一种用于熔炼炉炉底通气搅拌的透气塞及金属熔炼炉制造技术

技术编号:20018648 阅读:65 留言:0更新日期:2019-01-06 00:51
本发明专利技术涉及一种用于熔炼炉炉底通气搅拌的透气塞,安装于熔炼炉的炉体底部,其包括:由耐高温材料制成且内部具有透气孔的透气芯;该透气芯的下端面设有凹槽,该凹槽内设有插孔。该耐高温无缝管的一端设有第一端扩盘,该耐高温无缝管的端部插设于该透气芯的插孔,并使该第一扩盘位于该凹槽内。该第一耐火浇注料固化结构体为充填于该凹槽内的高强耐火浇注料固化形成。该第二耐火浇注料固化结构体为包覆于该透气芯、第一耐火浇注料固化结构体及该耐高温无缝管外表面的高强耐火浇注料固化形成。本发明专利技术还涉及包含前述透气塞的金属熔炼炉。透气塞具有多重防透气芯脱出和多重密封结构、能够加固透气芯与耐高温无缝管的固定,提高炉体整体的使用寿命。

A Permeable Plug and Metal Smelting Furnace Used for Ventilation and Stirring at the Bottom of Smelting Furnace

The invention relates to a gas permeable plug for aeration and agitation at the bottom of a smelting furnace, which is mounted at the bottom of the furnace body. The gas permeable plug comprises a gas permeable core made of high temperature resistant material and with a gas permeability hole inside; the lower end face of the gas permeable core is provided with a groove, and a socket is arranged in the groove. One end of the high-temperature seamless pipe is provided with a first end expanding plate, and the end of the high-temperature seamless pipe is inserted into the socket of the permeable core, and the first expanding plate is located in the groove. The first refractory castable solidification structure is formed by solidification of a high-strength refractory castable filled in the groove. The curing structure of the second refractory castable is formed by curing the high strength refractory castable coated on the permeable core, the curing structure of the first refractory castable and the outer surface of the high temperature seamless tube. The invention also relates to a metal smelting furnace comprising the aforementioned gas permeable plug. The permeable plug has multiple anti-stripping core and multiple sealing structure, which can reinforce the fixing of permeable core and high temperature seamless tube, and improve the overall service life of the furnace body.

【技术实现步骤摘要】
一种用于熔炼炉炉底通气搅拌的透气塞及金属熔炼炉
本专利技术涉及一种金属熔炼
,尤其是一种用于熔炼炉炉底通气搅拌的透气塞及包含该透气塞的熔炼炉。
技术介绍
铝合金铸锭和制品生产过程的合金液需要精炼。传统的精炼工艺是在金属锭等放置到金属熔炼炉内,通过加热使金属熔成液态,然后向熔融态金属液中配合金成分、并加入氯盐和氟盐等精炼剂,使氯盐和氟盐等精炼与合金液发生反应,获得无氢气泡,利用这些小气泡和精炼剂在上浮过程中吸附氢气及氧化夹杂物,并夹带到合金液面而实现除气和去渣的目的。现有铝合金精炼净化处理工艺包括如下操作:①投料,向炉体内投入铝锭或电解铝液→②升温融化,并投入覆盖剂→③开闭炉门,搅拌,第一次耙渣,取样分析物料元素含量→④开闭炉门,配合金成分(加金属或添加剂)→⑤开闭炉门,搅拌取样分析→⑥炉门保持开启状,喷粉状精炼剂≥30min→⑦撒入打渣熔剂,第二次耙渣(≥10min)→⑧撒入覆盖剂保护后,关闭炉门静置保温>20min净化。归纳起来,现有铝合金熔炼工艺存在如下问题:(1)在整个精炼过程中,开闭炉门次数比较多,熔体热量扩撒大,温降大,故需经常多次开火加热升温,静置保温时间往往需要超过30min,故能耗非常大。(2)多次开启炉门(整个工艺中炉门打开的时间至少1h以上)还会增大熔体与外界空气接触的几率,造成空气中的水汽等所含H、O元素的物质进入铝熔体内,使氢含量、氧化膜等指标都偏高。(3)铝熔体精炼过程中精炼剂的加入会带来更多渣量,精炼剂用量直接决定了第二次耙渣的量的多少,增加除渣成本。(4)除前述问题之外,在精炼剂净化操作过程中,往往会伴随大量的含氯、含氟的有毒气体/粉尘排放,给企业配套的环保设施带来很大的负担,不仅运行费用高,还容易腐蚀环保配套设备设施等;同时还会产生含氯、氟的大量铝渣,对铝渣回收残留金属铝后,还会产生含氟固态物排放,给周边环境带来严重污染。(5)此外,在铝合金熔体精炼过程中,铝液与合金成分的均匀性会直接影响将来金属铸件的质量。而在熔炼炉中,均匀性会受到重力场效应、温度场效应、金属遗传性等方面的影响,导致金属合金铸件的质量难以提高,然而现有的铝合金熔炼工艺中,搅拌是个间歇的过程,因此很难保证铝熔液的均匀性。鉴于上述原因,通气精炼工艺逐渐因其低能耗、同时实现搅拌和高精炼效率、出炉金属液氢和氧夹杂物含量低、产渣量少、无废气/粉尘/含氟固态物排放等问题,逐渐受到相关企业的重视。通气精炼工艺,即通过向金属熔体内通入包括氩气、氮气等气体,这些气体不与合金液反应,并上浮过程中一方面吸附氧化夹杂物,另一面方面会加大气泡与合金液接触面间的压力差,将溶于合金液内氢吸附气泡内。当吸附了夹杂物和/或氢的气泡浮出液面被排除后,可以达到去气和除渣的目的。但是,现有的金属熔炼炉,包括电阻炉、感应电炉、燃气/液化气反射炉等,大都由规律的、平整的刚玉质或高铝材质的耐高温、耐磨、防渗耐火材料做炉壁,由炉壁限定出容腔,且炉壁带有可闭合的炉门,通过炉门加合金成分、精炼剂和耙渣等操作,并未针对通气精炼工艺对熔炼炉炉体的结构进行相应开发和改进,导致通气精炼工艺的应用受到限制;此外,现有的金属熔炼炉在使用过程中,熔液容易在炉体底部、炉体内壁结渣。
技术实现思路
为了解决现有技术的上述问题,本专利技术的目的之一是提供一种炉底可通入搅拌气体的熔炼炉,该熔炼炉的炉底可通入高纯度氩气等惰性气体,对熔炼炉内的金属熔液进行持续的搅拌,加速炉体内金属熔液的流动,提高金属熔液的均匀度,同时通入的惰性气体小分子在金属熔液上升的过程中,与金属熔液中所含的H(原子或分子)、氧化物杂质接触,将氧化物、H等杂质等夹带出去,达到高效精炼的目的。通过将该熔炼炉应用于金属熔炼工艺,从而在源头上不需要向熔炼炉内投入任何化学品精炼剂,减少炉门开启次数。本专利技术的另一目的是提供一种用于熔炼炉炉底通气搅拌的透气塞,该透气塞不仅可较小的通气阻力,具有高强耐高温性能,还可以防止炉体内金属熔液渗出、堵塞透气塞的孔隙,避免造成通气不能、透气塞从炉体底部被压推顶脱出等问题。本专利技术的再一目的提供一种解决金属熔液在炉体底部、炉体内壁结渣的方案。为了达到上述目的,本专利技术采用的主要技术方案包括:一种用于熔炼炉炉底通气搅拌的透气塞(100),安装于熔炼炉的炉体底部,其包括:透气芯(2)、耐高温无缝管(6)、第一耐火浇注料固化结构体(7)及第二耐火浇注料固化结构体(1);该透气芯(2)由耐高温材料制成且内部具有透气孔;该透气芯(2)包含上端面(22)和下端面(21),在该透气芯(2)的下端面(21)设有凹槽(211),该凹槽(211)内设有插孔(212);该耐高温无缝管(6)的一端设有第一端扩盘(61),该耐高温无缝管(6)的端部插设于该透气芯(2)的插孔(212),并使该第一扩盘(61)位于该凹槽(211)内;该第一耐火浇注料固化结构体(7)为充填于该凹槽(211)内的高强耐火浇注料固化形成;该第二耐火浇注料固化结构体(1)为包覆于该透气芯(2)、第一耐火浇注料固化结构体(7)、该耐高温无缝管(6)外表面的高强耐火浇注料固化形成。通过该第一耐火浇注料固化结构体(7)使该耐高温无缝管(6)与透气芯(2)固定结合成一体,该第二耐火浇注料固化结构体(1)进一步将透气芯(2)与耐高温无缝管(6)固定结合,并将透气塞(100)制成便于与熔炼炉安装的砖体结构,成为独立的用于金属熔炼炉制作的部件。优选地,该透气孔的孔径为0.001mm~1mm,优先选择经煅烧后的刚玉质颗粒,粒径0.5~1mm,按照所需的透气孔孔径大小选择合适的级配混合均匀,然后在模具内压制成初品,再经1400℃以上高温煅烧制成,得到透气压力在0.05Mpa±0.005之间,既保证不具有过大的通气阻力,也不会导致熔炼炉炼制铝合金时铝液发生从透气芯渗漏的现象。优选地,该第一扩盘(61)的外部及该耐高温无缝管(6)靠近该第一扩盘(61)的上下管段均缠绕有柔性耐高温纤维毡(3)。优选地,该耐高温无缝管(6)还设有第二扩盘(62),该第二扩盘(62)位于该第一扩盘(61)下方,该第二扩盘(62)的外周缘缠绕有耐高温密封绳(5),该第二耐火浇注料固化结构体(1)包覆于该第二扩盘(62)的外周缘的耐高温密封绳(5)。优选地,该耐高温无缝管(6)上套接有一个不锈钢爪(4),该不锈钢爪位于该第一扩盘(61)与该第二扩盘(62)之间,该第二耐火浇注料固化结构体(1)包覆于该不锈钢爪(4)。优选地,该透气芯(2)介于该上端面(22)和下端面(21)间的侧壁上设有缺槽(23),该第二耐火浇注料固化结构体(1)对应该缺槽(23)设有相互卡合的凸起(11)。优选地,该透气芯(2)的下端面(21)大于该上端面(22),呈上小下大的台体形状,这样的结构可避免透气芯(2)被通气压力作用而脱出的问题。此外,缺槽(23)也有这个作用。优选地,该透气塞(100)的透气芯(2)的上端面直径为200~300mm。优选地,该第二耐火浇注料固化结构体(1)的剖面轮廓概呈矩形,且其外侧壁面上设有防渗卡槽(12)。该防渗卡槽(12)内可供安装耐高温密封绳(8)。本专利技术还包括一种金属熔炼炉,该金属熔炼炉包含炉体(201),在该炉体(201)底部安装有以上任一实施方案所述的透气塞(100本文档来自技高网
...

【技术保护点】
1.一种用于熔炼炉炉底通气搅拌的透气塞(100),安装于熔炼炉的炉体底部,其特征在于,其包括:透气芯(2)、耐高温无缝管(6)、第一耐火浇注料固化结构体(7)及第二耐火浇注料固化结构体(1);该透气芯(2)由耐高温材料制成且内部具有透气孔;该透气芯(2)包含上端面(22)和下端面(21),在该透气芯(2)的下端面(21)设有凹槽(211),该凹槽(211)内设有插孔(212);该耐高温无缝管(6)的一端设有第一端扩盘(61),该耐高温无缝管(6)的端部插设于该透气芯(2)的插孔(212),并使该第一扩盘(61)位于该凹槽(211)内;该第一耐火浇注料固化结构体(7)为充填于该凹槽(211)内的高强耐火浇注料固化形成;该第二耐火浇注料固化结构体(1)为包覆于该透气芯(2)、第一耐火浇注料固化结构体(7)及该耐高温无缝管(6)外表面的高强耐火浇注料固化形成。

【技术特征摘要】
2018.06.01 CN 20181055582771.一种用于熔炼炉炉底通气搅拌的透气塞(100),安装于熔炼炉的炉体底部,其特征在于,其包括:透气芯(2)、耐高温无缝管(6)、第一耐火浇注料固化结构体(7)及第二耐火浇注料固化结构体(1);该透气芯(2)由耐高温材料制成且内部具有透气孔;该透气芯(2)包含上端面(22)和下端面(21),在该透气芯(2)的下端面(21)设有凹槽(211),该凹槽(211)内设有插孔(212);该耐高温无缝管(6)的一端设有第一端扩盘(61),该耐高温无缝管(6)的端部插设于该透气芯(2)的插孔(212),并使该第一扩盘(61)位于该凹槽(211)内;该第一耐火浇注料固化结构体(7)为充填于该凹槽(211)内的高强耐火浇注料固化形成;该第二耐火浇注料固化结构体(1)为包覆于该透气芯(2)、第一耐火浇注料固化结构体(7)及该耐高温无缝管(6)外表面的高强耐火浇注料固化形成。2.根据权利要求1所述的透气塞(100),其特征在于,该第一扩盘(61)的外部及该耐高温无缝管(6)靠近该第一扩盘(61)的上下管段均缠绕有柔性耐高温纤维毡(3);该耐高温无缝管(6)还设有第二扩盘(62),该第二扩盘(62)位于该第一扩盘(61)下方,该第二扩盘(62)的外周缘缠绕有耐高温密封绳(5),该第二耐火浇注料固化结构体(1)包覆于该第二扩盘(62)的外周缘的耐高温密封绳(5)。3.根据权利要求2所述的透气塞(100),其特征在于,该耐高温无缝管(6)上套接有一个不锈钢爪(4),该不锈钢爪位于该第一扩盘(61)与该第二扩盘(62)之间,该第二耐火浇注料固化结构体(1)包覆于该不锈钢爪(4)。4.根据权利要求1所述的透气塞(100),其特征在于,该透气芯(2)介于该上端面(22)和下端面(21)间的侧壁上设有缺槽(23),该第二耐火浇注料固化结构体(1)对应该缺槽(23)设有相互卡合的凸起(11)。5.根据权利要求1所述的透气塞(100),其特征在于,该透气芯(2)的下端面(21)大于该上端面(22),呈上小下大的台体形状。6.根据权利要求1所述的透气塞(100),其特征在于,该透气塞(100)的透气芯(2)的上端面(22)直径为200~300mm;该第二耐火浇注料固化结构体(1)的剖面轮廓概呈矩形,且其外侧壁面上设有防渗卡槽(12)。7.一种金属熔炼炉,该金属熔炼炉包含炉体(201),在该炉体(201)底部安装有权利要求1-6任一项所述的透气塞...

【专利技术属性】
技术研发人员:柯东杰
申请(专利权)人:福建麦特新铝业科技有限公司
类型:发明
国别省市:福建,35

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1