CN103968666A - 一种铝或铝合金生产用的熔炼炉 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种铝或铝合金生产用的熔炼炉，包括熔体加热室、热风室、加料室、泵池和熔池；熔体加热室内横向设置有隔板，将其内部空间上下隔开形成上部加热区和下部加热区，上部加热区内开设有进风通道和出风通道；隔板上竖直设置有多根热管，且热管的一端位于上部加热区内，另一端位于下部加热区内；热风室内设置有蓄热式燃烧装置；下部加热区、加料室、泵池和熔池的下部之间互相连通。本发明利用热风室产生的热风传热给热管对熔体进行加热，能够大大提高热传递和热利用效率，避免火焰和热烟气对熔体的氧化烧损和污染；而熔体能通过泵在各室快速循环流动，能够保持熔体在熔炼时各部分温度和化学成分均匀一致，降低熔炼过程对金属本身物性的影响。

Description

一种铝或铝合金生产用的熔炼炉

技术领域

本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种铝或铝合金生产用的熔炼炉。

背景技术

目前，铝或铝合金生产所使用的熔炼设备大都采用燃料反射炉，这种炉型是利用燃料在炉膛内燃烧产生的火焰、高温烟气对流和炉墙炉顶辐射传热的方式对铝或铝合金熔体和固体料进行直接加热。这种熔炼设备存在的主要问题是：1、热利用率低，燃料单耗高，造成能源浪费；2、火焰直接在物料表面燃烧加热，会造成物料氧化烧损严重，金属回收率低，浪费资源。

发明内容

本发明旨在克服现有技术的不足，提供一种改进的铝或铝合金生产用的熔炼炉。

为解决以上技术问题，本发明采取的技术方案是：

一种铝或铝合金生产用的熔炼炉，包括熔体加热室、热风室、加料室、泵池和熔池；所述熔体加热室内横向设置有隔板，用于将所述熔体加热室的内部空间上下隔开形成上部加热区和下部加热区；且所述上部加热区内开设有与所述热风室相连通、用于供热风进入所述上部加热区内的进风通道，以及供热风排出的出风通道；所述隔板上竖直设置有多根热管，且所述热管的一端位于所述上部加热区内，另一端位于所述下部加热区内；所述热风室上设置有用于在所述热风室内产生热风的燃烧装置；所述泵池内设置有泵，且所述下部加热区的下部、所述加料室的下部、所述泵池的下部和所述熔池的下部之间互相连通。

优选地，所述燃烧装置为蓄热式燃烧装置，包括内部设置有蓄热体的蓄热箱，以及设置在所述热风室内并与所述蓄热箱相连通的燃烧器；所述蓄热箱还与所述出风通道相连通。

进一步地，所述蓄热体设置在所述蓄热箱的上部，所述蓄热箱的下部分别与集气装置和收尘系统相连接。

优选地，所述隔板水平设置在熔体加热室内。

优选地，所述多根热管均匀分布在所述隔板上。

优选地，所述热管的下端与所述下部加热区的底部之间的距离＜所述热管的上端与所述上部加热区的顶部之间的距离。

本发明熔炼炉对铝或铝合金进行熔炼的原理和熔炼过程如下：

1、先将一定量的铝或铝合金熔体通过加料室倒入熔体加热室的下部加热区内，使热管的下端浸没在所述铝或铝合金熔体中；

2、启动热风室上设置的燃烧装置，使热风室内产生热风，热风通过热风室与上部加热区之间的进风通道涌入所述熔体加热室的上部加热区内，进而对多根热管进行加热；

3、经过加热的多根热管迅速将热量传递给位于下部加热区的铝或铝合金熔体，使铝或铝合金熔体的温度不断升高，流动性变大，因而会不断地从所述下部加热区的下部向加料室、泵池和熔池中涌出，这种高温熔体涌入加料室中后即能够将加料室中待熔炼的铝或铝合金物料加热熔化；

4、同时启动泵池中设置的泵，能够加速铝或铝合金熔体在熔体加热室的下部加热区、加料室、熔池和泵池中的流动性。

本发明的熔炼炉，通过热管的快速传热和熔体在泵的作用下不断循环快速流动，即能够实现对铝或铝合金物料的熔炼。

作为本发明优选的实施方式，燃烧装置为蓄热式燃烧装置，熔体加热室的上部加热区中的热烟气会通过出风通道排入蓄热箱内，经蓄热体吸收多余热量后被排空；而助燃气体（即空气）又经过蓄热体并吸收蓄热体中的热量而形成高温助燃气体，并被输送至热风室内的燃烧器中，如此循环在热风室中产生热风。

由于以上技术方案的实施，本发明与现有技术相比具有如下优点：

1、本发明利用热风室产生的热风传热给热管，利用热管超过金属的导热能力，能够迅速将热量传递给铝或铝合金熔体而对其进行加热熔炼，大大提高了热传递和热利用效率，从而达到节能的目的；

2、熔体加热室用隔板隔开形成上部加热区和下部加热区，能够避免火焰和热烟气对铝或铝合金熔体的直接接触，减少了铝或铝合金熔体的氧化烧损和对熔体的污染；

3、利用泵池内的泵使铝或铝合金熔体在熔体加热室的下部加热区、加料室、熔池和泵池内快速循环流动，能够尽量保持铝或铝合金熔体在熔炼过程中各部分温度及化学成分等均匀一致，降低熔炼过程对金属本身物性的影响。

、本发明优选蓄热式燃烧装置，还能够达到余热利用的目的，降低整个热风循环过程中的能量损失，进一步提高热利用效率，节能环保。

附图说明

图1为本发明铝或铝合金生产用的熔炼炉的主视示意图。

图2为本发明铝或铝合金生产用的熔炼炉的俯视示意图。

其中：1、熔体加热室；10、隔板；11、上部加热区；110、进风通道；111、出风通道；12、下部加热区；13、热管；2、热风室；3、加料室；4、泵池；40、泵；5、熔池；6、蓄热箱；60、蓄热体；7、燃烧器。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本发明做进一步详细的说明，但不限于这些实施例。

实施例

如图1或2所示，本实施例的熔炼炉包括熔体加热室1、热风室2、加料室3、泵池4和熔池5；熔体加热室1内水平设置有隔板10，用于将熔体加热室1的内部空间上下隔开形成上部加热区11和下部加热区12；且上部加热区11内开设有与热风室2相连通、用于供热风进入上部加热区11内的进风通道110，以及供热风排出的出风通道111；隔板10上均匀分布地竖直设置多根热管13，且热管13的一端位于上部加热区11内，另一端位于下部加热区12内；所述热风室2上设置有用于在热风室2内产生热风的燃烧装置；泵池4内设置有泵40，且下部加热区12的下部、加料室3的下部、泵池4的下部和熔池5的下部之间互相连通。

本实施例的燃烧装置采用的是市购得到的蓄热式燃烧装置，它包括内部设置有蓄热体60的蓄热箱6，以及设置在热风室2内并与蓄热箱6相连通的燃烧器7；蓄热箱6还与出风通道111相连通。

其中，蓄热体60是设置在蓄热箱6的上部，蓄热箱6的下部分别与集气装置和收尘系统相连接。集气装置的作用是为了通过蓄热箱6向燃烧器7提供助燃气体（一般即指空气），因此集气装置通常会设置鼓风机；收尘系统的作用是为了收集处理经过蓄热箱6排出的烟尘，因此收尘系统通常会设置排烟风机。

一般地，热管13的下端与下部加热区12的底部之间的距离＜热管13的上端与上部加热区11的顶部之间的距离。且热管应尽量贴近下部加热区12 的底部设置，以保证铝或铝合金熔体的上下各部位能够均匀加热。而热管13的上端露出隔板10的部分也不应太短，以保证热管13的上端能够吸收热风足够的热量并传递至下端。

本发明中所使用的热管是市购而得。热管是1963年美国洛斯阿拉莫斯国家实验室的乔治格罗佛发明的一种传热元件，它充分利用了热传导原理与相变介质的快速热传递性质，通过热管能够将发热物体的热量迅速传递到热源外。热管的导热能力超过任何已知金属的导热能力。目前，热管技术已广泛运用于航空、军工等行业。

使用本实施例的熔炼炉对铝或铝合金进行熔炼时，过程如下：

先将一定量的铝或铝合金熔体通过加料室3倒入熔体加热室1的下部加热区12内，使热管13的下端浸没在所述铝或铝合金熔体中；然后点燃热风室2内的燃烧器7，热风室2内即产生热风，热风可通过热风室2与上部加热区11之间的进风通道110涌入上部加热区11内，进而对多根热管13进行加热；经过加热的多根热管13迅速将热量传递给位于下部加热区12的铝或铝合金熔体，使铝或铝合金熔体的温度不断升高，流动性变大，因而会不断地从所述下部加热区12的下部向加料室3、泵池4和熔池5中涌出，这种高温熔体涌入加料室3中后即能够将加料室3中待熔炼的铝或铝合金物料加热熔化；同时启动泵池4中设置的泵40，能够加速铝或铝合金熔体在熔体加热室1的下部加热区12、加料室3、熔池5和泵池4中的流动性。

通过上述过程，不断向加料室3中加入待熔炼的铝或铝合金物料，通过热管的快速传热和熔体在泵的作用下不断循环快速流动，即能够实现对铝或铝合金物料的熔炼。

另外，由于燃烧装置采用蓄热式燃烧装置（市售购得），熔体加热室1的上部加热区11中的热烟气会通过出风通道111排入蓄热箱6内，经蓄热体60吸收多余热量而急剧降温后被排烟风机排入收尘系统处理，废气则被排空；而集气装置中设置的鼓风机又将助燃气体（即空气）经过蓄热体60送入热风室2内的燃烧器7中，并带走蓄热体60中的热量，这样就在蓄热体60处进行了简单的热交换过程，达到余热利用的节能目的。

本实施例的熔炼炉利用热导率比铝或铝合金熔体的热导率大得多的热管作为传热元件对熔体加热室中的熔体进行加热，可以快速将热风室形成的高温热风中的热量传导至熔体内部，能够大大提高热传递和热利用效率；而热风室与熔体加热室之间彼此隔开，且熔体加热室中设置了隔板形成上部加热区和下部加热区，因此可以避免火焰和热烟气直接与铝或铝合金料接触，减少铝或铝合金料的氧化烧损和对熔体的污染；另外，采用蓄热式燃烧装置使高温废烟气与助燃空气之间能够实现热交换，而达到利用余热的节能目的；最后，本实施例的熔炼炉由于熔体能够通过泵在泵池、熔池、熔体加热室和加料室之间快速循环，因而使得熔体在熔炼过程中各部分的温度和化学成分等基本能保持均匀一致，而不会影响最终产品的性能。

以上对本发明做了详尽的描述，其目的在于让熟悉此领域技术的人士能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明的精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种铝或铝合金生产用的熔炼炉，其特征在于：所述熔炼炉包括熔体加热室（1）、热风室（2）、加料室（3）、泵池（4）和熔池（5）；所述熔体加热室（1）内横向设置有隔板（10），将所述熔体加热室（1）的内部空间上下隔开形成上部加热区（11）和下部加热区（12）；且所述上部加热区（11）内开设有与所述热风室（2）相连通、用于供热风进入所述上部加热区（11）内的进风通道（110），以及供热风排出的出风通道（111）；所述隔板（10）上竖直设置有多根热管（13），且所述热管（13）的一端位于所述上部加热区（11）内，另一端位于所述下部加热区（12）内；所述热风室（2）上设置有用于在所述热风室（2）内产生热风的燃烧装置；所述泵池（4）内设置有泵（40），且所述下部加热区（12）的下部、所述加料室（3）的下部、所述泵池（4）的下部和所述熔池（5）的下部之间互相连通。

2.根据权利要求1所述的熔炼炉，其特征在于：所述燃烧装置为蓄热式燃烧装置，包括内部设置有蓄热体（60）的蓄热箱（6），以及设置在所述热风室（2）内并与所述蓄热箱（6）相连通的燃烧器（7）；所述蓄热箱（6）还与所述出风通道（111）相连通。

3.根据权利要求2所述的熔炼炉，其特征在于：所述蓄热体（60）设置在所述蓄热箱（6）的上部，所述蓄热箱（6）的下部分别与集气装置和收尘系统相连接。

4.根据权利要求1或2所述的熔炼炉，其特征在于：所述隔板（10）水平设置在所述熔体加热室（1）内。

5.根据权利要求1或2所述的熔炼炉，其特征在于：所述多根热管（13）均匀分布在所述隔板（10）上。

6.根据权利要求1或2所述的熔炼炉，其特征在于：所述热管（13）的下端与所述下部加热区（12）的底部之间的距离＜所述热管（13）的上端与所述上部加热区（11）的顶部之间的距离。