金属加热与熔炼方法和金属熔炼设备技术

装入加热与熔炼区的待熔炼金属材料依靠一组感应线圈预热与熔炼，熔融金属经衔接部分送到升温区贮存，并用一组感应线圈进一步加热到某一所需温度。需要时，熔融金属可以靠打开出液孔从炉中取出。不同种类的气体可以有选择地经入口引入设备。开启出液孔，熔融金属可以连续地取出。熔炼作业的氛围可以随意调整，因而可高效进行。镀锌钢片中的锌可依靠在加热与熔炼区内放置冷却板而加以分离和回收。（*该技术在2013年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种金属加热与熔炼方法和一种金属熔炼设备，采用这种方法和设备可以连续地加热和熔炼诸如钢和铝这样的金属，然后为了提纯而从熔融金属中分离出各种杂质，以提供一种作为资源可重新使用的金属材料。一般地说，在使用电力的一类金属熔炼炉里，难以(比如与冲天炉相对比)连续地熔炼金属，因而一直采用一种间歇式熔炼方法，其中待炼金属装进炉里，熔化并升温，然后把熔融金属排出炉外。于是，在向一种连续浇铸设备供应熔融金属时，总是需要运用许多熔炉。近来，已经研制出一些使用电力的熔炉，能够象在冲天炉里一样连续地熔炼金属，而且一种设计成通过电磁感应加热来熔炼铸铁的高效连续熔炼设备目前已经付诸实施了。比如，未审查而公开的日本专利No.63223486和美国专利No.4，996，402中就公开了这种电磁感应加热熔炼设备。不过，由于上述常规的电磁感应加热熔炼设备主要是设计成熔炼铸铁的，因此要用碳质放热材料，比如焦炭，来加热熔炼金属，使碳为熔融金属所吸收。于是，这些常规的设备历来不适于熔炼低碳铁金属，比如钢;而本专利技术是以低碳铁金属为目的的。在镀锌钢质片材(此后称之为镀锌钢片)作为各种工业废料大量产生而在电磁感应炉中加以熔炼的情况下，锌会渗入耐火材料而缩短耐火材料的寿命。除此之外，锌的回收也是很困难的;尽管锌可以氧化物的形式用一种捕尘器加以捕集，其一部分还是会作为一种杂质出现在熔融金属中，从而造成几乎无法获得高纯度熔融铁的问题。于是，在镀锌钢片被用来获得熔融铸铁的情况下，就有许多场合采用会造成相当大的环境污染的冲天炉，而不用电炉。不过，采用这种方法难以回收锌，而满意的解决办法尚未取得。因而，一些常规的电力熔炉基本上是间歇地排放熔融金属式的。至于上述连续式熔炼设备，在熔炼铸铁和铜以外的其他金属，比如钢和铝时，要使用碳作为放热材料，于是金属中就含有过量的碳，而且碳生成碳化物。所以，这样一种连续式熔炼设备并不适于熔炼这些金属。就钢来说，从近来大量应用的镀锌钢片中清除锌这一问题一直吸引着人们的注意。考虑到先有技术中的上述一些问题，本专利技术的一项目的是，提供一种金属加热与熔炼方法，此方法能够连续地提供熔融金属，并且能够有效地处理镀锌钢片及其类似物，以达到回收目的。另一项目的是，提供一种实现这一方法的熔炼设备。实现本专利技术的上述第一项目的金属加热与熔炼方法包括以下步骤提供一种电磁感应加热式金属熔炼设备，此设备包括一个加热与熔炼区和一个同加热与熔炼区隔开，而在操作上与其相衔接的升温区。用电磁感应加热办法予热并熔炼装填在加热与熔炼区里面的固态金属材料，以形成熔融金属;从加热与熔炼区的炉体下部连续排放熔融金属;在升温区内接纳排放的熔融金属，并用电磁感应加热办法进一步加热熔融金属，以提高熔融金属的温度;以及从出液孔排放已升温的熔融金属。采用这种方法，连续地向熔炉装填固态金属材料，金属材料就会受到有效的熔炼，并连续地自出液孔排出。为了用汽相淀积法回收在加热金属材料期间所产生的低沸点金属(比如锌)的蒸气，一种利用如冷却板所提供的温差的捕集装置可拆除地嵌入熔炉，它可以分离和回收低沸点金属作为一种有价值的物质。可以通过升温区向加热与熔炼区送入氛围气体，这种气体很容易同固态金属材料中的各种杂质化合，并可以从熔融金属中分离和清除，从而清除加热与熔炼区和升温区二者之一或二者里面的各种杂质。这样做，可以提高熔融金属的纯度。比如，调整氛围气体，使具有氧化性能，易于氧化的一些杂质就被氧化后作为熔融渣而清除掉。达到本专利技术的第二项目的金属熔炼设备包括加热与熔炼区，用于通过第一部电磁感应加热装置予热和熔炼装填在熔炉中的固态金属材料，以形成熔融金属;用以从炉体的下部连续排放熔融金属的装置;升温区，用于接纳排出的熔融金属，并用第二部电磁感应加热装置进一步加热熔融金属到某一较高温度;以及用以自升温区的出液孔排放已加热到较高温度的熔融金属的装置。现在说明本专利技术付诸实施时的一些优选实例。(1)加热与熔炼区依靠电磁感应加热熔炼装填于其中的金属材料，因而在此部分的顶部设有一个进料口，而在加热与熔炼区的下部设有一个用于排放熔融金属的排放口(加热与熔炼区同升温区的衔接部分)。此设备的外围绕装着感应线圈。(2)流动性不良的刚刚熔炼出的金属流经上述排放口，在具有某种氧化氛围气体的情况下，大量熔渣也流经此排放口。因而，此排放口具有较大的流通面积，而且气体也经过它自升温区流向加热与熔炼区。在某些情况下，在加热与熔炼区和升温区之间设有篦状构件。(3)在由于加热金属材料(比如镀锌钢片)而产生低沸点金属(锌)蒸气的情况下，设有捕集这种蒸气的捕集装置。更具体地说，比如许多冷却板被可拆除地嵌入加热与熔炼区1内具有能使低沸点金属蒸发的温度的那一部位，而且沿径向配置在尽可能不中断由感应线圈所生成的磁力线的各个方向上。依靠这种配置，锌汽相淀积在这些冷却板上，适当的时候从加热与熔炼区撤出冷却板，锌就被分离并回收下来。另一例捕集装置具有一个金属蒸气捕集室，设在加热与熔炼区内，它包括一个金属蒸气捕集口、一个用于在捕集金属蒸气的低温部分和一个用于在捕集室内造成负压的抽吸口。抽吸口连接一部设置在炉外的诸如真空泵那样的抽吸装置。(4)升温区进一步加热自加热与熔炼区流来的熔融金属，使之达到某一需要的温度。因而，加热与升温部分是一种具有适当容积的坩埚状装置，其上部连接加热与熔炼区，并具有出液孔，用于排放溢泄的熔融金属。在升温区外围绕装着感应线圈。(5)在需要依靠氧化作用清除杂质的时候，加热与熔炼区，甚至包括其金属熔炼部分，被引入一种氧化氛围之中(使用空气或类似气体)，而杂质被转变为熔渣。此后，升温区被引入一种CO、H2之类的还原氛围之中。亦即，配置一部氛围气体供应装置，用于或者把氛围气体直接送入加热与熔炼区，或者经升温区送入加热与熔炼区，并且根据有待从待熔炼金属中清除掉的杂质种类，选定一种合适的氧化/还原气体，从这氛围气体供应装置送入。(6)从升温区出液孔排出的熔融金属量相应于从加热与熔炼区向升温区提供的熔融金属量。不过，这种设备可以是间断排放式的，其中出液孔暂时关闭，在升温区内贮集熔融金属，必要时打开，以便排放所需数量的熔融金属。(7)升温区配置在加热与熔炼区的下方。这两部分可以安排得或者是两部分的炉体彼此共轴线，或者是两部分的炉体轴线相互错开，以便有效地减少加热与熔炼区电磁感应和升温区电磁感应之间的干扰现象。这两部分用可使熔融金属和气体在其中流通的一段衔接部分相互连接起来。(8)出液孔设置在升温区的下部或其侧壁上。出液孔可以是溢泄式的，当熔融金属贮集到某一予定量时，可使熔融金属溢出炉体。在此出液孔下面放置一只浇包，就可以很容易地经常接收熔融金属。可以配备一种间歇地排放熔融金属的装置，此装置能够有选择地把气体或一种耐火块推入升温区，以便从出液孔排放所需数量的熔融金属。可在距衔接部分一定间隔的升温区顶部设置一个可开启的窗孔，以便通过这一窗孔观察熔炉内部，并用于维护和检查。(9)可以分别地在加热与熔炼区和升温区里面安置第一和第二温度测量装置，也可以安置对来自第一和第二温度测量装置的输出信号作出响应的温度控制装置，用于保持升温区内部温度高于加热与熔炼区内部温度。于是，升温区内部温度就可以自动地得到控制。通常，设定加热与熔炼本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种金属加热与熔炼方法，包括以下步骤：提供一种电磁感应加热式金属熔炼设备，此设备包括一个加热与熔炼区和一个同加热与熔炼区间隔开而在操作上与之相衔接的升温区；用电磁感应加热办法予热并熔炼装填在所述加热与熔炼区里面的某种固态金属材料以提供熔融金属；自所述加热与熔炼区炉体下部连续排放所述熔融金属；在所述升温区内接纳所述排出的熔融金属，并用电磁感应加热办法进一步加热所述熔融金属以提高所述熔融金属的温度；以及自出液孔排放温度已升高的所述熔融金属。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：桥田荣夫，河井勇，二十里极，荒川弘己，穴原达功，菅野秀树，
申请(专利权)人：株式会社日立制作所，
类型：发明
国别省市：JP[日本]