鋁或鋁合金生產(chǎn)用的熔煉爐的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種鋁或鋁合金生產(chǎn)用的熔煉爐，包括熔體加熱室、熱風(fēng)室、加料室、泵池和熔池；熔體加熱室內(nèi)設(shè)置有隔板，將其內(nèi)部空間上下隔開形成上部加熱區(qū)和下部加熱區(qū)，上部加熱區(qū)內(nèi)開設(shè)有進(jìn)風(fēng)通道和出風(fēng)通道；隔板上豎直設(shè)置有多根熱管，熱管的一端位于上部加熱區(qū)，另一端位于下部加熱區(qū)；熱風(fēng)室內(nèi)設(shè)置有蓄熱式燃燒裝置；下部加熱區(qū)、加料室、泵池和熔池的下部之間互相連通。本實(shí)用新型利用熱風(fēng)室產(chǎn)生的熱風(fēng)傳熱給熱管對熔體進(jìn)行加熱，能夠大大提高熱傳遞和熱利用效率，避免火焰和熱煙氣對熔體的氧化燒損和污染；而熔體能通過泵在各室快速循環(huán)流動，能夠保持熔體在熔煉時各部分溫度和化學(xué)成分均勻一致，降低熔煉過程對金屬本身物性的影響。
【專利說明】鋁或鋁合金生產(chǎn)用的熔煉爐

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于冶金【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種鋁或鋁合金生產(chǎn)用的熔煉爐。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，鋁或鋁合金生產(chǎn)所使用的熔煉設(shè)備大都采用燃料反射爐，這種爐型是利用燃料在爐膛內(nèi)燃燒產(chǎn)生的火焰、高溫?zé)煔鈱α骱蜖t墻爐頂輻射傳熱的方式對鋁或鋁合金熔體和固體料進(jìn)行直接加熱。這種熔煉設(shè)備存在的主要問題是:1、熱利用率低，燃料單耗高，造成能源浪費(fèi)；2、火焰直接在物料表面燃燒加熱，會造成物料氧化燒損嚴(yán)重，金屬回收率低，浪費(fèi)資源。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種改進(jìn)的鋁或鋁合金生產(chǎn)用的熔煉爐。
[0004]為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采取以下技術(shù)方案:
[0005]一種鋁或鋁合金生產(chǎn)用的熔煉爐，包括熔體加熱室、熱風(fēng)室、加料室、泵池和熔池；所述熔體加熱室內(nèi)橫向設(shè)置有隔板，用于將所述熔體加熱室的內(nèi)部空間上下隔開形成上部加熱區(qū)和下部加熱區(qū)；且所述上部加熱區(qū)內(nèi)開設(shè)有與所述熱風(fēng)室相連通、用于供熱風(fēng)進(jìn)入所述上部加熱區(qū)內(nèi)的進(jìn)風(fēng)通道，以及供熱風(fēng)排出的出風(fēng)通道；所述隔板上豎直設(shè)置有多根熱管，且所述熱管的一端位于所述上部加熱區(qū)內(nèi)，另一端位于所述下部加熱區(qū)內(nèi)；所述熱風(fēng)室上設(shè)置有用于在所述熱風(fēng)室內(nèi)產(chǎn)生熱風(fēng)的燃燒裝置；所述泵池內(nèi)設(shè)置有泵，且所述下部加熱區(qū)的下部、所述加料室的下部、所述泵池的下部和所述熔池的下部之間互相連通。
[0006]優(yōu)選地，所述燃燒裝置為蓄熱式燃燒裝置，包括內(nèi)部設(shè)置有蓄熱體的蓄熱箱，以及設(shè)置在所述熱風(fēng)室內(nèi)并與所述蓄熱箱相連通的燃燒器；所述蓄熱箱還與所述出風(fēng)通道相連通。
[0007]進(jìn)一步地，所述蓄熱體設(shè)置在所述蓄熱箱的上部，所述蓄熱箱的下部分別與集氣裝置和收塵系統(tǒng)相連接。
[0008]優(yōu)選地，所述隔板水平設(shè)置在熔體加熱室內(nèi)。
[0009]優(yōu)選地，所述多根熱管均勻分布在所述隔板上。
[0010]優(yōu)選地，所述熱管的下端與所述下部加熱區(qū)的底部之間的距離 <所述熱管的上端與所述上部加熱區(qū)的頂部之間的距離。
[0011]本實(shí)用新型熔煉爐對鋁或鋁合金進(jìn)行熔煉的原理和熔煉過程如下:
[0012]1、先將一定量的鋁或鋁合金熔體通過加料室倒入熔體加熱室的下部加熱區(qū)內(nèi)，使熱管的下端浸沒在所述鋁或鋁合金熔體中；
[0013]2、啟動熱風(fēng)室上設(shè)置的燃燒裝置，使熱風(fēng)室內(nèi)產(chǎn)生熱風(fēng)，熱風(fēng)通過熱風(fēng)室與上部加熱區(qū)之間的進(jìn)風(fēng)通道涌入所述熔體加熱室的上部加熱區(qū)內(nèi)，進(jìn)而對多根熱管進(jìn)行加熱；
[0014]3、經(jīng)過加熱的多根熱管迅速將熱量傳遞給位于下部加熱區(qū)的鋁或鋁合金熔體，使鋁或鋁合金熔體的溫度不斷升高，流動性變大，因而會不斷地從所述下部加熱區(qū)的下部向加料室、栗池和溶池中涌出，這種聞溫溶體涌入加料室中后即能夠?qū)⒓恿鲜抑写軣挼恼谢蜾X合金物料加熱熔化；
[0015]4、同時啟動泵池中設(shè)置的泵，能夠加速鋁或鋁合金熔體在熔體加熱室的下部加熱區(qū)、加料室、熔池和泵池中的流動性。
[0016]本實(shí)用新型的熔煉爐，通過熱管的快速傳熱和熔體在泵的作用下不斷循環(huán)快速流動，即能夠?qū)崿F(xiàn)對鋁或鋁合金物料的熔煉。
[0017]作為本實(shí)用新型優(yōu)選的實(shí)施方式，燃燒裝置為蓄熱式燃燒裝置，熔體加熱室的上部加熱區(qū)中的熱煙氣會通過出風(fēng)通道排入蓄熱箱內(nèi)，經(jīng)蓄熱體吸收多余熱量后被排空；而助燃?xì)怏w(即空氣)又經(jīng)過蓄熱體并吸收蓄熱體中的熱量而形成高溫助燃?xì)怏w，并被輸送至熱風(fēng)室內(nèi)的燃燒器中，如此循環(huán)在熱風(fēng)室中產(chǎn)生熱風(fēng)。
[0018]由于以上技術(shù)方案的實(shí)施，本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0019]1、本實(shí)用新型利用熱風(fēng)室產(chǎn)生的熱風(fēng)傳熱給熱管，利用熱管超過金屬的導(dǎo)熱能力，能夠迅速將熱量傳遞給鋁或鋁合金熔體而對其進(jìn)行加熱熔煉，大大提高了熱傳遞和熱利用效率，從而達(dá)到節(jié)能的目的；
[0020]2、熔體加熱室用隔板隔開形成上部加熱區(qū)和下部加熱區(qū)，能夠避免火焰和熱煙氣對鋁或鋁合金熔體的直接接觸，減少了鋁或鋁合金熔體的氧化燒損和對熔體的污染；
[0021]3、利用泵池內(nèi)的泵使鋁或鋁合金熔體在熔體加熱室的下部加熱區(qū)、加料室、熔池和泵池內(nèi)快速循環(huán)流動，能夠盡量保持鋁或鋁合金熔體在熔煉過程中各部分溫度及化學(xué)成分等均勻一致，降低熔煉過程對金屬本身物性的影響。
[0022]4、本實(shí)用新型優(yōu)選蓄熱式燃燒裝置，還能夠達(dá)到余熱利用的目的，降低整個熱風(fēng)循環(huán)過程中的能量損失，進(jìn)一步提高熱利用效率，節(jié)能環(huán)保。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]下面結(jié)合附圖和具體的實(shí)施方式對本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)的說明:
[0024]圖1為本實(shí)用新型鋁或鋁合金生產(chǎn)用的熔煉爐的主視示意圖。
[0025]圖2為本實(shí)用新型鋁或鋁合金生產(chǎn)用的熔煉爐的俯視示意圖。
[0026]其中:1、熔體加熱室；10、隔板；11、上部加熱區(qū)；110、進(jìn)風(fēng)通道；111、出風(fēng)通道；
12、下部加熱區(qū)；13、熱管；2、熱風(fēng)室；3、加料室；4、泵池；40、泵；5、熔池；6、蓄熱箱；60、蓄熱體；7、燃燒器。

【具體實(shí)施方式】
[0027]下面結(jié)合具體的實(shí)施例對本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)的說明，但不限于這些實(shí)施例。
實(shí)施例
[0028]如圖1或2所示，本實(shí)施例的熔煉爐包括熔體加熱室1、熱風(fēng)室2、加料室3、泵池4和熔池5 ;熔體加熱室I內(nèi)水平設(shè)置有隔板10，用于將熔體加熱室I的內(nèi)部空間上下隔開形成上部加熱區(qū)11和下部加熱區(qū)12 ;且上部加熱區(qū)11內(nèi)開設(shè)有與熱風(fēng)室2相連通、用于供熱風(fēng)進(jìn)入上部加熱區(qū)11內(nèi)的進(jìn)風(fēng)通道110，以及供熱風(fēng)排出的出風(fēng)通道111 ;隔板10上均勻分布地豎直設(shè)置多根熱管13，且熱管13的一端位于上部加熱區(qū)11內(nèi)，另一端位于下部加熱區(qū)12內(nèi)；所述熱風(fēng)室2上設(shè)置有用于在熱風(fēng)室2內(nèi)產(chǎn)生熱風(fēng)的燃燒裝置；泵池4內(nèi)設(shè)置有泵40，且下部加熱區(qū)12的下部、加料室3的下部、泵池4的下部和熔池5的下部之間互相連通。
[0029]本實(shí)施例的燃燒裝置采用的是市購得到的蓄熱式燃燒裝置，它包括內(nèi)部設(shè)置有蓄熱體60的蓄熱箱6，以及設(shè)置在熱風(fēng)室2內(nèi)并與蓄熱箱6相連通的燃燒器7 ;蓄熱箱6還與出風(fēng)通道111相連通。
[0030]其中，蓄熱體60是設(shè)置在蓄熱箱6的上部，蓄熱箱6的下部分別與集氣裝置和收塵系統(tǒng)相連接。集氣裝置的作用是為了通過蓄熱箱6向燃燒器7提供助燃?xì)怏w(一般即指空氣)，因此集氣裝置通常會設(shè)置鼓風(fēng)機(jī)；收塵系統(tǒng)的作用是為了收集處理經(jīng)過蓄熱箱6排出的煙塵，因此收塵系統(tǒng)通常會設(shè)置排煙風(fēng)機(jī)。
[0031]一般地，熱管13的下端與下部加熱區(qū)12的底部之間的距離<熱管13的上端與上部加熱區(qū)11的頂部之間的距離。且熱管應(yīng)盡量貼近下部加熱區(qū)12的底部設(shè)置，以保證鋁或鋁合金熔體的上下各部位能夠均勻加熱。而熱管13的上端露出隔板10的部分也不應(yīng)太短，以保證熱管13的上端能夠吸收熱風(fēng)足夠的熱量并傳遞至下端。
[0032]本實(shí)用新型中所使用的熱管是市購而得。熱管是1963年美國洛斯阿拉莫斯國家實(shí)驗(yàn)室的喬治格羅佛發(fā)明的一種傳熱元件，它充分利用了熱傳導(dǎo)原理與相變介質(zhì)的快速熱傳遞性質(zhì)，通過熱管能夠?qū)l(fā)熱物體的熱量迅速傳遞到熱源外。熱管的導(dǎo)熱能力超過任何已知金屬的導(dǎo)熱能力。目前，熱管技術(shù)已廣泛運(yùn)用于航空、軍工等行業(yè)。
[0033]使用本實(shí)施例的熔煉爐對鋁或鋁合金進(jìn)行熔煉時，過程如下:
[0034]先將一定量的鋁或鋁合金熔體通過加料室3倒入熔體加熱室I的下部加熱區(qū)12內(nèi)，使熱管13的下端浸沒在所述鋁或鋁合金熔體中；然后點(diǎn)燃熱風(fēng)室2內(nèi)的燃燒器7，熱風(fēng)室2內(nèi)即產(chǎn)生熱風(fēng)，熱風(fēng)可通過熱風(fēng)室2與上部加熱區(qū)11之間的進(jìn)風(fēng)通道110涌入上部加熱區(qū)11內(nèi)，進(jìn)而對多根熱管13進(jìn)行加熱；經(jīng)過加熱的多根熱管13迅速將熱量傳遞給位于下部加熱區(qū)12的鋁或鋁合金熔體，使鋁或鋁合金熔體的溫度不斷升高，流動性變大，因而會不斷地從所述下部加熱區(qū)12的下部向加料室3、泵池4和熔池5中涌出，這種高溫熔體涌入加料室3中后即能夠?qū)⒓恿鲜?中待溶煉的招或招合金物料加熱溶化；冋時啟動栗池4中設(shè)置的泵40，能夠加速鋁或鋁合金熔體在熔體加熱室I的下部加熱區(qū)12、加料室3、熔池5和泵池4中的流動性。
[0035]通過上述過程，不斷向加料室3中加入待熔煉的鋁或鋁合金物料，通過熱管的快速傳熱和熔體在泵的作用下不斷循環(huán)快速流動，即能夠?qū)崿F(xiàn)對鋁或鋁合金物料的熔煉。
[0036]另外，由于燃燒裝置采用蓄熱式燃燒裝置(市售購得)，熔體加熱室I的上部加熱區(qū)11中的熱煙氣會通過出風(fēng)通道111排入蓄熱箱6內(nèi)，經(jīng)蓄熱體60吸收多余熱量而急劇降溫后被排煙風(fēng)機(jī)排入收塵系統(tǒng)處理，廢氣則被排空；而集氣裝置中設(shè)置的鼓風(fēng)機(jī)又將助燃?xì)怏w(即空氣)經(jīng)過蓄熱體60送入熱風(fēng)室2內(nèi)的燃燒器7中，并帶走蓄熱體60中的熱量，這樣就在蓄熱體60處進(jìn)行了簡單的熱交換過程，達(dá)到余熱利用的節(jié)能目的。
[0037]本實(shí)施例的熔煉爐利用熱導(dǎo)率比鋁或鋁合金熔體的熱導(dǎo)率大得多的熱管作為傳熱元件對熔體加熱室中的熔體進(jìn)行加熱，可以快速將熱風(fēng)室形成的高溫?zé)犸L(fēng)中的熱量傳導(dǎo)至熔體內(nèi)部，能夠大大提高熱傳遞和熱利用效率；而熱風(fēng)室與熔體加熱室之間彼此隔開，且熔體加熱室中設(shè)置了隔板形成上部加熱區(qū)和下部加熱區(qū)，因此可以避免火焰和熱煙氣直接與鋁或鋁合金料接觸，減少鋁或鋁合金料的氧化燒損和對熔體的污染；另外，采用蓄熱式燃燒裝置使高溫廢煙氣與助燃空氣之間能夠?qū)崿F(xiàn)熱交換，而達(dá)到利用余熱的節(jié)能目的；最后，本實(shí)施例的熔煉爐由于熔體能夠通過泵在泵池、熔池、熔體加熱室和加料室之間快速循環(huán)，因而使得熔體在熔煉過程中各部分的溫度和化學(xué)成分等基本能保持均勻一致，而不會影響最終產(chǎn)品的性能。
[0038]以上對本實(shí)用新型做了詳盡的描述，其目的在于讓熟悉此領(lǐng)域技術(shù)的人士能夠了解本實(shí)用新型的內(nèi)容并加以實(shí)施，并不能以此限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍，凡根據(jù)本實(shí)用新型的精神實(shí)質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種鋁或鋁合金生產(chǎn)用的熔煉爐，其特征在于:所述熔煉爐包括熔體加熱室(I)、熱風(fēng)室(2 )、加料室(3 )、泵池(4 )和熔池(5 );所述熔體加熱室(I)內(nèi)橫向設(shè)置有隔板(10 )，將所述熔體加熱室(I)的內(nèi)部空間上下隔開形成上部加熱區(qū)(11)和下部加熱區(qū)(12);且所述上部加熱區(qū)(11)內(nèi)開設(shè)有與所述熱風(fēng)室(2 )相連通、用于供熱風(fēng)進(jìn)入所述上部加熱區(qū)(11)內(nèi)的進(jìn)風(fēng)通道(110)，以及供熱風(fēng)排出的出風(fēng)通道(111);所述隔板(10)上豎直設(shè)置有多根熱管(13)，且所述熱管(13)的一端位于所述上部加熱區(qū)(11)內(nèi)，另一端位于所述下部加熱區(qū)(12)內(nèi)；所述熱風(fēng)室(2)上設(shè)置有用于在所述熱風(fēng)室(2)內(nèi)產(chǎn)生熱風(fēng)的燃燒裝置；所述泵池(4)內(nèi)設(shè)置有泵(40)，且所述下部加熱區(qū)(12)的下部、所述加料室(3)的下部、所述泵池(4)的下部和所述熔池(5)的下部之間互相連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熔煉爐，其特征在于:所述燃燒裝置為蓄熱式燃燒裝置，包括內(nèi)部設(shè)置有蓄熱體(60 )的蓄熱箱(6 )，以及設(shè)置在所述熱風(fēng)室(2 )內(nèi)并與所述蓄熱箱(6 )相連通的燃燒器(7 );所述蓄熱箱(6 )還與所述出風(fēng)通道(111)相連通。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的熔煉爐，其特征在于:所述蓄熱體(60)設(shè)置在所述蓄熱箱(6)的上部，所述蓄熱箱(6)的下部分別與集氣裝置和收塵系統(tǒng)相連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的熔煉爐，其特征在于:所述隔板(10)水平設(shè)置在所述熔體加熱室(I)內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的熔煉爐，其特征在于:所述多根熱管(13)均勻分布在所述隔板(10)上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的熔煉爐，其特征在于:所述熱管(13)的下端與所述下部加熱區(qū)(12)的底部之間的距離<所述熱管(13)的上端與所述上部加熱區(qū)(11)的頂部之間的距離。
【文檔編號】F27B14/14GK203837478SQ201420268787
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年5月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月26日
【發(fā)明者】劉慶德 申請人:蘇州卡迪亞鋁業(yè)有限公司, 劉慶德