铝及铝合金高效等温熔炼炉制造技术

本发明专利技术提出一种铝及铝合金高效等温熔炼炉，其炉体呈卧式，炉体内部设有隔墙，隔墙将炉膛分为启炉熔化区和浸没式加热区，炉门设置在启炉熔化区的一侧，隔墙底部设有通道，炉体底部设有电磁搅拌器，用以对上述两个区内的熔炼液进行搅拌。所述启炉熔化区，炉顶设有启炉区加热器，炉膛底部设有第一放干口，炉膛侧面设有溢流口；所述浸没式加热区，自炉顶向内垂直安装有浸没式加热器，炉膛底部设有第二放干口。本发明专利技术炉型紧凑，结构合理，熔化效率高，可控制性能高，热效率达到70%以上，吨铝能耗＜420kwh，既可用于铝锭重熔又可用于废铝再生。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种等温熔炼炉，尤其涉及一种铝及铝合金高效等温熔炼炉，属于金属冶炼

技术介绍
金属铝具有辐射吸收率小(只有O. 2 O. 3)、熔化潜热大、热传导性不强等特性，使得熔炼过程热效率低，目前常用的炉型有反射炉、感应炉、坩埚炉等。铝反射炉热效率在26 31%之间，采用蓄热技术的大型 反射炉热效率能达到50%左右，氧化烧损3 5%，这种熔炼技术不论是采用电还是燃气加热，其传热方式均为先加热表面铝液，再通过导热方式进行热量传递，在铝液深度方向出现较大的温度梯度，由于铝的金属特性，会出现表面过烧、氧化烧损大、铝液品质差、吸氢等问题。感应式熔炼炉可以有效避免氧化烧损，但是存在设备功率因素低、需配备辅助电磁设备、单位电能消耗高等问题，仅适用于熔炼温度较高且不需造渣精炼的合金。坩埚炉熔炼技术可以有效避免氧化烧损，且投资少、灵活性大，但存在温度低、升温速度慢、生产能力低、热效率极低(仅为7 19%)等问题。目前在我国的铝冶炼及加工企业中，其场地及生产能力有限，采用的设备技术相对落后，产品能耗高，废弃排放污染环境。在2011年I月24日，工信部及科学技术部、财政部印发《再生有色金属产业发展推进计划》中提到，“加快淘汰落后生产能力，淘汰直接燃煤的反射炉和4吨以下的其他反射炉，禁止采用坩埚熔炼再生铝合金”，这样，我国绝大部分中小型加工及再生铝企业将面临倒闭问题。综上可见，目前常用的铝熔炼技术均有一些不足，尤其是适合中小型铝加工企业需要的设备技术相对落后，因此需要设计一种高效的铝及铝合金熔炼炉。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种铝及铝合金高效等温熔炼炉，该炉型热效率高，能耗低，符合节能减排的要求，且能改善铝液品质。本专利技术的技术解决方案是，一种铝及铝合金高效等温熔炼炉，包括炉门、炉体和炉膛，炉体呈卧式，炉体内部设有隔墙，所述隔墙将炉膛分为启炉熔化区和浸没式加热区两个区域，炉门设置在启炉熔化区的一侧，隔墙底部设有通道，炉体底部设有电磁搅拌器，用以对上述两个区内的熔炼液进行搅拌；所述启炉熔化区，炉顶设有启炉区加热器，炉膛底部设有第一放干口，炉膛侧面设有溢流口 ；所述浸没式加热区，自炉顶向内垂直安装有浸没式加热器，炉膛底部设有第二放干口。进一步地，前述的铝及铝合金高效等温熔炼炉，其中所述隔墙上设置的通道为拱形结构，启炉熔化区与浸没式加热区内的熔炼液通过该通道有效联通；所述炉膛内的各交接面设置成不同弧度的圆弧面。更进一步地，前述的铝及铝合金高效等温熔炼炉，其中所述启炉区加热器是硅碳棒或燃气烧嘴；所述浸没式加热器在炉体外设有升降机构，用以调整该浸没式加热器的高度，使其有效发热段直接浸没在熔炼液内部。本专利技术提供的这种铝及铝合金高效等温熔炼炉，炉型紧凑、结构合理、占地面积小、熔化效率高、控制性能高，其热效率达到70%以上，吨铝能耗< 420kwh。该熔炼炉能够有效改善铝液品质，既可用于铝锭重熔又可用于废铝再生，可以实现生产过程厂内零排放，有效解决了目前中小企业对先进熔炼设备及节能减排的需求。附图说明图I是本专利技术主视方向的剖视结构示意图2是本专利技术俯视方向的剖视结构示意图。·图中各附图标记的含义为1-炉门，2-启炉熔化区，3-溢流口，4-第一放干口(启炉区放干口)，5-通道，6-电磁搅拌器，7-第二放干口(浸没式加热区放干口)，8-浸没式加热区，9-浸没式加热器，10-升降机构，11-隔墙，12-启炉区加热器；图2中的箭头示意的是炉膛内部的铝液流动方向。具体实施例方式下面结合附图对本专利技术技术方案作进一步的详细描述，以使本专利技术前述的目的、特征和优点变得更易理解。如图I所示，一种铝及铝合金高效等温熔炼炉，包括炉门I、炉体和炉膛，炉体呈卧式，炉体内部设有隔墙11，所述隔墙11将炉膛分为启炉熔化区2和浸没式加热区8两个区域，炉门I设置在启炉熔化区2的一侧，隔墙11底部设有通道5，炉体底部设有电磁搅拌器6，用以对上述两个区内的熔炼液进行搅拌。所述的启炉熔化区2，炉顶设有启炉区加热器12，炉膛底部设有第一放干口 4，炉膛侧面设有溢流口 3 ;所述的浸没式加热区8，自炉顶向内垂直安装有浸没式加热器9，炉膛底部设有第二放干口 7。根据本专利技术技术方案，采用隔墙11将炉膛划分成两个不同的功能区，以满足不同的需要。在隔墙11底部设置通道5将启炉熔化区2与浸没式加热区8联通，为铝液等熔炼液按特定轨迹流动提供通道，同时也可防止来料为铝锭时，块状料进入浸没式加热区8冲击浸没式加热器9。由于隔墙11上设有防止块状料进入浸没式加热区8的结构，因此，需在浸没式加热区8与启炉熔化区2分别设置一个放干口才能满足系统放干要求，在熔炼生产结束后使炉膛排空。启炉熔化区2侧面的炉门I用作加料，设置的溢流口 3用于符合熔炼要求的铝液流出，同时也可满足系统连续工作及炉膛内保持一定铝液深度的要求。启炉熔化区2炉顶安装的启炉区加热器12可以是硅碳棒或燃气烧嘴，用于启炉时熔化锭料得到铝液，满足系统启动一定的铝液深度的要求；浸没式加热区8自炉顶向内垂直安装高热通量的浸没式加热器9，用作连续生产时系统热源供给，该加热器可以成组设置，并且按照一定方式排布，以利于热量传递及系统温度均匀。安装在炉底的电磁搅拌器6，用于铝液循环流动的动力供给，使炉膛两个分区内的铝液在电磁搅拌的作用下以一定的速度及特定轨迹流动，满足等温熔炼及与加热器对流换热的要求。根据铝液流动及电磁搅拌作用面的需要，隔墙11上设置的通道5可以为拱形结构，既满足两功能区之间铝液循环流动，又能限制铝液按照预定轨迹流动，同时还起到防止加料区铝锭进入浸没式加热区8，以保护浸没式加热器9。分区之后，炉膛内各交接面可根据铝液流动情况，设置为不同弧度的圆弧面，以避免铝液循环流动时在局部形成旋涡。而且，浸没式加热器9可以在炉体外配套设置升降机构，用以调整浸没式加热器9的高度，使其有效发热段直接浸没在熔炼液内部。本专利技术采用可以浸没在熔融铝液中的浸没式加热器9作为热源，颠覆了传统反射炉将热量传递给熔池表面、再通过热传导将热量向熔池深处传递的加热方式。这种等温熔炼技术将加热器直接插入熔池内部，有效散热表面直接接触并完全浸没在熔炼池金属内部，这样，加热器的热量将全部传递给周围的铝液，对系统中铝液的流动速度和流动轨迹，以及炉膛内铝液温度的均匀性有很大的影响。结合图2所示，本专利技术的炉型内部结构充分考虑了流体的特性，铝液在底部电磁搅拌器6的作用下，以一定的速度及流动轨迹在启炉熔化区2和浸没式加热区8之间循环 流动，隔墙11上的通道5的结构及尺寸充分考虑了电磁搅拌器6作用面的需要以及铝液形成特定流迹的需要，在电磁搅拌及系统结构的双重作用下，铝液形成图2箭头所示的流动轨迹，有效地避免旋涡的产生，减少了能量损失和对炉衬局部的冲刷，并以一定的速度均匀地冲刷浸没式加热器9，配合非均匀排布的浸没式加热器9，可以使加热区温度更加均匀，防止出现局部高温或低温，提高了铝液的熔炼品质。此外，本专利技术采用底置式电磁搅拌器6作为动力源，设备技术成熟，维护简单，投资少、寿命长，其结构简单紧凑，占地面积小，可有效节省空间。试用表明，本专利技术提供的这种铝及铝合金高效等温熔炼炉，其热效率达到70%以上，吨铝能耗< 420kwh，既可用于铝锭重本文档来自技高网...

【技术保护点】
铝及铝合金高效等温熔炼炉，其特征在于：所述熔炼炉包括炉门、炉体和炉膛，炉体呈卧式，炉体内部设有隔墙，所述隔墙将炉膛分为启炉熔化区和浸没式加热区两个区域，炉门设置在启炉熔化区的一侧，隔墙底部设有通道，炉体底部设有电磁搅拌器，用以对上述两个区内的熔炼液进行搅拌；所述启炉熔化区，炉顶设有启炉区加热器，炉膛底部设有第一放干口，炉膛侧面设有溢流口；所述浸没式加热区，自炉顶向内垂直安装有浸没式加热器，炉膛底部设有第二放干口。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：闫辉，谢晓燕，陈景阁，李世轩，汤建平，鲁文将，
申请(专利权)人：苏州新长光热能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：