CN107774933A - 一种带有精炼室和铸件箱的熔化炉 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带有精炼室和铸件箱的熔化炉，包括炉外壳、炉内壳和电加热层，炉内壳内部有挡板，挡板将炉内壳的内部分为熔化室和精炼室，炉外壳上方设置有加料管，炉外壳的外侧设置有连接管、排料管、第一进气管、第二进气管、第二排气管和第一排气管，连接管连通熔化室和精炼室，排料管连通铸件箱和精炼室，第一进气管连通外部空间、熔化室和精炼室，第二进气管连通外部空间和精炼室，第一排气管连通外部空间和熔化室。本发明设置了精炼室和铸件箱，通过往精炼室中的铝液中通入混合气体，达到除去铝液中的氧化铝和氢气，提高铝液的质量，还设置有尾气净化装置，改善了工作环境，铸件箱保证浇铸过程中铝液不会与空气接触。

Description

一种带有精炼室和铸件箱的熔化炉

技术领域

本发明涉及一种冶金装置，具体涉及一种带有精炼室和铸件箱的熔化炉。

背景技术

门窗作为人们日常生活中经常接触到的物品，不仅起着遮风挡雨、隔热、隔声、采光、通风等作用，而且还是建筑造型的重要组成部分，它们的形状、尺寸、色彩、造型等对建筑物的整体造型都有很重要的影响。随着人们生活水平的提高，人们对门窗的需求量越来越大，对门窗的要求也越来越多样化。

铝合金门窗是门窗的一个重要分支，铝合金门窗是指采用铝合金挤压型材为框、梃、扇料制作的门窗。铝合金门窗因具有美观、密封、强度高等特点得到广泛的应用。铝合金门窗的型材和玻璃款式分为格条款式和花玻款式，其中，格条款式以铝材厚、款式沉稳为主要特色，花玻款式以铝材造型多样、款式活泼为主要特色，款式有花格、冰雕、浅雕、晶贝等。

铝合金门窗生产工艺流程中第一道工序就是下料，通过下料可以得到所需要的铝合金框料和扇料，然而，无论下料的装置有多精确和高端，都会产生很多废弃的边角料，对于一个工厂来说，这些废弃的边角料如果直接扔掉将造成巨量的损失，现在很多企业都选择想办法高效的回收这些废弃的边角料从而降低铝合金门窗的生产成本以达到提升自己产品竞争力的目的。

回收铝合金废料的第一步需要融化这些铝合金废料，所用的设备为熔化炉，熔化炉能很好地满足铝合金熔化工艺。但是，传统的熔化炉只拥有融化铝合金的功能，在浇铸过程中铝合金会与空气中的氧气和氢气接触，使得到的铸件拥有气孔、夹杂、疏松等缺陷，直接影响铝合金铸件的物理性能、力学性能和使用性能，如果铝合金铸件质量低，无论后续的铸造工艺多么先进，最初存在于铝合金铸件中的缺陷仍会存在，难以消除。

发明内容

本发明所要解决的技术问题针对传统熔化炉的缺点，提供一种带有精炼室和铸件箱的熔化炉，解决传统熔化炉浇铸过程中铝合金工件或铝液接触空气以及传统熔化炉不具备精炼作用而导致铝合金铸件质量低的问题。

本发明通过下述技术方案实现：一种带有精炼室和铸件箱的熔化炉，包括炉外壳，所述炉外壳内侧设置有炉内壳，炉外壳与炉内壳之间设置有电加热层，炉内壳内部设置有挡板，所述挡板将炉内壳的内部空间分为两部分，其中上部分为熔化室，下部分为精炼室，炉外壳上方设置有加料管，所述加料管贯穿炉外壳且与熔化室连通，炉外壳的外侧设置有连接管、排料管、第一进气管、第二进气管、第二排气管和第一排气管，其中，所述连接管连通熔化室和精炼室，还包括铸件箱，排料管连通铸件箱和精炼室，第一进气管连通外部空间、熔化室和精炼室，第二进气管连通外部空间和精炼室，第一排气管连通外部空间和熔化室。一方面，现有技术的熔化炉只拥有熔化铝合金工件的能力，熔化完成后进行浇铸，但是，在进料、预热、熔化阶段铝合金工件或铝液会接触氧气而导致铝合金铸件质量低，即使后续工艺如何先进，最初产生的质量缺陷无法得到消除，根据传统熔化炉的缺陷，本装置设置了精炼室，通过向精炼室中通入氯气、一氧化碳和氮气的混合气体达到除去铝液中的氧化铝和氢气的目的。另一方面现有技术在浇铸阶段不能很好的隔绝空气，就算通过精炼炉进行精炼后，最后得到的铸件质量仍然不高。综上所述，如果使熔化炉拥有精炼铝液的功能，并且在最后浇铸阶段防止铝液与空气接触将大大提高铸件的质量。使用本装置时，将第一进气管连通保护气钢瓶，第一排气管连通真空泵，开启连接管，其余各管道关闭，然后通入保护气对熔化室、精炼室和铸件箱内部进行置换，置换完成后，关闭连接管，将第一排气管连通大气或者通入观察油中观察是否有气泡产生，保持熔化炉和铸件箱内保护气的流通，然后开启电加热层，通过设置在熔化室中的温度监测器将熔化室的温度控制在200至300°，之后关闭第一排气管，进一步打开第一进气管角阀，增加保护气的通入量，然后打开加料管，这时保护气从加料管中排出，之后从加料管中倒入待熔化铝合金工件，当熔化室内堆积部分工件后，继续加热熔化室的温度至600至700°，加料完成后，关闭加料管，开启第一排气管，保持熔化室和铸件箱中有保护气，熔化一部分工件后，开启连接管，使熔化室中熔化完成的铝液流入精炼室中，将第二进气管连通混合气钢瓶，开启第二进气管和第二排气管，向熔化后的铝液中通入混合气体，混合气体中的氯气能与氧化铝发生反应生成氧气和氯化铝，氧气和混合气体中的一氧化碳会生成二氧化碳，从而消除铝液中存在的氧化铝，混合气体中的氮气可以带出吸附于铝液中的氢气，另外，氯化铝在高温下会升华，随混合气体一同排出，如上所述，混合气体可以带出精炼室中铝液中的氧化铝和氢气，达到净化铝液的作用，精炼过后，开启排料管，铝液通过排料管进入到铸件箱中，进行浇铸成型，因为铸件箱中有保护气，使得铝液在隔绝空气的环境下浇铸成型，另外，本装置在熔化室中熔化工件时也有保护气保护，进一步的隔绝了工件与空气接触。

进一步地，还包括尾气净化装置，所述第二排气管连通精炼室和尾气净化装置。因为混合气体中有氯气，所以，部分没有反应的氯气会随着混合气体一起排出到大气中，恶化工作环境，对操作人员的健康造成损伤，对设备也会腐蚀。因此，将第一排气管连接到尾气净化装置中，尾气净化装置中盛有氢氧化钠溶液可以除去氯气，将第一排气管深入到氢氧化钠溶液中除去效果会更好，除去氯气后，将尾气通过第二排气管排入大气中。

进一步地，所述连接管位于熔化室内部的一端设置有滤网，所述排料管位于精炼室内部的一端设置有滤网。设置滤网可以防止未完全熔化的工件堵住连接管和排料管，导致无法连续地浇铸成型。

进一步地，所述连接管采用耐高温的绝热材料。连接管采用耐高温绝热材料的目的是确保铝液从熔化室中流出时不会因为外界空间的低温而导致热量散失。

进一步地，所述第一进气管内设置三通，第一进气管上设置有压力表。设置三通可以使操作人员更好的控制保护气，例如，当熔化室中的铝液已经进入到精炼室中，可以调节三通使保护气不进入熔化室而只通向铸件箱中，设置压力表可以让操作人员知道熔化室内的压力，方面操作人员置换。

进一步地，所述第二进气管在精炼室内部的一端靠近精炼室底部。这样设置第二进气管的目的在于可以将混合气体直接通入到铝液中，达到更好的除去铝液中的氧化铝和氢气的目的。

进一步地，所述炉外壳上方设置有驱动装置，所述驱动装置的输出端连接有转动轴，所述转动轴贯穿炉外壳至精炼室中，转动轴在挡板上方的部分连接有第一搅拌桨，转动轴底端连接有第二搅拌桨。通过搅拌可以更加快捷地熔化工件，提高熔化室的工作效率，精炼室中的第二搅拌桨可以使混合气体与铝液充分接触从而提高精炼效果。

进一步地，所述第一搅拌桨的长度为熔化室半径的四分之三。通过生产实践发现，搅拌桨的长度为熔化室半径的四分之三时，熔化室的工作效率最高，即连接转动轴的驱动装置能以最小的工作负荷对熔化室内的工件进行最均匀的搅拌。

进一步地，所述第二搅拌桨的长度为第一搅拌桨长度的三分之二。通过生产实践发现，第二搅拌桨的长度为第一搅拌桨长度的三分之二时，精炼室内的搅拌效果最佳，因为精炼室并不需要非常剧烈的搅拌，其目的主要是为了使混合气体与铝液反应更充分。

进一步地，所述驱动装置的输出端与转动轴连接的部分为耐高温的绝热材料。这样设置的目的是为了保护连接转动轴的驱动装置，使其不会因为转动轴传导的温度而产生损伤。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、本发明设置了精炼室，通过往精炼室中的铝液中通入混合气体，达到除去铝液中的氧化铝和氢气，提高了铝液的质量，有利于后续工艺；

2、本发明通过设置保护气和铸件箱，阻止铸件在熔化和浇铸过程中与空气接触，在熔化和浇铸阶段都防止了铸件因氧化以及与水蒸气接触所导致的铸件质量低的问题；

3、本发明设计了尾气处理装置，能够有效除去氯气，避免其通入大气中对操作人员和机械设备造成损害；

4、本发明通过生产实践，发现当搅拌桨的长度为熔化室半径的四分之三时，驱动装置能以较小的工作负荷达到更好的搅拌，进一步提升了熔化炉的工作效率。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明半剖面的结构示意图。

附图中标记及对应的零部件名称：

1- 炉外壳，2-炉内壳，3-电加热层，4-连接管，5-第二排气管，6-尾气净化装置，7-加料管，8-转动轴，9-第一进气管，10-第二进气管，11-排料管，12-第一排气管。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例

如图1所示，本发明为一种带有精炼室和铸件箱的熔化炉，包括炉外壳1，所述炉外壳1内侧设置有炉内壳2，炉外壳1与炉内壳2之间设置有电加热层3，炉内壳2内部设置有挡板，所述挡板将炉内壳2的内部空间分为两部分，其中上部分为熔化室，下部分为精炼室，炉外壳1上方设置有加料管7，所述加料管7贯穿炉外壳1且与熔化室连通，炉外壳1的外侧设置有连接管4、排料管11、第一进气管9、第二进气管10、第二排气管5和第一排气管12，其中，所述连接管4连通熔化室和精炼室，还包括铸件箱，排料管11连通铸件箱和精炼室，第一进气管9连通外部空间、熔化室和精炼室，第二进气管10连通外部空间和精炼室，第一排气管12连通外部空间和熔化室。进一步地，还包括尾气净化装置6，所述第二排气管5连通精炼室和尾气净化装置6。进一步地，所述连接管4位于熔化室内部的一端设置有滤网，所述排料管11位于精炼室内部的一端设置有滤网。 进一步地，所述连接管4采用耐高温的绝热材料。所述第一进气管9内设置三通，第一进气管9上设置有压力表。进一步地，所述第二进气管10在精炼室内部的一端靠近精炼室底部。进一步地，所述炉外壳1上方设置有驱动装置，所述驱动装置的输出端连接有转动轴8，所述转动轴8贯穿炉外壳1至精炼室中，转动轴8在挡板上方的部分连接有第一搅拌桨，转动轴8底端连接有第二搅拌桨。进一步地，所述第一搅拌桨的长度为熔化室半径的四分之三。进一步地，所述第二搅拌桨的长度为第一搅拌桨长度的三分之二。进一步地，所述驱动装置的输出端与转动轴8连接的部分为耐高温的绝热材料。使用本装置时，首先使用氮气置换熔化室、精炼室和铸件箱内的空气，开启电加热层3，通过设置在熔化室中的温度监测器将熔化室的温度升至200至300°，加大氮气的进气量，关闭第一排气管12，打开加料管7，使得气体从加料管7排出，从加料管7中倒入铝合金工件，当熔化室内堆积部分经过预热的工件后，开启位于炉外壳1上方的电机，电机通过转动轴8带动第一搅拌桨和第二搅拌桨开始搅拌，加料完毕后，关闭加料口7，开启第一排气管12，保持氮气在熔化室和铸件箱中流通即可，之后继续加热熔化室的温度至600至700°，此时熔化室底部堆积的工件随着搅拌逐渐熔化，之后开启连接管4，铝液进入精炼室中并被第二搅拌桨搅动，开启第二进气管10，向铝液中通入混合气体，混合气体的比例为氮气：氯气：一氧化碳为8:1:1，混合气体与精炼室中的铝液反应，除去铝液中的氧化铝和氢气后，尾气通过第二排气管5进入到尾气净化装置6中，通过与氢氧化钠溶液反应除掉氯气后再进入大气，之后开启排料管11对位于铸件箱中的模具浇铸成件，铸件过程中，调整第一进气管9内的三通，使氮气不经过熔化室而直接进入铸件箱中，对浇铸过程起到保护作用，氮气从铸件箱上设置的排气管中进入大气。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种带有精炼室和铸件箱的熔化炉，包括炉外壳（1），所述炉外壳（1）内侧设置有炉内壳（2），炉外壳（1）与炉内壳（2）之间设置有电加热层（3），其特征在于，炉内壳（2）内部设置有挡板，所述挡板将炉内壳（2）的内部空间分为两部分，其中上部分为熔化室，下部分为精炼室，炉外壳（1）上方设置有加料管（7），所述加料管（7）贯穿炉外壳（1）且与熔化室连通，炉外壳（1）的外侧设置有连接管（4）、排料管（11）、第一进气管（9）、第二进气管（10）、第二排气管（5）和第一排气管（12），其中，所述连接管（4）连通熔化室和精炼室，还包括铸件箱，排料管（11）连通铸件箱和精炼室，第一进气管（9）连通外部空间、熔化室和精炼室，第二进气管（10）连通外部空间和精炼室，第一排气管（12）连通外部空间和熔化室。

2.根据权利要求1所述的一种带有精炼室和铸件箱的熔化炉，其特征在于，还包括尾气净化装置（6），所述第二排气管（5）连通精炼室和尾气净化装置（6）。

3.根据权利要求1所述的一种带有精炼室和铸件箱的熔化炉，其特征在于，所述连接管（4）位于熔化室内部的一端设置有滤网，所述排料管（11）位于精炼室内部的一端设置有滤网。

4.根据权利要求1所述的一种带有精炼室和铸件箱的熔化炉，其特征在于，所述连接管（4）采用耐高温的绝热材料。

5.根据权利要求1所述的一种带有精炼室和铸件箱的熔化炉，其特征在于，所述第一进气管（9）内设置三通，第一进气管（9）上设置有压力表。

6.根据权利要求1所述的一种带有精炼室和铸件箱的熔化炉，其特征在于，所述第二进气管（10）在精炼室内部的一端靠近精炼室底部。

7.根据权利要求1所述的一种带有精炼室和铸件箱的熔化炉，其特征在于，所述炉外壳（1）上方设置有驱动装置，所述驱动装置的输出端连接有转动轴（8），所述转动轴（8）贯穿炉外壳（1）至精炼室中，转动轴（8）在挡板上方的部分连接有第一搅拌桨，转动轴（8）底端连接有第二搅拌桨。

8.根据权利要求7所述的一种带有精炼室和铸件箱的熔化炉，其特征在于，所述第一搅拌桨的长度为熔化室半径的四分之三。

9.根据权利要求7所述的一种带有精炼室和铸件箱的熔化炉，其特征在于，所述第二搅拌桨的长度为第一搅拌桨长度的三分之二。

10.根据权利要求7所述的一种带有精炼室和铸件箱的熔化炉，其特征在于，所述驱动装置的输出端与转动轴（8）连接的部分为耐高温的绝热材料。