提供的熱量熔化為宜，加料太快則由于熱量供應(yīng)不足容易使鋁液凝固，加料太慢則又影響爐子的產(chǎn)能。浸沒式加熱器11由于直接布置于鋁液中間，可以使鋁液上下同時受熱，并且由于鋁液在加熱區(qū)快速流動(通常速度^8米/秒)，又接受浸沒式加熱器徑向提供的熱量，浸沒式加熱器與鋁液的換熱方式為傳導(dǎo)加熱，以對流為輔，從而使熔體溫度一致，完全不同于傳統(tǒng)的主要以輻射和對流為主的鋁熔化方式；而且，浸沒式加熱器通過傳導(dǎo)，加熱器提供的幾乎所有熱量都被鋁液所吸收，所以綜合熱效率高。同時，鋁液循環(huán)泵又使鋁液在爐子的幾個區(qū)高速攪拌循環(huán)，因此鋁液成分更加均勻，沒有溫度梯度和熱成層現(xiàn)象，熔體品質(zhì)大大提高。本實(shí)用新型等溫熔煉爐由于鋁液的溫度設(shè)定在72076(TC之間，溫度的均勻性可達(dá)到土5。C，爐膛內(nèi)的鋁熔體溫度在很小范圍內(nèi)變動，而且各處的溫度幾乎一致，因此鋁的燒損較少，在1%以內(nèi)，該等溫熔煉爐的能源利用率在60%以上。而傳統(tǒng)的火焰反射爐是利用高溫火焰經(jīng)爐頂輻射及火焰直接輻射傳熱進(jìn)行加熱和熔化爐料，火焰反射爐的缺點(diǎn)是熔池面積較大、爐料易氧化、揮發(fā)熔損大；因缺乏對流，熔池上下溫差大，必須采取強(qiáng)制攪拌措施，生產(chǎn)勞動強(qiáng)度較大，爐氣帶走很多熱量。綜上所述，本實(shí)用新型裝置的綜合熱效率高，能源利用率好，能源消耗少，鋁及鋁合金氧化燒損小，安全性能佳。浸沒式加熱器提供給鋁液的三維加熱方式，使熔體溫度一致，成分均勻，沒有溫度梯度和熱成層現(xiàn)象，熔體品質(zhì)大大提高，熔體中溶解的氣體、固體夾雜物少，可簡化后續(xù)在線處理工藝，提高坯料質(zhì)量，降低成本。并且，本實(shí)用新型裝置結(jié)構(gòu)獨(dú)特、運(yùn)行可靠、運(yùn)行成本低、維修方便，占地面積小，可廣泛應(yīng)用于鋁加工行業(yè)原鋁錠重熔和廢鋁及鋁屑的熔煉回收，值得在業(yè)內(nèi)廣泛推廣應(yīng)用。需要理解到的是上述說明并非是對本實(shí)用新型的限制，在本實(shí)用新型構(gòu)思范圍內(nèi)，所進(jìn)行的添加、變換、替換等，也應(yīng)屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。權(quán)利要求1.一種新型鋁及鋁合金等溫熔煉爐，包括爐體及內(nèi)襯，所述內(nèi)襯襯于爐體內(nèi)形成爐膛，其特征在于在所述爐膛的中間部位設(shè)置隔墻，所述隔墻將爐膛劃分為啟爐熔化區(qū)和加熱區(qū)；在所述啟爐熔化區(qū)的一側(cè)墻上安裝一爐門，在所述啟爐熔化區(qū)的另一側(cè)墻上設(shè)置啟爐燃燒系統(tǒng)；在所述加熱區(qū)的爐頂上安裝浸沒式加熱器，所述浸沒式加熱器垂直伸入加熱區(qū)的爐膛中，在所述加熱區(qū)的側(cè)墻上設(shè)置有流口；所述隔墻上安裝有加熱元件，在所述隔墻的底部開有孔洞使所述啟爐熔化區(qū)與所述加熱區(qū)相貫通；另外，還在爐體外布置有旋渦加料井和循環(huán)泵，所述旋渦加料井與啟爐熔化區(qū)的爐膛相連通，所述循環(huán)泵的進(jìn)口與加熱區(qū)的爐膛相連通，所述循環(huán)泵的出口與旋渦加料井相連通。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型鋁及鋁合金等溫熔煉爐，其特征在于在所述旋渦加料井與啟爐熔化區(qū)之間連接一連接管，所述連接管的一端伸入旋渦加料井的底部，所述連接管的另一端伸入啟爐熔化區(qū)爐膛的底部，將旋渦加料井與啟爐熔化區(qū)的爐膛相連通。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型鋁及鋁合金等溫熔煉爐，其特征在于所述循環(huán)泵的進(jìn)口通過連接管與加熱區(qū)的爐膛相連通，所述循環(huán)泵的出口通過連接管與旋渦加料井相連通。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型鋁及鋁合金等溫熔煉爐，其特征在于在所述啟爐熔化區(qū)的側(cè)墻上還安裝一爐門提升機(jī)構(gòu)，所述爐門提升機(jī)構(gòu)與爐門驅(qū)動連接。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型鋁及鋁合金等溫熔煉爐，其特征在于所述循環(huán)泵為電磁循環(huán)泵或永磁循環(huán)泵或機(jī)械泵。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型鋁及鋁合金等溫熔煉爐，其特征在于在所述加熱區(qū)的惻墻上還設(shè)置有溢流口。專利摘要本實(shí)用新型涉及鋁及鋁合金等溫熔煉爐，包括爐體及內(nèi)襯，內(nèi)襯襯于爐體內(nèi)形成爐膛，在爐膛的中間部位設(shè)置隔墻將爐膛劃分為啟爐熔化區(qū)和加熱區(qū)；在啟爐熔化區(qū)的側(cè)墻上安裝爐門和啟爐燃燒系統(tǒng)；在加熱區(qū)的爐頂上安裝浸沒式加熱器，浸沒式加熱器垂直伸入加熱區(qū)的爐膛中，在加熱區(qū)的側(cè)墻上設(shè)置有流口；隔墻上安裝有加熱元件，在隔墻的底部開有孔洞使啟爐熔化區(qū)與加熱區(qū)相貫通；還在爐體外布置有旋渦加料井和循環(huán)泵，旋渦加料井與啟爐熔化區(qū)的爐膛相連通，循環(huán)泵的進(jìn)口與加熱區(qū)的爐膛相連通，循環(huán)泵的出口與旋渦加料井相連通。該等溫熔煉爐能高效地熔煉鋁及鋁合金廢料、鋁屑和原鋁錠，提高能源利用率，減少鋁液的氧化燒損，改善鋁液品質(zhì)，優(yōu)化熔煉工藝。文檔編號F27B3/08GK201417076SQ200920044108公開日2010年3月3日申請日期2009年6月18日優(yōu)先權(quán)日2009年6月18日發(fā)明者盧煥瑞,李世軒,貴廣臣,輝閆申請人:蘇州新長光熱能科技有限公司