CN105987599B - 蓄热炉 - Google Patents

Abstract

本发明涉及熔炼或铸铝炉，其特点是：炉本体膛腔的炉墙水滴弧线形状，炉墙与底由三层砌体成型，内为陶瓷层，其它是保温砌体并附有铝箔，砌体层之间有粉体5充填，粉体5由≤320目矿物组成，该矿物比重≥2.7克/立方厘米；膛腔设置有气道17连通导气管18，导气管18连通蓄热体2，蓄热体2由蓄热片34缠卷成型出放射状气道槽33，气流在气道槽33分散的蓄热片34之间缝隙流过，再由总管6输入或流出气流；炉本体膛腔底部设置的枕3罩体内设有电热体36，电热体36设置有插头与插座电连通，包裹电热体36的罩体与炉底连接的安装插口处，有粉体5作为密封。

Description

蓄热炉

技术领域

本发明涉及铸铝，尤其是铸铝炉。

背景技术

轮毂铸造保温炉，泄压排气的温度一般相当炉温700-800℃，目前一般是用压缩空气加压升液铸模，用后排放掉。空气排放丢弃好像没有“成本”，其实不然，泄压气体携带热量是电热能，丢弃热气等于丢弃电能，无疑的浪费成本。

当然，目前保温炉最浪费成本的不仅仅是丢弃点热气，而最大的浪费是电热元件烘烤辐射铝液面，热效率低，铝液面温度高，铝液氧化严重，无意义的损耗浪费电能也消耗铝液，其铝液损失价值不小于加热电耗成本；还产生大量氧化渣附加很多扒渣的辛苦劳。特别是炉的保温不佳时需电热元件大功率加热，造成热原件附近铝液面温度过高，氧化渣很多，即多耗费电能又降低金属收得率，损失之大可为铸铝头号成本杀手。

技术分析，热液面温度超过850℃氧化明显加快，850℃是氧化速率陡升拐点，若铝液温度低于750℃时候，加热源温度在850℃左右，仅100℃的温差加热如计算传热量，数值显然有限，甚至传热量小于散热量。所以，要提高低温铝液的温度，只有提高热源的辐射温度来加大传热量，热源的辐射温度高了氧化量自然等比例增多，只有无可奈何的辛辛苦苦扒渣，多耗电又多损耗铝液，多几温度就几多成本！

还有不能乐观的是保温不佳似乎是整体浇注炉膛的通病，原因是由于炉膛耐火材料内外层的温度梯度差，产生内层与外层的热胀尺度不一致，内层的温度高膨胀尺度大，外层的温度低膨胀尺度小，内层撑裂炉膛，铝液穿越裂纹渗透侵入保温层材料孔隙，使炉的保温材料失去保温性能。目前的炉，保温并非是保温材料和保温结构产生的效果，主要是借助电热元件的加热来维持温度。也带来电热原件附近的铝液面温度过高，氧化渣很多，也不能避免。

为了避免炉膛材料开裂，新炉上线采用极为缓慢的升温曲线(10多天)，烘烤时间很长，浪费大量加热电能。事实上缓慢的升温烘烤10天还会有水滴出，可见炉内外层的温差之大，其实升温再慢材料热阻依然存在，内外层的温度梯度差不会因慢升温消失。所以，整体浇注成型的炉膛腔开裂在理论上难以避免。

为了节约电、降低劳动强度、提高金属收得率，需有不氧化少氧化铝液的炉，不损失排气热能的炉、快速升温而炉膛腔不裂的铸造保温炉。

发明内容

本发明针对上述需要解决的技术问题，提供一种蓄热炉。

本发明采用如下技术方案。

一种蓄热炉，具有本体，包括：

炉，蓄热体，枕，所述的炉，其膛腔水滴弧线形状，两对称大弧线膛腔立墙与小弧线立墙相切成型，膛腔的墙与底由三层以上的砌体砌筑，内衬层为陶瓷砌体层，其它为保温砌体层，保温砌体表面贴附有铝箔，砌体层与砌体层之间成型出粉体层，粉体层中充填微细粉体，微细粉体由≤320目矿物组成，该≤320目矿物组成的微细粉体比重≥2.7克/立方厘米；膛腔上部水平设置气道，气道连通垂直导气管，垂直导气管连通蓄热体的上部，蓄热体由蓄热片缠卷成型，上面与下面成型出放射状气道槽，气流在气道槽分散蓄热片之间的缝隙流过，蓄热体的下部连通炉壳夹层的下部，夹层上部连通环道，环道设有总管输入流出气流；

枕，本体直角形罩体内设有电发热体，发热体下端连接有插头，插头插入插座内，插座连通导线，导线连接配电箱接通电源；直角形罩体的垂直段插入炉膛腔的底部，罩体的垂直段与膛腔的底部之间设置有，由≤320目矿物组成的比重≥2.7克/立方厘米微细粉体作为密封。

所述的炉，其门由轴铰链接小臂，小臂由臂轴铰链接大臂，大臂由安装座轴铰链接安装座，安装座固定于炉口板，小臂和大臂设有把手，手动小臂和大臂设有的把手，大臂以座轴为轴水平摆动，小臂以臂轴为轴水平摆动，门以门轴为轴水平摆动，门的凸出部水平移入门口洞，压紧装置压固门密封。

所述炉壳体拼接板组成是，半弧板7两侧边分别连接弧侧板，半弧板上边连接盖板法兰，半弧板的下边连接半封头，半封头连接有底板和底板两边弧板的一端，弧板的另一端连接球面板，球面板连接弧形板还连接锥面板，锥面板的一条边连接坡面板，坡面板下边连接弧形板，坡面板上方的边连接前板的下方边，前板上方的边连接炉口板的下方边，炉口板设置有门口，炉口板的上边连接有一平板，平板设置有一圆弧的边，圆弧的边连接一矮弧板，矮弧板连接盖板的法兰，炉口板两侧边连接两弧侧板，弧侧板上方连接盖板法兰，弧侧板下方的边连接的锥面板、球面板、弧板是双曲面的一部分；上述所涉及的平板、半弧板、弧侧板、锥面板、球面板、弧板、半封头、坡面板、弧形板，每一块板均为双层，双层的间距≥10mm，每块板的拼缝处均有板连接双层的两快板，双层板的空间内设为真空层，真空层压力≤0.000007MP a。

所述炉的蓄热体还可以是包裹在衬有保温层的蓄热罐内，蓄热罐的壳体双层具有夹层结构，蓄热罐的壳体夹层是真空层，真空层压力≤0.000007MP a；蓄热罐体的上部连通总管，蓄热罐体下部管口输入流出增压、泄压气流。

本发明的积极效果如下：

本发明蓄热炉底枕在铝液面以下加热，比加热体辐射液面电热传导率高能高许多，炉堂腔上部温大幅度降低，液面温度低于铝液下层温度，即炉的膛腔上部温度低，铝液面温度低，铝液下部温度高，其高温适合供应升液管充模铸造。发热体潜入铝液，液面难氧化成渣，可谓电热用在刀刃上，金属收得率提高电耗下降。

炉门有保温凸出部分，突出部的下面水平，门口洞的下面也是水平设置，加上大臂和小臂与安装座铰链接，以两维的运动解开了三维的难题，虽说是小的改进，但门的凸出部分水平运动终于嵌入倾斜门洞口内，突破保温炉发明几十年以来一直未解决的问题。

门的保温体凸出部嵌入到炉口洞口内，无疑保温效果好，降低电耗。且门口洞的下面水平设置优点是：铝水的液面可以提高，能增加炉的容积。

水滴弧线形状的炉膛腔应力均匀，热变形均匀不开裂，支持薄壳结构使得线圈更靠近铝液，有利传热导通磁通量。水滴弧线形状的炉壳，提供了水滴弧线形状炉膛腔的成型基准模板，也提供了充裕的炉底空间，充裕的炉底空间内能够设置足够大的线圈，能够产足够多的热量；充裕的炉底空间能够放下足够大体积的蓄热体，能够吸收足够多泄压气流的热量，使得降温排气温度足够低，把排泄气体热足够多的带回炉膛内，电能消耗进一步减少。

所述的炉膛由三层以上的砌体砌筑，砌体与砌体之间成型出细粉层的空间填充微细粉，微细粉埋设线圈，细粉微粒够阻止铝液渗透，小粒度微粒的表面众多，热辐射的穿越需重复多次反射折射增加辐射热阻。保温砌体表面贴附铝箔，金属铝有良好的热辐射反射性能，微粒与砌体贴附在保温砌体的铝箔合成多层次的热辐射阻隔层。即能阻止铝液渗透又能提高热阻，微粒与铝箔及保温砌体的组合提升了保温效果。重要的是热凸温度高膨胀与炉底不同步，其密封是极难的技术难题，微细粉的流动补偿性能解决了密封大难题。膛腔内层与外层间的热膨胀不一致性，在小微细粉的流动补偿性面前迎刃而解。所以炉膛腔材料确保能快速升温不开裂。

意想不到的有益效果是：炉壳风冷低温体积膨胀小，正好弥补钢壳热膨胀大于耐火材料的热涨差，能紧紧包裹热膨胀率小于钢壳的炉膛砌筑体，有阻止炉膛开裂的效果，极好的保护炉膛砌筑体不被膨胀差破坏掉。

总的有益效果是：1.少氧化少扒渣，金属收提高，作业率提高。2.门嵌入洞口保温好。3.炉膛腔能够快升温不开裂。省电节成本。

附图说明

附图1是本发明蓄热炉具体实施例的剖面透视图；

附图2是图1中的A-A剖面视图；

附图3是图1中的B局部放大视图；

附图4是图1中的D局部放大视图；

附图5是图1、4中蓄热体局部透视图；

附图6是图1中的C局部放大视图；

附图7是图1中A局部的俯视动态演示图；

附图8是图1视图方向的立面投影视图；

附图9是图8中的左视图；

在附图中。1炉 2蓄热体 3枕 4门 5粉体 6总管 7半弧板 8 小臂 9罩体 10弧侧板 11锥面板 12球面板 13弧板 14配电箱 15半封头 16坡面板 17气道 18导气管 19压紧装置 20矮弧板 21环道 22夹层 23弧形板 24臂轴 25座轴 26安装座 27大臂 28门轴 29炉口板 30平板 31小径弧线 32大径弧线 33气道槽 34蓄热片 35前板 36发热体 37密封38插座 39插头 40导线 41蓄热罐 42膛腔。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的描述。

附图1-2所示的是本发明总体结构。包括有：炉，蓄热体，枕。

附图3-5所示的是炉膛腔42砌体与炉蓄热结构。

所述的炉1，其膛腔42水滴弧线形状，两对称大弧线32膛腔42立墙与小弧线31立墙相切成型，膛腔42的墙与底由三层以上的砌体砌筑，内衬层为陶瓷砌体层，其它为保温砌体层，保温砌体表面贴附有铝箔，砌体层与砌体层之间成型出粉体5层，粉体5层中充填微细粉体5，微细粉体5由≤320目矿物组成，该≤320目矿物组成的微细粉体5比重≥2.7克/立方厘米；膛腔42上部水平设置气道17，气道17连通垂直导气管18，垂直导气管18连通蓄热体2的上部，蓄热体2由蓄热片34缠卷成型，上面与下面成型出放射状气道槽33，气流在气道槽33分散蓄热片34之间的缝隙流过，蓄热体2的下部连通炉壳夹层 22的下部，夹层22上部连通环道21，环道21设有总管6输入流出气流；

附图6所示的是枕3的结构。

枕3，本体直角形罩体9内设有电发热体36，发热体36下端连接有插头39，插头39插入插座38内，插座38连通导线40，导线40连接配电箱14接通电源；直角形罩体9的垂直段插入炉膛腔42的底部，罩体9的垂直段与膛腔 42的底部之间设置有，由≤320目矿物组成的比重≥2.7克/立方厘米微细粉体 5作为密封37。

附图7所示的是炉门4的启闭机构动态结。

所述的炉1，其门4由轴28铰链接小臂8，小臂8由臂轴24铰链接大臂27，大臂27由安装座轴25铰链接安装座26，安装座26固定于炉口板29，小臂8和大臂27设有把手，手动小臂8和大臂27设有的把手，大臂27以座轴25为轴水平摆动，小臂8以臂轴24为轴水平摆动，门4以门轴28为轴水平摆动，门4的凸出部水平移入门口洞，压紧装置19压固门4密封。

附图8-9所示的是炉壳板的拼接结构。

所述炉壳体拼接板组成是，半弧板7两侧边分别连接弧侧板10，半弧板 7上边连接盖板法兰，半弧板7的下边连接半封头15，半封头15连接有底板和底板两边弧板13的一端，弧板13的另一端连接球面板12，球面板12连接弧形板23还连接锥面板11，锥面板11的一条边连接坡面板16，坡面板16下边连接弧形板23，坡面板16上方的边连接前板35的下方边，前板35上方的边连接炉口板29的下方边，炉口板29设置有门口，炉口板29的上边连接有一平板30，平板30设置有一圆弧的边，圆弧的边连接一矮弧板20，矮弧板20连接盖板的法兰，炉口板29两侧边连接两弧侧板10，弧侧板10上方连接盖板法兰，弧侧板10下方的边连接的锥面板11、球面板12、弧板13是双曲面的一部分；上述所涉及的平板、半弧板7、弧侧板10、锥面板11、球面板12、弧板13、半封头 15、坡面板16、弧形板23，每一块板均为双层，双层的间距≥10mm，每块板的拼缝处均有板连接双层的两块板，双层板的空间内设为真空层，真空层压力≤ 0.000007MP a。

附图2、图8中所示的是蓄热罐41结构。

所述炉的蓄热体2还可以是包裹在衬有保温层的蓄热罐41内，蓄热罐41 的壳体双层具有夹层结构，蓄热罐41的壳体夹层是真空层，真空层压力≤ 0.000007MP a；蓄热罐体的上部连通总管6，蓄热罐体下部管口输入流出增压、泄压气流。

炉的使用操作步骤：a.新炉上线炉升温到200℃，b.保温2小时。C.封

闭气口，总管6抽气形成炉内真空，升温至300℃保温5小时。d.电加热元件满负荷快速升温至700℃，减慢升温速度至每分钟0.5-1℃。e.升温达到生产炉温保温2-3小时兑铝。

炉门使用操作：a.关门，面对炉口，两手分别操纵小臂和大臂的把手，小

臂控制炉门4前后方向的移动，大臂控制炉门4左右方向的移动，调整炉门4以销轴为轴心的摆动使其姿态正对炉口的方位，移动炉门凸出部分镶进炉口。b.操纵压紧装置压紧炉门4密封。C.开门，重复上述的逆操作。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的构思范围。

Claims (4)

1.一种蓄热炉，具有本体，包括：

炉(1)、蓄热体(2)、枕(3)，

所述的炉(1)，其膛腔(42)水滴弧线形状，两对称大弧线(32)膛腔(42)立墙与小弧线(31)立墙相切成型，膛腔(42)的墙与底由三层以上的砌体砌筑，内衬层为陶瓷砌体层，其它为保温砌体层，保温砌体表面贴附有铝箔，砌体层与砌体层之间成型出粉体(5)层，粉体(5)层中充填微细粉体(5)，微细粉体(5)由≤320目矿物组成，该≤320目矿物组成的微细粉体(5)比重≥2.7克/立方厘米；膛腔(42)上部水平设置气道(17)，气道(17)连通垂直导气管(18)，垂直导气管(18)连通蓄热体(2)的上部，蓄热体(2)由蓄热片(34)缠卷成型，上面与下面成型出放射状气道槽(33)，气流在气道槽(33)分散蓄热片(34)之间的缝隙流过，蓄热体(2)的下部连通炉壳夹层(22)的下部，夹层(22)上部连通环道(21)，环道(21)设有总管(6)输入流出气流；枕(3)，本体直角形罩体(9)内设有电发热体(36)，发热体(36)下端连接有插头(39)，插头(39)插入插座(38)内，插座(38)连通导线(40)，导线(40)连接配电箱(14)接通电源；直角形罩体(9)的垂直段插入炉膛腔(42)的底部，罩体(9)的垂直段与膛腔(42)的底部之间设置有，由≤320目矿物组成的比重≥2.7克/立方厘米微细粉体(5)作为密封(37)。

2.根据权利要求1所述的一种蓄热炉，其特征在于：所述的炉(1)，其门(4)由轴(28)铰链接小臂(8)，小臂(8)由臂轴(24)铰链接大臂(27)，大臂(27)由安装座轴(25)铰链接安装座(26)，安装座(26)固定于炉口板(29)，小臂(8)和大臂(27)设有把手，手动小臂(8)和大臂(27)设有的把手，大臂(27)以座轴(25)为轴水平摆动，小臂(8)以臂轴(24)为轴水平摆动，门(4)以门轴(28)为轴水平摆动，门(4)的凸出部水平移入门口洞，压紧装置(19)压固门(4)密封。

3.根据权利要求1所述的一种蓄热炉，其特征在于：所述炉壳体拼接板组成是，半弧板(7)两侧边分别连接弧侧板(10)，半弧板(7)上边连接盖板法兰，半弧板(7)的下边连接半封头(15)，半封头(15)连接有底板和底板两边弧板(13)的一端，弧板(13)的另一端连接球面板(12)，球面板(12)连接弧形板(23)还连接锥面板(11)，锥面板(11)的一条边连接坡面板(16)，坡面板(16)下边连接弧形板(23)，坡面板(16)上方的边连接前板(35)的下方边，前板(35)上方的边连接炉口板(29)的下方边，炉口板(29)设置有门口，炉口板(29)的上边连接有一平板(30)，平板(30)设置有一圆弧的边，圆弧的边连接一矮弧板(20)，矮弧板(20)连接盖板的法兰，炉口板(29)两侧边连接两弧侧板(10)，弧侧板(10)上方连接盖板法兰，弧侧板(10)下方的边连接的锥面板(11)、球面板(12)、弧板(13)是双曲面的一部分；上述所涉及的平板、半弧板(7)、弧侧板(10)、锥面板(11)、球面板(12)、弧板(13)、半封头(15)、坡面板(16)、弧形板(23)，每一块板均为双层，双层的间距≥10mm，每块板的拼缝处均有板连接双层的两块板，双层板的空间内设为真空层，真空层压力≤0.000007MP a。

4.根据权利要求1所述的一种蓄热炉，其特征在于：所述的炉蓄热体(2)还可以是包裹在衬有保温层的蓄热罐(41)内，蓄热罐(41)的壳体双层具有夹层结构，蓄热罐(41)的壳体夹层是真空层，真空层压力≤0.000007MP a；蓄热罐体的上部连通总管(6)，蓄热罐体下部管口输入流出增压、泄压气流。