提供了一种碎屑浸没装置及用于回收金属碎屑的方法，碎屑浸没装置具有包括耐热材料的侧壁和底壁的顶部开放的室。入口包括在室的侧壁或者底壁中，以接收熔融金属。出口包括在室的底部中。斜坡从室的侧壁延伸到限定了出口的内柱。斜坡包括邻近侧壁的第一边缘和邻近内柱的第二内边缘。斜坡的在第一边缘和第二内边缘之间的工作表面是凹的。内柱包括与室底部相对地设置的端壁，该端壁包括圆形内边缘和圆形外边缘。
【技术实现步骤摘要】
碎屑浸没装置及用于回收金属碎屑的方法本申请要求2013年10月15日递交的美国临时申请第61/890,931号的优先权，其公开内容通过引证结合于此。
本专利技术涉及典型地被用在金属回收工艺(特别地，铝的回收)中的类型的碎屑(scrap，废料)浸没系统。本示例性实施例涉及一种具有提高的流速的耐冲击碎屑浸没装置。
技术介绍
在金属的回收中，熔化用于处理和加工的碎屑块是必要的。作为形成铝碎屑块的机械成形动作(比如，刨削、镗孔和冷轧)的结果，大部分铝碎屑块是薄壁型的。熔化薄壁碎屑块是特别困难的，这是因为(i)更长地暴露于在传统熔化炉中的不利环境中导致极高的氧化损耗，以及(ii)由于薄壁碎屑块漂浮在熔融金属上(“漂浮碎屑”)，因此快速浸没在熔融金属中受到严重阻碍。在用于将漂浮碎屑转换成铸锭的典型熔化操作中，熔化炉设有封闭的炉膛和连接的开放侧井。通常，侧井被分成泵井和熔化槽(meltingbay)。泵或者其他的熔融金属流引导装置被定位到熔化槽外部(例如，在泵井中)，并且导致熔融金属从炉膛流到熔化槽。典型地，熔化槽被进一步地分成装料井(chargewell)和熔渣井(drosswell)。金属碎屑块被进给到熔化槽中，特别是熔化槽的装料井部分中。已经在熔化槽中(特别地装料井中)使用各种装置促使碎屑金属浸没在熔融金属浴(moltenmetalbath)的表面下方。存在三个主要类型的系统。第一类型包括主要由转子构成的机械系统，该转子从顶部表面产生熔融金属流。在美国专利第3,873,305号；第3,997,336号；第4,128,415号；和第4,930,986号中示出了这类装置的实例。第二类型的系统使用机械装置将碎屑物理地推动到熔化表面下方(例如，象脚(elephantfeet)/井行走器(well-walkers))。第三类型的系统在没有转子的旋转的情况下依赖于室的形状而产生使碎屑块浸没在装料井中的金属流。特别地，进入装料井中的熔融金属的流以这种方式控制，该方式使得生成将碎片从顶部表面吸入浴中的涡流。这些系统包括例如美国专利第3,955,970号；第3,984,234号；第4,286,985号；第6,036,745号；和第6,217,823号，其中每个都通过引证结合于此。本专利技术涉及该第三类型的碎屑浸没系统。
技术实现思路
本公开的多种细节在此处被概括以提供基础的理解。这个概要不是本公开的宽泛概述并且既不旨在明确本公开的某些元件，也不旨在描绘其范围。相反，这个概要的主要目的是，在下文中呈现的更详细的描述之前，以简化的形式呈现本公开的一些概念。根据第一实施例，提供了具有顶部开放的室的碎屑浸没装置，该开放顶部的室包括由耐热材料构成的壁。室包括定位在侧壁中或者底壁中的入口和定位在其底部中的出口。总体上，室可以被描述为底入口、底出口设备。邻近室的壁形成有斜坡，斜坡在壁上向上螺旋上升。斜坡包括邻近该壁的第一边缘和邻近内柱的第二边缘。斜坡具有在第一边缘和第二边缘之间的凹表面。根据第二实施例，提供了具有顶部开放的室的碎屑浸没装置，该顶部开放的室包括由耐热材料构成的壁。室包括被定位在侧壁中的入口和被定位在其底部的出口。总体上，室可以被描述为底入口、底出口设备。邻近室的侧壁形成有斜坡，该斜坡在侧壁上向上螺旋上升。斜坡从侧壁延伸到限定了出口的内柱。该内柱包括与室底部相对地设置的端壁。该端壁包括至少一个圆形边缘。根据第三实施例，提供了包括顶部开放的室的金属碎屑浸没装置，该顶部开放的室包括耐热材料的侧壁和底壁。入口包含在室的侧壁或者底壁中，以接收熔融金属。出口包含在室的底部中。斜坡从室的侧壁延伸到限定了出口的内柱。斜坡包括邻近侧壁的第一边缘和邻近内柱的第二内边缘。斜坡的在第一边缘和第二边缘之间的工作表面是凹的。内柱包括与室底部相对地设置的端壁。该端壁包括圆形内边缘和外边缘。根据另外的实施例，本公开涉及一种使用在之前段落中描述的装置的回收金属(特别是铝)的方法。附图说明本专利技术存在于示出和描述的创新部件、构造、设置、组合和改进中。附图被并入并且构成了说明书的一部分，附图示出了本专利技术的一个实施例并且与说明书一起用于解释本专利技术的原理。图1是熔融金属回收炉的示意性表示；图2是现有技术的泵井和装料井的横截面图；图3是本公开的装料井的竖直截面透视图；图4是图3的装料井的顶部平面视图；图5是图3的装料井的(部分以阴影表示)右侧截面图；图6是图3的装料井的(部分以阴影表示)左侧截面图；图7是图3的装料井的(部分以阴影表示)水平截面透视图；以及图8是来自于本公开的实例的测试结果的图形化描述。具体实施方式现在将详细地参考本专利技术的示出的优选实施例，本专利技术的实例图示在附图中。虽然本专利技术将参考优选的实施例进行描述，但是应当理解的是，并不旨在将本专利技术限制于那个实施例上。相反地，旨在覆盖可以包含在由后附的权利要求限定的本专利技术的精神和范围内的所有替代、修改和等同物。本专利技术涉及典型地用在金属回收工艺(比如，铝的回收)中的类型的碎屑浸没系统。在金属的回收中，熔化用于处理和加工的碎屑块是必要的。作为形成铝碎屑块的机械成形动作(比如，刨削、镗孔和冷轧)的结果，大部分铝碎屑块是薄壁型的。熔化薄壁碎屑块是特别困难的，这是因为薄壁碎屑块漂浮在熔融金属上，因而快速浸没在熔融金属中受到严重阻碍。成问题地，更长地暴露在传统的熔化炉中的不利环境中导致极高的氧化损耗。在用于将轻质碎屑转换成铸锭的典型的熔化操作中，熔化炉设有封闭的炉膛和连接的开放侧井。通常，侧井被分成泵井和熔化槽。泵或者其他的熔融金属流引导装置定位到熔化槽外部(例如，在泵井中)，并且导致熔融金属从炉膛流到熔化槽。典型地，熔化槽被进一步地分成装料井和熔渣井。金属碎屑块被进给进熔化槽中，特别是熔化槽的装料井构件中。漂浮的熔渣被从在熔渣井中的熔融金属的表面撇去(skim)。现在参考图1，描述了铝回收炉10。炉10包括主炉膛构件12，该主炉膛构件例如用气体燃烧器或者油燃烧器加热，或者通过本领域中已知的任何其他装置加热。邻接并且与炉膛12流体连通(典型地通过浸没的拱道)的是主回收区域，该主回收区域包括泵井14、装料井16和熔渣井18。虽然没有被显示出，但是炉膛12的壁通向泵井14，泵井通向装料井16，装料井通向熔渣井18，并且熔渣井通向炉膛12以允许由箭头显示出的循环模式。泵井可以包括对于本领域技术人员而言是已知的任何类型的机械熔融金属泵。可替换地，井和泵可以用例如电磁泵替换。熔融金属泵使熔融金属从炉膛12流动到装料井16，在该装料井处待回收的金属的碎屑碎片沉积到熔体的表面上。装料井也是额外的金属或者熔剂可以被加入的位置，以实现期望的合金。来自于装料井16的熔融金属流进熔渣井18中，其中在熔体流回进炉膛12之前，熔渣的形式的杂质被从表面撇去。本具体公开内容涉及装料井16的改进设计。现在参考图2，其示出了图1的泵井14和装料井16。泵20被定位在泵井14中，并且泵从炉膛汲取熔融的铝并使熔融的铝进入装料井16中。更具体地，叶轮22的旋转将熔融铝从浴槽24中汲取出至泵20内并且使熔融的铝穿过出口26、上行通路28并且穿过入口30进入装料井16内。熔融的铝向上流过装料井16内的斜坡32、溢过内柱35的内边缘34而进入腔36中，并且通过出口38离开。本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种金属碎屑浸没装置，包括：顶部开放的室，包括耐热材料的侧壁和底壁；入口，在所述室的侧壁或者底壁中，用于接收熔融金属；出口，在所述室的底部中；以及斜坡，邻近所述室的所述侧壁，所述斜坡包括邻近所述侧壁的第一边缘并包括第二内边缘，其中所述斜坡的在所述第一边缘和所述第二内边缘之间的表面是凹入的表面。
【技术特征摘要】
2013.10.15 US 61/890,931;2014.04.22 US 14/258,3481.一种金属碎屑浸没装置，包括：顶部开放的室，包括耐热材料的侧壁和底壁；入口，在所述室的侧壁或者底壁中，用于接收熔融金属；出口，在所述室的底部中；以及斜坡，邻近所述室的所述侧壁，所述斜坡具有长度和宽度，所述斜坡的宽度由第二内边缘和邻近所述侧壁的第一边缘限定，并且其中所述斜坡的在所述第一边缘和所述第二内边缘之间的表面是沿所述斜坡的宽度的方向凹入的表面。2.根据权利要求1所述的碎屑浸没装置，由氮化硼处理的石墨或者铸造陶瓷构成。3.根据权利要求1所述的碎屑浸没装置，其中，所述凹入的表面是不连续的，被平坦的或者凸出的斜坡表面部分隔断。4.根据权利要求1所述的碎屑浸没装置，其中，所述凹入的表面在斜坡表面的以下范围之一上延伸：0至180度、0至270度、270至360度以及90至360度。5.根据权利要求1所述的碎屑浸没装置，其中，内柱限定了在所述室内的中央腔，并且其中所述斜坡的所述第二内边缘与所述内柱相交。6.根据权利要求5所述的碎屑浸没装置，其中，所述内柱包括远离所述室的所述底部的端壁，并且其中所述端壁包括至少一个圆形边缘。7.根据权利要求6所述的碎屑浸没装置，其中，所述端壁包括至少两个圆形边缘。8.根据权利要求7所述的碎屑浸没装置，其中，至少在所述斜坡的长度中远离所述底部的一部分上，所述端壁的所述至少两个圆形边缘邻近于所述斜坡的凸出部分，并且其中所述部分提供了从所述斜坡的所述第一边缘延伸到所述内柱的内边缘的水翼形表面。9.根据权利要求1所述的碎屑浸没装置，其中，所述斜坡在所述室的周缘的45度和360度之间延伸。10.根据权利要求9所述的碎屑浸没装置，其中，所述斜坡包括水平区域和倾斜区域。11.根据权利要求8所述的碎屑浸没装置，其中，所述斜坡在其整个长度上是凸出的，并且其中所述端壁包括贯穿所述端壁的周缘的两个圆形边缘，使得远离所述底部的工作表面是大体上连续地弯曲的。12....
【专利技术属性】
技术研发人员：克里斯·T·维尔德，罗伯特·L·格罗德克，
申请(专利权)人：派瑞泰克有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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