CN102954689A - 采用醇基燃料加热的低熔点合金节能环保冶炼炉 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种采用醇基燃料加热的低熔点合金节能环保冶炼炉，其炉体包括自外而内的外层炉壳、中间层隔热棉和碳化硅炉膛内壁，炉膛内壁内腔与坩埚外形相配合，两者之间保持20mm～40mm的均匀间隔；采用醇基燃料的燃烧器于坩埚底部多点可控设置，所述各燃烧器包括自内而外同轴设置的炉芯、内胆和外罩，外罩上开设通过风管连通风机的进风口，内胆侧壁上开设自外而内向上倾斜的通风孔，内胆中设有通过油管连通醇基燃料供应装置的燃油嘴和与燃油嘴形成脉冲点火的电子点火针。本发明的炉膛内壁升温迅速，有利于燃料的充分燃烧，从而产生更多的热量，进而提高热效率，节省燃料，可实现用醇基燃料替代柴油冶炼，节能减排环保。

Description

采用醇基燃料加热的低熔点合金节能环保冶炼炉

（一）技术领域：

本发明涉及冶炼炉，具体为一种采用醇基燃料加热的低熔点合金节能环保冶炼炉。

（二）背景技术：

国内大部分的铝、锌等低熔点合金压铸厂家的冶炼设备大都采用柴油、液化气、焦炭等燃料进行冶炼。

其中以柴油作为燃料的冶炼炉为大多数，由于燃烧需要及排放物有烟尘等物质的原因，冶炼炉的炉膛内壁与坩埚间隙较大，柴油喷射雾化燃烧形成的火焰贴着坩埚外壁环游一圈后，大部分热量随尾气一起排出烟道，污染重、燃烧率（50%）和热利用率（20%）很低。

（三）发明内容：

为提高燃烧利用率和降低对环境的污染，本发明提出一种采用醇基燃料加热的低熔点合金节能环保冶炼炉。

本发明采用醇基燃料加热的低熔点合金节能环保冶炼炉的技术方案，包括设于炉体内的坩埚和对坩埚进行加热的燃烧器，所不同的是所述炉体包括自外而内的外层炉壳、中间保温层和炉膛内壁，所述炉膛内腔与坩埚外形相配合，两者之间保持20mm～40mm均匀间隔形成加热腔，加热腔的上口封盖并设置排气口；采用醇基燃料的燃烧器位于坩埚底部，采用1点（处）或多点（处）可控设置，所述各燃烧器包括自内而外同轴设置的炉芯、内胆和外罩，内胆和外罩之间形成风腔，所述外罩上开设通过风管连通风机的进风口，所述内胆侧壁上开设自外而内向上倾斜的通风孔（可使内胆中产生自下而上围绕炉芯的旋风），所述内胆中设有通过油管连通醇基燃料供应装置的燃油嘴和与燃油嘴形成脉冲点火的电子点火针。

所述炉膛内壁优选导热性能好、耐高温氧化和热容大的碳化硅蓄热材料成型制作。

根据冶炼金属坩埚大小及炉膛尺寸，所述炉膛内壁的厚度选择为40mm～300mm。

为形成合适的旋风而达到较好的燃烧效果，所述燃烧器内胆侧壁上的通风孔呈矩阵排列，通风孔的轴线与横向的夹角选择在8°～15°之间，与纵向的夹角选择在12°～25°之间。

为配合内胆中旋风效果，所述炉芯自下而上呈锥形减小，锥度比为1：10～1：20。

所述排气口安装的排气管弯向坩埚，充分利用烟气余热加热坩埚内金属。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1、本发明节能环保冶炼炉采用醇基燃料加热，醇基燃料在燃烧器中向外扩散的过程中可以得到n次汽化和n次燃烧，得到完全燃烧；产生的热量从燃烧器燃烧开始到被排出过程中的距离长，热量滞留的时间长，有利于炉膛内壁和坩埚吸收热量。

2、本发明的炉膛内壁由导热好、耐高温氧化和热容较大的蓄热材料碳化硅成型，且与坩埚距离近，燃烧器喷出的火焰形成热压对坩埚第一次加热；热量形成波形震荡对坩埚第二次加热和对炉膛内壁加热；利用碳化硅比热容高、导热性好的特点，开始时可以加大火力，炉膛内壁迅速吸热温度升高，然后炉膛内壁对坩埚第三次加热，使得坩埚快速升温，在冶炼过程中可以实现少量的燃料供应即可获得冶炼所需的温度，熄火后炉膛具有较长保温时间，能够达到节省成本的目的。

3、本发明的炉膛内壁升温迅速有利于醇基燃料的分解燃烧，从而产生更多的热量，进而提高热效率，节省燃料。

4、本发明的碳化硅炉膛内壁性能稳定、导热系数高、热膨胀系数小，用不锈钢制作燃烧器，可有效延长冶炼炉的使用寿命，降低维护费用。

5、本发明可实现用醇基燃料替代柴油、液化气、焦炭等燃料进行冶炼，对节能减排环保的贡献意义重大。

（四）附图说明：

图1为本发明一种实施方式的结构示意图。

图2为图1的剖视图。

图3（a）为图2中燃烧器的结构示意图。

图3（b）为图3（a）的俯视图。

图号标识：1、炉体；2、坩埚；3、燃烧器；4、外层炉壳；5、中间层隔热棉；6、炉膛内壁；7、炉芯；8、内胆；9、外罩；10、风管；11、风机；12、进风口；13、通风孔；14、燃油嘴；15、电子点火针；16、排气管；17、油管；18、火焰；19、滚轮；20、检修门；21、观察窗孔；22、风阀；23、油阀。

（五）具体实施方式：

下面结合附图对本发明的技术方案作进一步说明：

本发明采用醇基燃料加热的低熔点合金节能环保冶炼炉（以T80型铝压铸机配套的冶炼炉为例，坩埚2容积0.1立方米，冶炼铝重量250kg）的主体为方形炉体1，炉体1内的中空部位为炉膛，炉膛内设置长条形坩埚2，所述炉体1的炉壁（底壁和侧壁）为三层结构，自外而内分别为外层炉壳4（10mm厚铁壳）、中间层隔热棉5和炉膛内壁6（40mm～70mm厚碳化硅蓄热材料），所述炉膛内壁6与坩埚2外形匹配，两者之间保持有均匀的20mm～40mm间隔，该间隔区为火焰加热区域，所述坩埚2上口的向外折边横置于炉体1顶部隔热层上，将火焰加热区域封闭，坩埚2折边旁边开设排气口，排气口上安装排气管16，所述排气管16弯向坩埚2，所述排气口和排气管16根据需要确定数量和布置，如图1、图2所示。

本发明的加热装置采用以醇基为燃料的燃烧器3，根据冶炼铝的需要，2个可控的燃烧器3于坩埚2底部两边埋设于炉体1内，燃烧器3的燃烧口露出炉膛内壁6，如图2所示。

各燃烧器3（采用不锈钢制成）包括同轴设置的炉芯7、内胆8和外罩9，所述炉芯7自下而上呈锥形减小，锥度比为1：10～1：20，炉芯7的顶部伸出内胆8进入由耐火圈围成的空间内；所述内胆8和外罩9之间形成“凹”状风腔，外罩9底部设有进风口12，进风口12通过风管10连通设于炉体1底部下方的风机11；内胆8侧壁上开设有呈矩阵排列的通风孔13，所述通风孔13自外壁向内壁由低到高向上倾斜，使进入内胆8的空气形成以炉芯7为旋转轴从下向上的旋风，所述通风孔13的轴线与横向的夹角为8°～15°，与纵向的夹角为12°～25°；所述外罩9侧壁上设置燃油嘴14和电子点火针15，所述燃油嘴14和电子点火针15的前端进入内胆8中形成脉冲点火，燃油嘴14通过油管17连通炉体1外的醇基燃料供应装置，电子点火针15通过线路连接设于炉体1上的脉冲点火装置，如图2、图3（a）、图3（b）所示。

所述炉体1底部安装有行走滚轮19，炉体1下部侧壁上开设安装和维护风机11和风管10的检修门20，炉体1中部侧壁上开设检测炉膛内火焰18燃烧情况的观察窗孔21，控制风管10风量的风阀22和控制油管17油量的油阀23也设于炉体1侧壁上，如图1、图2所示。

本发明工作时，从燃烧器3的内胆8喷射出的火焰18在气流的带动下能够贴着坩埚2底部成螺旋形状逐渐向外扩散，热量传导迅速，炉膛内火焰加热区域的温度很快均匀升高，燃料在向外扩散的过程中可以得到多次汽化和多次燃烧，使得燃料在炉膛中能够完全燃烧。燃烧的火焰18形成热压力对坩埚2加热，由于距离近，先是热量成波形震荡对坩埚2和炉膛内壁6加热，利用碳化硅导热好热容大的特点，开始时可以加大火力，炉膛内壁6的碳化硅材料迅速吸热温度升高（炉膛温度可超过900°C），然后炉膛内壁6和燃烧火焰18同时对坩埚2加热，使得坩埚2快速升温（坩埚内温度可超过700°C），在冶炼过程中可以调节少量的燃料供应即可获得冶炼所需的温度，熄火后炉膛具有较长保温时间，实现低热值的醇基燃料加热冶炼低熔点合金，达到节省成本的目的。

Claims (6)

1.采用醇基燃料加热的低熔点合金节能环保冶炼炉，包括设于炉体（1）内的坩埚（2）和对坩埚（2）进行加热的燃烧器（3），其特征在于：所述炉体（1）包括自外而内分别为外层炉壳（4）、中间层隔热棉（5）和炉膛内壁（6），所述炉膛内壁（6）内腔与坩埚（2）外形相配合，两者之间保持20mm～40mm的均匀间隔形成加热腔，加热腔的上口封盖并设置排气口；采用醇基燃料的燃烧器（3）位于坩埚（2）底部，采用一点或多点可控设置，所述各燃烧器（3）包括自内而外同轴设置的炉芯（7）、内胆（8）和外罩（9），内胆（8）和外罩（9）之间形成风腔，所述外罩（9）上开设通过风管（10）连通风机（11）的进风口（12），所述内胆（8）侧壁上开设自外而内向上倾斜的通风孔（13），所述内胆（8）中设有通过油管（17）连通醇基燃料供应装置的燃油嘴（14）和与燃油嘴（14）形成脉冲点火的电子点火针（15）。

2.根据权利要求1所述采用醇基燃料加热的低熔点合金节能环保冶炼炉，其特征在于：所述炉膛内壁（6）用导热性能好、耐高温氧化和热容大的碳化硅蓄热材料成型制作。

3.根据权利要求2所述采用醇基燃料加热的低熔点合金节能环保冶炼炉，其特征在于：所述炉膛内壁（6）的厚度为40mm～300mm。

4.根据权利要求1～3中任一项所述采用醇基燃料加热的低熔点合金节能环保冶炼炉，其特征在于：所述通风孔（13）呈矩阵排列，通风孔（13）的轴线与横向的夹角为8°～15°，与纵向的夹角为12°～25°。

5.根据权利要求4所述采用醇基燃料加热的低熔点合金节能环保冶炼炉，其特征在于：所述炉芯（7）自下而上呈锥形减小，锥度比为1：10～1：20。

6.根据权利要求1～3中任一项所述采用醇基燃料加热的低熔点合金节能环保冶炼炉，其特征在于：所述排气口安装的排气管（16）弯向坩埚（2）。

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