CN103363813A - 具有自动捣料搅拌装置的熔炼装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有自动捣料搅拌装置的熔炼装置，解决了现有的熔炼装置需要人工搅拌，劳动强度大、危险性高的缺陷，包括熔炼炉、熔炼炉上方的封罩，配设可移动的捣料搅拌装置，捣料搅拌装置具有移动支架，移动支架上设置有可从进出口伸入到熔炼炉内的搅拌机构和捣料机构，搅拌机构包括搅拌杆、搅拌叶片及搅拌驱动源，捣料机构包括捣料杆、捣料头及捣料驱动源，搅拌机构和捣料机构相互独立。配设可移动的捣料搅拌装置，捣料搅拌装置具有搅拌驱动源和捣料驱动源，从而实现自动捣料和自动搅拌，减轻工人劳动强度，降低操作危险性；本熔炼装置除了搅拌机构外还增加了捣料机构，通过捣料杆将悬浮的矿石完全浸入到铜液中便于矿石熔化。

Description

具有自动捣料搅拌装置的熔炼装置

技术领域

本发明涉及一种熔炼装置，尤其是一种配有捣料搅拌装置并能实现自动捣料和搅拌的具有自动捣料搅拌装置的熔炼装置。

背景技术

铜合金具有导电、导热、耐蚀、耐磨、抑菌、可镀、装饰、易加工等一系列优异特性，广泛用于电力、电子、通讯、化工、机械、交通运输、海洋工程、航天航空、建筑、装饰等领域，在人类生活和国民经济中发挥着巨大的作用。我国是世界上重要的铜材生产、消费和贸易大国，产量跃居世界第一，品种不断增加，产品质量逐年提高，工艺技术创新十分活跃，但我国铜加工加工业大而不强，存在资源短缺，生产技术及装备先进与落后并存等问题。

在铜及铜合金的熔炼过程中，根据企业的规模不同，熔炼炉装炉量在1T-5T不等，熔炼温度要高达1000℃以上，要确保炉料全部熔化和铜液的均匀性，操作工要经常进行捣料、搅拌。在捣料的时候，操作工要拿着捣料工具将未熔化的炉料压入铜液内，在搅拌的时候，操作工要拿着搅拌工具让其在铜液内上下、左右来回搅动，这样的操作，操作工的劳动强度比较大，而且还要持续在高温作业环境工作，存在着较大的安全隐患。如果不进行捣料，将会使炉料熔化时间延长，会直接导致能耗上升、产能下降，公司生产成本会增加；如果不进行搅拌操作，将铸锭成分不均匀，会直接导致产品成材率下降、公司品质下降，生产成本也同样会增加。而且，铜及铜合金产品生产过程中，熔炼工序能耗较高，是企业主要耗能工序之一，为保证产品质量，在熔炼温度控制上难以调控，熔炼的能耗下降一直是一个攻关课题。

中国专利局于2012年4月25日公告了一份CN202204333U号专利，名称为熔炼搅拌机，包括立柱、变速箱、搅拌头锁组成，立柱上套有横梁，横梁的左顶端设置有搅拌电机，搅拌电机下方设置有搅拌头，横梁的右顶端设置有横梁旋转电机，立柱的顶端从下至上分别设置变速箱、升降电机，变速箱上设置的齿条与横梁上设置的齿轮相啮合，由升降电机带动使横梁上、下移动。该搅拌机没有提出搅拌头的形状结构，只在附图中能看到搅拌头的外形，但是该搅拌头的搅拌叶片很小，搅拌中产生的铜液流动增幅小，搅拌叶片小也造成搅拌的范围只能在搅拌头所在的很小的区域内，相对整个熔炉来讲对铜液的搅拌效果比较差，同时熔炉中会存在一些浮在铜液表面未被熔化的矿石或金属物料，使用该搅拌机不能对这些矿石或金属物料起到加速熔化的辅助作用，也不能将这些矿石或金属物料混入到流动的铜液中。

发明内容

本发明解决了现有的熔炼装置需要人工搅拌，劳动强度大、危险性高的缺陷，提供一种具有自动捣料搅拌装置的熔炼装置，熔炼炉配有自动捣料搅拌装置，实现自动捣料和搅拌，减轻工人劳动强度，降低操作危险性。

本发明还解决了现有的搅拌装置中的搅拌叶片较小，搅拌产生的铜液流动增幅小，搅拌范围小，搅拌效果差的缺陷，提供一种具有自动捣料搅拌装置的熔炼装置，具有大的搅拌叶片，搅拌产生的铜液流动性大，搅拌的效果比较好。

本发明还解决了现有的熔炼装置的铜液中存在悬浮的矿石或金属物料，现有的搅拌装置无法将悬浮的矿石或金属物料浸入到铜液中以达到完全熔化的目的的缺陷，提供一种具有自动捣料搅拌装置的熔炼装置，配合搅拌机构增加有捣料机构，通过捣料杆将悬浮的矿石或金属物料完全浸入到铜液中便于矿石或金属物料熔化。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种具有自动捣料搅拌装置的熔炼装置，包括熔炼炉、熔炼炉上方的封罩，熔炼炉连接有保温装置，封罩上设置有进出口，封罩上方连接有除尘罩，其中，熔炼装置还配设有可移动的捣料搅拌装置，捣料搅拌装置具有移动支架，移动支架上设置有可从进出口伸入到熔炼炉内的搅拌机构和捣料机构，搅拌机构包括搅拌杆、搅拌叶片及搅拌驱动源，捣料机构包括捣料杆、捣料头及捣料驱动源，搅拌机构和捣料机构相互独立。配设可移动的捣料搅拌装置，捣料搅拌装置具有搅拌驱动源和捣料驱动源，从而实现自动捣料和自动搅拌，减轻工人劳动强度，降低操作危险性；本熔炼装置除了搅拌机构外还增加了捣料机构，通过捣料杆将悬浮的矿石或金属物料完全浸入到铜液中便于矿石或金属物料熔化。

作为优选，熔炼炉为两个，两个熔炼炉同处同一个封罩内并与同一个除尘罩相同，封罩上设置有两个进出口，两进出口分别与熔炼炉相对应，进出口处设置有旋转门；每个熔炼炉对应配设一个自动捣料搅拌装置或者两个熔炼炉共用一个自动捣料搅拌装置。两个熔炼炉共处于同一个封罩内，可以共用一套除尘专职和保温装置，能充分利用场地空间和辅助设备，这样可以降低熔铸产品单位吨耗达到10%。

作为优选，封罩内的两熔炼炉之间设置有隔板，除尘罩顶部设置有风管，风管的入口被隔板的上侧板分隔成两个分别对应一个熔炼炉的风口，风口处铰接有活动封板，活动封板旋转能开启和关闭风口。活动封板可以封闭风口，风口选择性关闭后可以形成但熔炼炉的熔炼装置，这样可以减小封罩内的空间，从而提高单个熔炼炉的效率，如果两个熔炼炉同时工作，则两个风口同时打开。

作为优选，移动支架上设置有能从进出口伸入到封罩内的悬臂，搅拌杆垂直设置于悬臂端部，搅拌杆为中空状，捣料杆穿设于搅拌杆中空内部，搅拌叶片固定于搅拌杆下端，捣料头伸出到搅拌杆下端。通过悬臂可以将搅拌机构和捣料机构从封罩的进出口伸入到封罩内并浸入到熔炼炉内进行捣料和搅拌。

作为优选，悬臂为中空的长方体结构，搅拌杆的上端固定有带齿轮的转动套，转动套两端通过轴承座固定到悬臂上，齿轮处于悬臂内，搅拌驱动源为搅拌电机，搅拌电机与齿轮通过传动链相连。中空的悬臂，一个可以减轻悬臂的重量，另一个可以将传动链设置到中空内，防止高温对传动链造成影响。

作为优选，悬臂的伸入端上表面固定有支架，支架上安装有捣料驱动源，所述的捣料驱动源为震动电机，捣料杆的上端伸出到搅拌杆的上端并与震动电机相连。

作为优选，移动支架包括通过四个液压缸相连接的处于下层的纵向移动机构和处于上层的横向移动机构，横向移动机构上固定有门架，搅拌机构和捣料机构均设置到门架上，门架的上横梁上设置有升降装置用于驱动搅拌机构和捣料机构上下升降。纵向移动机构和横向移动机构能带动整个装置实现纵向和横向上的移动，可以将装置移动到合适的位置进行捣料和搅拌，也可以在完成工作后将装置移开，实现移动上的自动化；底座分层，纵向移动机构和横向移动机构叶分层，这样纵向移动机构和横向移动机构相互独立，工作时通过液压缸进行选择，不会造成干涉。

作为优选，纵向移动机构包括纵向布置的联动的四个移动轮和驱动移动轮转动的运转电机，该运转电机与移动轮的轴线相平行；横向移动机构包括横向布置的联动的四个移动轮和驱动移动轮转动的运转电机；该运转电机与移动轮的轴线相平行。

作为优选，搅拌叶片为两片，两搅拌叶片上下错开，搅拌叶片为弧面状，搅拌叶片处于搅拌杆外周的螺旋轨迹上，同时搅拌叶片的外侧边相对搅拌杆在径向上为上翘状。两片搅拌叶片对称固定，而且在轴线方向上错开，错开的高度落差使得搅拌叶片在铜液中搅拌时，铜液在横向和纵向上均可形成对流，提高铜液的均匀性；搅拌叶片的形状，能给予铜液相对搅拌杆轴向流动的动力，也能给予铜液相对搅拌杆圆周方向旋转的动力。

作为优选，搅拌叶片朝向搅拌杆下端的弧面上固定有若干道与搅拌叶片呈夹角的弧形的推料片，推料片的弧形走向与搅拌杆同心圆的走向相反，推料片的一端距离搅拌杆轴线近，推料片的另一端距离搅拌杆轴线远，距离近的一端为搅拌叶片旋转先入铜液的一端，距离远的一端为搅拌叶片后入铜液的一端。推料片能拨动铜液起到推开铜液的作用，而且推料片与搅拌叶片之间具有一个夹角，给夹角能提高搅拌叶片旋转时的搅拌力，增加一次旋转能带动的铜液的体积，同时也能增加铜液及铜液中固体矿石或金属物料旋转的动力，提高铜液的流动能力，从而使得铜液更加均匀。

本发明的有益效果是：配设可移动的捣料搅拌装置，捣料搅拌装置具有搅拌驱动源和捣料驱动源，从而实现自动捣料和自动搅拌，减轻工人劳动强度，降低操作危险性；本熔炼装置除了搅拌机构外还增加了捣料机构，通过捣料杆将悬浮的矿石或金属物料完全浸入到铜液中便于矿石或金属物料熔化。 

附图说明

图1是本发明一种结构示意图；

图2是本发明图1所示封罩的剖视图；

图3是本发明一种捣料搅拌装置的结构示意图；

图4是本发明图3所示结构的俯视图；

图5是本发明一种捣料杆及搅拌杆装配示意图；

图6是本发明第二种搅拌叶片结构示意图；

图7是本发明图5所示结构的立体图；

图8是本发明第三种搅拌叶片结构示意图；

图9是本发明一种捣料搅拌状态示意图；

图中：1、熔炼炉，2、封罩，3、旋转门，4、除尘罩，5、风管，6、活动封板，7、风口，8、悬搁部，9、进出口，10、隔板，11、底座，12、液压缸，13、门架，14、搅拌电机，15、悬臂升降驱动电机，16、悬臂，17、震动电机，18、支架，19、搅拌杆，20、搅拌叶片，21、捣料头，22、捣料杆，23、运转电机，24、纵向移动机构，25、横向移动机构，26、移动轮，27、轴承座，28、平面轴承，29、转动套，30、齿轮，31、推料片。

具体实施方式

下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例1：一种具有自动捣料搅拌装置的熔炼装置（参见附图1附图2），包括并排的两个熔炼炉1，熔炼炉的上方设置有封罩2，封罩的上端连接有棱锥形的除尘罩4，除尘罩顶端连接有风管5。封罩上设置有两个进出口9，每一个进出口对应一个熔炼炉，每一个进出口上设置有旋转门3。封罩的外部固定有保温装置，保温装置对熔炼炉进行保温。封罩的中间位置设置有分隔两熔炼炉的隔板10，隔板的上侧板伸入到风管入口部，风管的入口被上侧板分成两个风口7，两风口分别对应一个熔炼炉。隔板的上侧板两侧设置有悬搁部8，风口处铰接有活动封板6，活动封板的形状与风口的形状相适配，活动封板可以绕着铰接部位转动，活动封板转动后外端悬搁到悬搁部上封闭该风口。两个熔炼炉共用同一个除尘装置和保温装置。

本熔炼装置配设有两个捣料搅拌装置（参见附图3附图4），两个捣料搅拌装置分别对应一个熔炼炉。捣料搅拌装置包括移动机架，移动机架包括底座11，底座分为处于上层的横向移动机构15和处于下层的纵向移动机构14，横向移动结构与纵向移动机构之间通过液压缸12相连，并使得横向移动机构能相对纵向移动机构上下移动。纵向移动机构包括纵向布置的联动的四个移动轮26和驱动移动轮转动的运转电机23，该运转电机与移动轮的轴线相平行。横向移动机构包括横向布置的联动的四个移动轮和驱动移动轮转动的运转电机；该运转电机与移动轮的轴线相平行。

横向移动机构上固定有门架13，门架上设置有从封罩的进出口伸入到内部的悬臂16，门架的两侧与悬臂为滑动配合，门架的上横梁上设置有悬臂升降驱动电机15，悬臂与悬臂升降驱动电机之间通过升降链相连，升降链的端部与悬臂相固定。悬臂与门架相垂直并与底座相平行，悬臂中空的方形结构，悬臂靠近门架的一端固定有搅拌电机14，搅拌电机的输出轴伸入到悬臂中空内部，输出轴上固定有主动轮，悬臂的另一端垂直连接有搅拌杆19。

搅拌杆的上端套置有转动套29，转动套与搅拌杆通过螺钉固定，转动套处于悬臂中空内，转动套的外周上固定有齿轮30，齿轮与主动轮之间通过传动链相连。转动套的两端分别连接有轴承座27，轴承座与转动套之间设置有平面轴承28，转动套通过轴承座固定到悬臂上（参见附图5）。

悬臂远离门架的一端的上表面上固定有支架18，支架上固定有震动电机17，震动电机连接有捣料杆22，捣料杆的下端为捣料头21。搅拌杆为中空状，捣料杆穿入到搅拌杆中空内部，捣料杆的上端伸出到搅拌杆上端外部，捣料头伸入到搅拌杆下端外。搅拌杆的下端180°对称固定有两搅拌叶片20，搅拌叶片的长度大于搅拌杆的直径，两搅拌叶片上下错开，搅拌叶片为弧面状，搅拌叶片的宽度从搅拌杆外周向外逐渐增大。搅拌叶片处于搅拌杆外周的螺旋轨迹上，同时搅拌叶片的外侧边相对搅拌杆在径向上为上翘状。捣料头的最大宽度大于搅拌杆的直径小于搅拌叶片的搅拌直径。捣料杆的外径与搅拌杆的内孔直径为间隙配合，为了防止堵塞该间隙，搅拌杆下端中空内部设置有刮圈。捣料头的内部具有空腔，空腔的下端的直径最大，捣料头的上端为弧形状。

移动支架在纵向移动机构和横向移动机构的组合驱动下移动到熔炼炉盘，接着将搅拌杆提升并处于熔炼炉的正上方，接着悬臂伸入到封罩内，然后悬臂升降驱动电机工作，悬臂下降，捣料头先接触到悬浮的矿石或金属物料，并将矿石或金属物料浸入到铜液内，接着搅拌叶片也浸入到铜液表面下，然后搅拌电机启动，搅拌叶片开始搅拌铜液（参见附图9）。为了实现捣料搅拌装置移动快捷到位，在熔炼炉前方设置有移动轨道，移动轨道根据捣料搅拌装置的移动路线固定，捣料搅拌装置放置到移动轨道上，沿着移动轨道行走移动。

实施例2：一种具有自动捣料搅拌装置的熔炼装置，与实施例1不同之处在于搅拌叶片朝向搅拌杆下端的弧面上固定有三道与搅拌叶片呈夹角的弧形的推料片31，推料片的弧形走向与搅拌杆同心圆的走向相反，推料片的一端距离搅拌杆轴线近，推料片的另一端距离搅拌杆轴线远，距离近的一端为搅拌叶片旋转先入铜液的一端，距离远的一端为搅拌叶片后入铜液的一端（参见附图6附图7）。推料片与搅拌叶片之间的夹角为90°。其余结构参照实施例1。

实施例3：一种具有自动捣料搅拌装置的熔炼装置，与实施例2不同之处在于，每一搅拌叶片由两长叶片组成，两长叶片之间留出一道缝隙，该缝隙靠近搅拌杆的一端宽度小，远离搅拌杆的一端宽度大（参见附图8）。其余结构参照实施例2。

以上所述的实施例只是本发明的几种较佳方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。

Claims (10)

1. 一种具有自动捣料搅拌装置的熔炼装置，包括熔炼炉、熔炼炉上方的封罩，熔炼炉连接有保温装置，封罩上设置有进出口，封罩上方连接有除尘罩，其特征在于熔炼装置还配设有可移动的捣料搅拌装置，捣料搅拌装置具有移动支架，移动支架上设置有可从进出口伸入到熔炼炉内的搅拌机构和捣料机构，搅拌机构包括搅拌杆、搅拌叶片及搅拌驱动源，捣料机构包括捣料杆、捣料头及捣料驱动源，搅拌机构和捣料机构相互独立。

2.根据权利要求1所述的具有自动捣料搅拌装置的熔炼装置，其特征在于熔炼炉为两个，两个熔炼炉同处同一个封罩内并与同一个除尘罩相同，封罩上设置有两个进出口，两进出口分别与熔炼炉相对应，进出口处设置有旋转门；每个熔炼炉对应配设一个自动捣料搅拌装置或者两个熔炼炉共用一个自动捣料搅拌装置。

3.根据权利要求2所述的具有自动捣料搅拌装置的熔炼装置，其特征在于封罩内的两熔炼炉之间设置有隔板，除尘罩顶部设置有风管，风管的入口被隔板的上侧板分隔成两个分别对应一个熔炼炉的风口，风口处铰接有活动封板，活动封板旋转能开启和关闭风口。

4.根据权利要求1或2或3所述的具有自动捣料搅拌装置的熔炼装置，其特征在于移动支架上设置有能从进出口伸入到封罩内的悬臂，搅拌杆垂直设置于悬臂端部，搅拌杆为中空状，捣料杆穿设于搅拌杆中空内部，搅拌叶片固定于搅拌杆下端，捣料头伸出到搅拌杆下端。

5.根据权利要求4所述的具有自动捣料搅拌装置的熔炼装置，其特征在于悬臂为中空的长方体结构，搅拌杆的上端固定有带齿轮的转动套，转动套两端通过轴承座固定到悬臂上，齿轮处于悬臂内，搅拌驱动源为搅拌电机，搅拌电机与齿轮通过传动链相连。

6.根据权利要求4所述的具有自动捣料搅拌装置的熔炼装置，其特征在于悬臂的伸入端上表面固定有支架，支架上安装有捣料驱动源，所述的捣料驱动源为震动电机，捣料杆的上端伸出到搅拌杆的上端并与震动电机相连。

7.根据权利要求1或2或3所述的具有自动捣料搅拌装置的熔炼装置，其特征在于移动支架包括通过四个液压缸相连接的处于下层的纵向移动机构和处于上层的横向移动机构，横向移动机构上固定有门架，搅拌机构和捣料机构均设置到门架上，门架的上横梁上设置有升降装置用于驱动搅拌机构和捣料机构上下升降。

8.根据权利要求7所述的具有自动捣料搅拌装置的熔炼装置，其特征在于纵向移动机构包括纵向布置的联动的四个移动轮和驱动移动轮转动的运转电机，该运转电机与移动轮的轴线相平行；横向移动机构包括横向布置的联动的四个移动轮和驱动移动轮转动的运转电机；该运转电机与移动轮的轴线相平行。

9.根据权利要求1或2或3所述的具有自动捣料搅拌装置的熔炼装置，其特征在于搅拌叶片为两片，两搅拌叶片上下错开，搅拌叶片为弧面状，搅拌叶片处于搅拌杆外周的螺旋轨迹上，同时搅拌叶片的外侧边相对搅拌杆在径向上为上翘状。

10.根据权利要求9所述的具有自动捣料搅拌装置的熔炼装置，其特征在于搅拌叶片朝向搅拌杆下端的弧面上固定有若干道与搅拌叶片呈夹角的弧形的推料片，推料片的弧形走向与搅拌杆同心圆的走向相反，推料片的一端距离搅拌杆轴线近，推料片的另一端距离搅拌杆轴线远，距离近的一端为搅拌叶片旋转先入铜液的一端，距离远的一端为搅拌叶片后入铜液的一端。

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