CN107356113A - 半等温深熔池燃气铝熔炼炉 - Google Patents

半等温深熔池燃气铝熔炼炉 Download PDF

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Abstract

一种半等温深熔池燃气铝熔炼炉，在竖式炉体高度增加后形成的深熔池中置入燃气辐射管对铝熔液直接加热；材料经过炉膛中的热风预熔化后快速进入到熔池熔化，减少了氧化物Ai3O2生成，提高了得料率和热效率，降低了燃气耗量和碳排放量。

Description

半等温深熔池燃气铝熔炼炉
技术领域：本发明涉及到有色金属熔炼技术。
背景技术：本发明是在现有的大功率燃气铝熔炼炉的基础上，结合美国阿波洛技术公司(Apogcc Teehology Lnc.)以电能为热源的等温铝熔炼炉技术研发的。现有的大功率燃气铝熔炼炉的三种炉型分别是：单体式池炉、并列式池炉和竖式炉，共同特点是熔池浅。根据生产量不同，深度在500～800毫米之间，且均不具备对熔池中的铝液直接加热的功能。由于热风与铝液平面热交换面积小，铝液表面平滑，对辐射热反射强烈，导致熔池中的铝液升温困难，加热时间长，热能利用率低，烧损大，燃气消耗量大。
发明内容：本发明专利采用的技术方案是：采用竖式炉型，炉料从炉顶加入。炉料在下行过程中被炉膛排出的尾气预热。因此，炉料的加热由炉膛烧嘴和浸入熔池中的燃气辐射管分作两个时段完成。炉料在炉膛中加热至软化，沉入熔池后由燃气辐射管继续加热，升温至出炉浇铸所需温度。
附图说明：
图1为半等温深熔池燃气铝熔炼炉炉剖视：
图2～图5为辐射管的不同弯曲形式。
图6为辐射管外表面散热形式。
图7为碳化硅、石墨、刚玉类非金属材料辐射管。
图1中：
1-燃气辐射管烧嘴 2-炉膛烧嘴 3-预熔化炉膛 4-熔池铝液出口 5-熔池底孔 6-燃气辐射管保护墩7-燃气辐射管 8-炉体 9-燃气辐射管烟囱 10-带助燃空气预热的主烟囱 11-投料口 12-烟道口
具体实施方式：
在带空气预热功能烟囱的竖式炉基础上，保留了燃气直接加热炉膛，用以对炉料进行预加热；将炉体下半部份尺寸加高，熔池深度扩展至1000毫米以上。在炉体的后侧开孔悬置以燃气为热源的Z型、L型辐射管或平置U型、W型辐射管。也可在炉体的两侧开孔安装直通型辐射管。辐射管的发热段，位于熔池底部。辐射管两端均设置有法兰盘或卡箍，用以与炉体联接。法兰盘外平面分别与烧嘴和排烟管道连接。助燃空气和燃气均受自动控制系统控制，废气管道与排烟系统连接。条形保护墩与炉底同时浇铸，上平面高于辐射管，对辐射管起到保护作用。
本发明专利的优点：
1.充分利用了炉料在进入熔池前与高温炉气接触面积大、热交换迅速的优点。根据有关资料，烟气预热炉料的热效率是预热助燃空气的2.5倍以上。炉料在加热至软化阶段即进入熔池，此时炉料表面尚未破裂，生成的氧化物最少。
2.当辐射管中的由燃气、助燃空气组成的混合气体点燃后，辐射管被加热。热能通过辐射和管壁与铝液的接触传导，直接对熔池中的铝液加热，铝液温度保持在720℃～780℃之间，控制准确、方便。
3.与现有技术相比，炉料在软化下塌阶段快速进入熔池，不再与空气接触，在高温炉气中滞留时间缩短，减少氧化物Ai2O3(铝灰)生成，防止了过烧和热短路现象发生。达到缩短加热时间，提高得料率和热效率，降低燃气耗量的目的。
4.本发明成功地避开了炉料熔融后与高温炉气热交换面积小、铝液平面接受辐射加热能力差的缺点，杜绝了热气流短路的现象发生。
5.由于炉料在高温炉气中滞留时间缩短，铝液中溶解的气体、固体夹杂物减少。
6.与全等温炉相比，炉料中的夹杂物生成的有害气体可在炉膛中参与燃烧，无需另置设备烧除。
7.由于熔池加深，熔融后的铝液对流路径加长，熔体材质在对流中混合充分，温度均匀。
8.与全等温炉相比，本发明在开炉前无需向熔池注入铝液，只需将点火时间控制在半熔状态下的膏状铝液平面略高于辐射管上平面开始即可。
9.与全等温炉相比，本发明将装料区、加热区熔池集中在同一垂直空间内，取消了铝熔液循环泵，具有投资少，占地面积小的优点。
10.本发明还可用于其它有色金属的熔炼，如铜、锡、铅、锌等。

Claims (7)

1.一种半等温深熔池燃气铝熔炼炉，由炉体、预熔化炉膛、深膛熔池、燃气辐射管保护墩、炉膛烧嘴、带助燃空气预热装置的主排烟系统、燃气辐射管、辐射管烧嘴和辐射管烟道组成。本发明专利的特点包括：预熔化炉膛、深膛熔池、燃气辐射管、燃气辐射管保护墩、燃气辐射管的弯曲形状、外表面散热结构形式和燃气辐射管材质。
2.根据权利要求书1所述的半等温深熔池燃气铝熔炼炉，其特征是：炉料预熔化的热能由炉膛烧嘴提供，升温至出炉温度的热能由置入熔池中的燃气辐射管提供。
3.根据权利要求书1所述的半等温深熔池燃气铝熔炼炉，其特征是：炉体加深后的熔池，根据功率和生产量的不同，其深度大于或等于1000毫米。
4.根据权利要求书1所述的半等温深熔池燃气铝熔炼炉，其特征是：燃气辐射管条形保护墩由耐火浇铸料铸成，其上平面高于燃气辐射管的上平面。
5.根据权利要求书1所述的半等温深熔池燃气铝熔炼炉，其特征是，燃气辐射管的弯曲形状包括但不限于Z形，也可是U形L形和W形。(图2至图5)
6.根据权利要求书1所述的半等温深熔池燃气铝熔炼炉，其特征是：燃气辐射管外表面散热结构包括但不限于圆形、带散热翅片和带加强筋的结构形式。(图6)
7.根据权利要求书1所述的半等温深熔池燃气铝熔炼炉，其特征是：燃气辐射管的材质包括但不限于耐热合金钢、钛、钽、钨、钼类金属材料，也可以是碳化硅、石墨、刚玉类非金属材料或以上所列举以外的复合材料。(图7)
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