CN101699204A - 一种高效环保的铝屑回收熔化炉 - Google Patents

Abstract

本发明涉及高效环保的铝屑回收熔化炉，包括主熔室和加料井，主熔室通过进料管和安装在进料管上的电磁泵与加料井连接，加料井通过安装在底部的回流管与主熔室相连，构成循环回路，且主熔室上进料管的管口标高高于回流管的管口标高。主熔室与加料井分开，利用循环管路连通，由安装在进料管上的电磁泵为铝液流动提供动力，主熔室中的铝水在电磁力的作用下沿着进料管以一定的速度和角度进入加料井，铝水在圆形的加料井中形成旋涡，进入加料井的铝屑被形成旋涡流动的铝水迅速的卷吸、覆盖，利用铝液的温度将加入的铝屑熔化，铝液经过加料井下部的回流管流回到主熔室。该炉型操作简单，铝屑氧化烧损小，热效率高，熔化能力强。

Description

一种高效环保的铝屑回收熔化炉

技术领域

本发明涉及一种废金属熔炼炉，尤其涉及一种高效环保的铝屑回收熔化炉。

背景技术

废铝形式多种多样，铝屑因其小而轻，熔化时极易被火焰吹起氧化，有时最高烧损率在70％以上，致使再生利用率较低，如何减少烧损，提高铝的回收率，是铝屑回收需要重点解决的问题，也是主要的难点问题。

目前对于铝屑的回收熔化方式主要有以下几种：一是，直接加热熔化，这样做能耗大、环境污染严重，除此之外最大的问题就是氧化烧损，对于小尺寸的铝屑来说，该熔化方式氧化烧损相当严重，造成资源极大的浪费；二是，将铝屑打包挤压成块后加入炉内熔化，虽然比将铝屑直接加入熔炼室氧化烧损降低很多，但烧损率仍然高达10～15％；第三种是，铝液覆盖熔化技术，将铝屑投入炉中，利用高温铝液作为铝屑熔化的热源，不用火焰直接加热铝屑，从而减少了铝屑的氧化烧损，该方法是比较经济、环保的铝屑再生方法，在铝屑回收方面优越性非常突出，其氧化烧损可以做到≤4％。

大多数铝加工厂对于铝屑回收的设备，多采用的是室式反射炉和坩埚式感应熔铝炉，即熔炼方式主要采用将铝屑打包挤压后加热熔化，该熔炼技术存在氧化烧损严重，金属回收率低、生产效率低等缺点。而发达国家，在实际生产中对于细屑金属再生，普遍采用上述铝液覆盖熔化技术，不仅可以有效的避免明火加热氧化烧损大的问题，同时铝液在循环泵的推动下使得各处的铝水质地均匀化，减少或消除了温度层，而且可以适应于现有的大型铝加工厂及废铝熔炼厂，能够很方便的将厂家原有反射式熔化设备改造，有效减小设备投资。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种高效环保的铝屑回收熔化炉，旨在解决氧化烧损大等问题。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

一种高效环保的铝屑回收熔化炉，包括主熔室和加料井，在主熔室的侧壁靠近底部的位置设有放流口，特点是：所述主熔室通过进料管和安装在进料管上的电磁泵与加料井连接，所述加料井通过安装在底部的回流管与主熔室相连，构成循环回路，且主熔室上进料管的管口标高高于回流管的管口标高。主熔室与加料井分开，利用循环管路连通，由安装在进料管上的电磁泵为铝液流动提供动力，主熔室中的铝水在电磁力的作用下沿着进料管以一定的速度和角度进入加料井，铝水在圆形的加料井中形成旋涡，加入加料井的铝屑被形成旋涡流动的铝水迅速的卷吸、覆盖，利用铝液的温度将加入的铝屑部分熔化，未熔化的部分则随铝液经过加料井下部的回流管流回到主熔室熔化。

进一步地，上述的一种高效环保的铝屑回收熔化炉，其中，加料井合理直径和高度，有利于产生较大的旋涡和保证工作时铝液不会溅出。采用内腔断面为圆形的管路连接主熔室、电磁泵和加料井，进料管和回流管均采用一定的角度和管径，进料管角度和管径保证进入加料井的铝液分别具有一定的切向和法向速度；回流管保证加料井内液位高度。进料管上安装有电磁泵，电磁泵为铝液运动提供动力，电磁泵可以提供多个档位推力和正反两个推动方向，正向工作时，电磁泵可以将主熔室的铝液抽出，高速推向加料井。

更进一步地，上述的一种高效环保的铝屑回收熔化炉，其中，在所述加料井的壁面上设置有用于清理进料管的清理孔，清理孔与进料管同中心线，可通过该孔清理进料管内的残铝。

更进一步地，上述的一种高效环保的铝屑回收熔化炉，其中，在所述加料井的顶部安装有用于加料井烘干及预热的顶置燃烧器，顶置燃烧器在加料井烘干和每一次启动时使用，而且在日常运行中也是加料井温度的保障。

再进一步地，上述的一种高效环保的铝屑回收熔化炉，其中，在所述加料井的侧壁上安装有测温热电偶和液位检测探针。

本发明技术方案突出的实质性特点和显著的进步主要体现在：

本发明主熔室与加料井分开，利用循环管路连通，铝液在电磁泵的作用下在主熔室和加料井之间循环流动。该炉型使用操作简便，铝屑氧化烧损小，热效率高，熔化能力强，显著提高熔体温度和成分的均匀性，有效避免了明火加热氧化烧损大的问题，能够很方便的将原有的炉型转变成该炉型进行生产，有效减小了设备投资。

附图说明

下面结合附图对本发明技术方案作进一步说明：

图1：本发明的俯视示意图；

图2：加料井的主视示意图。

图中各附图标记的含义见下表：

附图标记	含义	附图标记	含义	附图标记	含义
						1	主熔室	2	回流管	3	加料井
4	进料管	5	电磁泵	6	放流口
						31	清理孔	32	测温热电偶	33	顶置燃烧器
34	液位检测探针

具体实施方式

如图1所示，一种高效环保的铝屑回收熔化炉，包括主熔室1、电磁泵5和加料井3，在主熔室1的侧壁靠近底部的部位设有放流口6，主熔室1通过进料管4和安装在进料管上的电磁泵5与加料井3连接，加料井3通过安装在底部的回流管2与主熔室1相连，构成循环回路，且主熔室1上进料管的管口标高高于回流管的管口标高。主熔室1中不断增加的铝液，可以通过主熔室壁面上的放流口6放出，为了保证生产连续进行主熔室中的铝液高度不能低于进料管4在主熔室侧管口的上边缘。

上述设备用于铝屑熔化：开炉时在主熔室1内加入干净的大块铝废料，进行快速熔化，在熔池内形成一定深度的熔体；开启电磁泵5；铝液经过进料管4进入到加料井3中，通过机械振动加料车将铝屑加入加料井3，铝屑被高温铝液覆盖熔化；铝液再经回流管2回到主熔室1；使熔体在主熔室1和加料井3之间进行循环。

开炉初期，主熔室1熔化较大块的铝锭，由于进料管4高于回流管2，当铝液深度达到进料管在主熔室侧的管口时，只要反向开启电磁泵5就可以阻止铝液进入管路。当整个管路和加料井中的温度满足要求，并且主熔室中的铝水已经高过进料管主熔室侧管口，具有一定深度时，电磁泵5调整为正向工作，主熔室内的铝液在电磁泵5抽力的作用下，以一定的速度沿着进料管4进入加料井3。由于流体具有切向速度再加上圆形加料井的结构，铝液在加料井中形成具有一定卷吸能力向下翻滚的圆锥形旋涡。加料井3中的铝液在重力和流体粘性力的共同作用下，速度逐渐减小下落然后由加料井底部的回流管2流回到主熔室1。连续生产时，由加料井3上部加料机构连续加料，而出料则多为周期性，由主熔室上的放流口6周期放料，每次出料需要在炉内保留一定的铝水量，以保证下一周期的熔炼过程得以顺利进行。

如图2所示，在加料井3的壁面上设置有用于清理进料管的清理孔31，在加料井3的顶部安装有用于加料井烘干及预热的顶置燃烧器33，在加料井3的侧壁上安装有测温热电偶32和液位检测探针34。

整个炉组主要由主熔室1、加料井3、电磁泵5及循环管路等几个部分组成，铝液在电磁泵5的作用下，在主熔室1和加料井3之间循环流动。炉型操作简单，铝屑氧化烧损小，热效率高，熔化能力强，提高熔体温度和成分的均匀性，能够很方便的将厂家原有的炉型转变成该炉型进行生产，有效减小了设备投资。

主熔室1在工作时始终存有一定量熔融的铝液，主熔室顶部封闭，可以采用电加热，或是燃气加热，为整个炉系提供热量，这些热量用来保持铝液熔融和整个炉组的温度。

加料井3具有独特的内部结构，有利于产生较大的旋涡；井壁安装热电偶32，用于检测加料井温度；液位检测探针34，检测加料井中液面高度，防止金属液面过高；加料井顶置燃烧器33，其主要作用为加料井烘炉，顶置燃烧器在加料井烘干和第一次启动时须应用的，而且在日常工作中也是加料井及管路中温度保障。

管路具有一定的管径和角度，既保证了铝液进入加料井时有一定的速度和角度，又确保加料井中铝液能保持一定的深度。进料管4和回流管2上分别安装测温热电偶，用于检测管路内壁温度。

主熔室1铝液温度达到一定值时，开启电磁泵5，进料管中的铝液在电磁泵推力的作用下，以一定的速度和向上的角度切向进入加料井3。由于铝液以一定的切向速度进入圆形加料井3，在流体特性的作用下，加料井内形成一个很强的铝液旋涡，铝屑加入料井后瞬间就被卷吸入铝液，使铝屑在隔绝空气的条件下熔化，从而大大降低了氧化烧损，熔化后的废铝液和原来的铝液一起开始循环。产生铝液旋涡的设备不与铝液发生接触，不会污染铝液，从而保证了铝液的品质。

加料井3中的铝液在重力和流体粘性力的共同作用下，速度逐渐减小，最后经过加料井底部的回流管2流回主熔室1。与此同时，主熔室内的铝液在电磁泵5的作用下补充进入加料井3。这样当系统运行稳定后，就会在主熔室1、加料井3之间形成一个稳定的铝液循环回路，铝液从主熔室1获得热量，在加料井3中进行热交换，将新加入的铝屑熔化。

加料井3与主熔室1之间的进料管4和回流管2具有一定的角度，并且回流管路高于进料管路，在开炉初期当主熔室铝液开始熔化时，开启进料管上安装的电磁泵5使其反向作用，推动主熔室内的铝液阻止铝液流入加料井和管路，防止管路温度较低时，铝液在管路凝固。

加料井3和循环管路均选用的耐火材料，在大量铝液长期搅拌循环的使用条件下，材料仍能够满足给定工况的正常使用。

综上所述，本发明炉型采用铝液覆盖熔化技术，其氧化烧损≤4％。该炉型不仅有效的避免了明火加热氧化烧损大的问题，而且适应于现有的大型铝加工厂及废铝熔化厂家将原有反射式熔化设备改造，有效的减小了设备的投资。解决了目前国内铝屑再生熔化过程存在的设备陈旧、技术落后、氧化烧损大等问题。

需要理解到的是：上述说明并非是对本发明的限制，在本发明构思范围内，所进行的添加、变换、替换等，也应属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种高效环保的铝屑回收熔化炉，包括主熔室(1)和加料井(3)，在主熔室(1)侧壁的底部位置设有放流口(6)，其特征在于：所述主熔室(1)通过进料管(4)和安装在进料管上的电磁泵(5)与加料井(3)连接，所述加料井(3)通过安装在底部的回流管(2)与主熔室(1)相连，构成循环回路，且主熔室(1)上进料管的管口标高高于回流管的管口标高。

2.根据权利要求1所述的一种高效环保的铝屑回收熔化炉，其特征在于：在所述加料井(3)的壁面上设置有用于清理进料管的清理孔(31)。

3.根据权利要求1所述的一种高效环保的铝屑回收熔化炉，其特征在于：在所述加料井(3)的顶部安装有用于加料井烘干及预热的顶置燃烧器(33)。

4.根据权利要求1所述的一种高效环保的铝屑回收熔化炉，其特征在于：在所述加料井(3)的侧壁上安装有测温热电偶(32)和液位检测探针(34)。

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