CN109595938B - 零烧损节能金属熔化炉 - Google Patents

Abstract

本发明涉及熔化炉领域，尤指一种零烧损节能金属熔化炉。利用氮气作为传热介质，并且连接氮气储存罐提供正压力，在金属从预热、熔化、保持全过程炉体体积内充满氮气，使得外界的氧气无法进入，能够避免金属氧化，从而让熔化中和预热中的金属在无氧的燃气中完全燃烧，达到零烧损的效果；并且通过设置转向阀，实现换气共用，保证其中一个预热熔化室在熔化金属时，另一个预热熔化室用氮气余热来预热金属，提高热效率；排出尾气的通道还与燃烧室排出燃烧气的通道连通，通过部分回流尾气降低燃烧气的温度，保证炉体在所能承受的温度范围内使用，并且尾气通道还设有调节阀，能够通过调节阀调节尾气与燃烧气混合的量。

Description

零烧损节能金属熔化炉

技术领域

本发明涉及熔化炉领域，尤指一种零烧损节能金属熔化炉。

背景技术

在冶金领域中，熔化金属是十分普遍而重要的工艺。熔化后的金属能够用于铸造各种造型的金属部件。熔化炉是根据铝熔炼工艺而开发的一种新型高效节能熔铝炉，主要用于铝锭的熔化与保温，它能很好地满足铝熔炼的工艺。该炉是由熔化炉、坩埚、加热元件、炉盖升降机构、电器自动控温系统等组成。炉壳由型钢及钢板焊接成方形或圆筒形。在炉体前端下部有一孔，供坩埚因腐蚀，氧化产生裂缝而形成漏滴情况下，可使坩埚内的熔液通过此孔流出炉体外，以使工作室炉膛不致受到损坏。

目前在国内汽车行业、通讯行业、建筑行业、装饰品等快速发展,对金属合金的使用量也越来越大，结合铝合金产品的密度低、强度高、可压铸性强，适合压铸复杂的结构，所以应用非常广泛，因此对熔炼铝液和存储铝液的设备要求也越来越高。

现有技术中的熔化炉燃烧率不高、而且氧化率高、造成金属氧化烧损等不良效果。因此，熔化炉需要在设计上加以改进，以更好的满足降低生产成本、提高热效率和降低金属氧化率的要求。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种零烧损节能金属熔化炉，热效率高，氧化率极低，具有节能和降低生产成本的优势。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种零烧损节能金属熔化炉，包括燃烧室、保持室和预热熔化室，所述保持室设置在预热熔化室的下端，并且与预热熔化室下端连通，所述预热熔化室上端通过通道并且经过第一逆流热交换器与保持室连通，形成气流循环，所述预热熔化室上端的通道还设有提供正压力的氮气储存罐，使得预热熔化室和保持室形成的气流循环中充满氮气，所述燃烧室排出的燃烧气通过通道依次经过第一逆流热交换器和第二逆流热交换器排出尾气，所述排出尾气的通道还与燃烧室排出燃烧气的通道连通，外界空气经过第二逆流热交换器进入燃烧室中。

进一步地，还包括共用通道，所述共用通道下端与第一逆流热交换器一端连通，上端与第一逆流热交换器另一端连通，所述保持室包括第一保持室和第二保持室，所述预热熔化室包括第一预热熔化室和第二预热熔化室，所述共用通道下侧设有控制气体流向第一保持室或第二保持室的转向阀，所述共用通道上侧设有控制气体流向第一预热熔化室或第二预热熔化室的转向阀，从而使得气体进入第一保持室，然后依次经过第一预热熔化室、共用通道、第二保持室和第二预热熔化室，再从共用通道上端排出，或者使得气体进入第二保持室，然后依次经过第二预热熔化室、共用通道、第一保持室和第一预热熔化室，再从共用通道上端排出。

其中，所述共用通道与第一逆流热交换器之间的通道、所述第一逆流热交换器与第二逆流热交换器之间的通道分别设有风机。

其中，所述预热熔化室包括预热室和熔化室，所述预热室、熔化室和保持室分别单独可拆卸设置。

其中，所述保持室和预热熔化室之间还设有调节阀。

其中，所述排出尾气的通道还设有调节与燃烧室排出燃烧气的通道是否连通的调节阀。

其中，所述预热熔化室下侧设有带通孔的炉篦。

其中，所述燃烧室为独立燃烧室,与预热熔化室分离设置。

其中，所述燃烧室内使用天然气或燃油燃烧。

其中，所述保持室下侧设有放料口，所述预热熔化室上端设有上盖，所述上盖上方为投料位。

本发明的有益效果在于：

1.利用氮气作为传热介质，并且连接氮气储存罐提供正压力，在金属从预热、熔化、保持全过程炉体体积内充满氮气，使得外界的氧气无法进入，能够避免金属氧化，从而让熔化中和预热中的金属在无氧的传热介质中完全燃烧，达到零烧损的效果，同时也无氢气残留在金属液中，更加节能环保；

2.第一保持室和第二保持室与第一预热熔化室和第二预热熔化室之间共同使用共用通道，并且通过设置转向阀，实现换气共用，使得气流能够在相邻的保持室和预热熔化室顺序流动，再从共用通道上端排出，保证其中一个预热熔化室在熔化金属时，另一个预热熔化室用氮气余热来预热金属，提高热效率；

3.第一预热熔化室和第二预热熔化室交替作为熔化室与预热室，既可熔化同一种金属，又可以熔化两种不同金属，极大提高柔性化生产，并且共用通道设置两个转向阀，使得两个预热熔化室共用进气与排气管道，结构紧凑，能够降低通道维护和生产成本；

4.排出尾气的通道还与燃烧室排出燃烧气的通道连通，通过部分回流尾气降低燃烧气的温度，保证炉体在所能承受的温度范围内使用，并且尾气通道还设有调节阀，能够通过调节阀调节尾气与燃烧气混合的量，从而实现调节和控制进入炉体燃烧气的温度；

5.第一逆流热交换器能够用于加热氮气，而外界新鲜空气又经过第二逆流热交换器进入燃烧机，使得第二逆流热交换器中能够用于预热空气；

6.燃烧室为独立燃烧室,与预热熔化室分离设置,更加方便维修与维护。

附图说明

图1是本发明的结构示意框图。

图2是本发明的另一结构示意框图。

图3是本发明的又一结构示意框图。

图4是本发明保持室和预热熔化室的结构示意图。

附图标号说明：1.燃烧室；2.保持室；21.第一保持室；22.第二保持室；23.放料口；3.预热熔化室；31.第一预热熔化室；32.第二预热熔化室；33.预热室；331预热上区；332.预热下区；34.熔化室；341.透视窗；4.第一逆流热交换器；5.第二逆流热交换器；6.氮气储存罐；61.氮气；7.空气；8.共用通道；81.转向阀；9.风机；10.调节阀；11.上盖；12.投料位。

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1-3所示，本发明关于一种零烧损节能金属熔化炉，包括燃烧室1、保持室2和预热熔化室3，所述保持室2设置在预热熔化室3的下端，并且与预热熔化室3下端连通，所述预热熔化室3上端通过通道并且经过第一逆流热交换器4与保持室2连通，形成气流循环，所述预热熔化室3上端的通道还设有提供正压力的氮气储存罐6，使得预热熔化室3和保持室2形成的气流循环中充满氮气61，所述燃烧室1排出的燃烧气通过通道依次经过第一逆流热交换器4和第二逆流热交换器5排出尾气，所述排出尾气的通道还与燃烧室1排出燃烧气的通道连通，外界空气经过第二逆流热交换器5进入燃烧室1中。

进一步地，还包括共用通道8，所述共用通道8下端与第一逆流热交换器4一端连通，上端与第一逆流热交换器4另一端连通，所述保持室2包括第一保持室21和第二保持室22，所述预热熔化室3包括第一预热熔化室31和第二预热熔化室32，所述共用通道8下侧设有控制气体流向第一保持室21或第二保持室22的转向阀81，所述共用通道8上侧设有控制气体流向第一预热熔化室31或第二预热熔化室32的转向阀81，从而使得气体进入第一保持室21，然后依次经过第一预热熔化室31、共用通道8、第二保持室22和第二预热熔化室32，再从共用通道8上端排出，或者使得气体进入第二保持室22，然后依次经过第二预热熔化室32、共用通道8、第一保持室21和第一预热熔化室31，再从共用通道8上端排出。

采用上述技术方案，第一保持室21和第二保持室22与第一预热熔化室31和第二预热熔化室32之间共同使用共用通道8，并且通过设置转向阀81，实现换气共用，使得气流能够在相邻的保持室2和预热熔化室3顺序流动，再从共用通道8上端排出，保证其中一个预热熔化室3在熔化金属时，另一个预热熔化室3用氮气余热来预热金属，提高热效率；此外，第一预热熔化室31和第二预热熔化室32交替作为熔化室与预热室，既可熔化同一种金属，又可以熔化两种不同金属，极大提高柔性化生产，并且共用通道8设置两个转向阀81，使得两个预热熔化室3共用进气与排气管道，结构紧凑，能够降低通道维护和生产成本；在本实施例中，共用通道8上侧和下侧两个转向阀81同时转向相同位置和角度，即改变90°角，就可以改变气体流动方向，方便快捷。

其中，所述共用通道8与第一逆流热交换器4之间的通道设有风机9。

采用上述技术方案，通过风机9使得氮气61在保持室2、预热熔化室3和第一逆流热交换器4之间形成定向气流循环，具有加速流动和导向作用。

其中，所述第一逆流热交换器4与第二逆流热交换器5之间的通道设有风机9。

采用上述技术方案，通过风机9促进第一逆流热交换器4和第二逆流热交换器5之间形成定向气流循环，具有加速流动和导向作用。

进一步地，请参阅图4所示，所述预热熔化室3包括预热室33和熔化室34，所述预热室33、熔化室34和保持室2分别单独可拆卸设置，其中预热室33包括预热上区331和预热下区332，熔化室34表面设有用于观察的透视窗341。在本实施例中，通过中间垫防火保温棉依靠挂钩及螺纹固定在炉体主架上，可单独安装，拆分及替换，更加便于维护。

在本实施例中，所述保持室2和预热熔化室3之间还设有调节阀10。通过上述结构，能够控制保持室2和预热熔化室3之间的开启或关闭，调节气体流通的大小，并且控制气体的流动方向。

在本实施例中，所述排出尾气的通道还设有调节与燃烧室1排出燃烧气的通道是否连通的调节阀10。

采用上述技术方案，能够通过调节阀10调节尾气与燃烧气混合的量，从而实现调节和控制进入炉体燃烧气的温度。

在本实施例中，所述预热熔化室3下侧设有带通孔的炉篦(附图未标注)，所述燃烧室1为独立燃烧室1,与预热熔化室3分离设置，所述燃烧室1内使用天然气或燃油燃烧，所述保持室2下侧设有放料口23，所述预热熔化室3上端设有上盖11，所述上盖11上方为投料位12。

在本实施例中，其工作过程如下：燃烧室1内燃烧机所产生的燃烧气经过第一逆流热交换器4和第二逆流热交换器5后，一部分尾气直接排除外界，另一部分尾气与燃烧室1所产生的燃烧气混合，利用尾气降低燃烧气的温度；其中，第一逆流热交换器4用于加热氮气，第二逆流热交换器5用于预热进入燃烧室1内的空气。其中，通过风机9泵入新鲜空气。

以上实施方式仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种零烧损节能金属熔化炉，包括燃烧室、保持室和预热熔化室，所述保持室设置在预热熔化室的下端，并且与预热熔化室下端连通，其特征在于：所述预热熔化室上端通过通道并且经过第一逆流热交换器与保持室连通，形成气流循环，所述预热熔化室上端的通道还设有提供正压力的氮气储存罐，使得预热熔化室和保持室形成的气流循环中充满氮气，所述燃烧室排出的燃烧气通过通道依次经过第一逆流热交换器和第二逆流热交换器排出尾气，所述排出尾气的通道还与燃烧室排出燃烧气的通道连通，外界空气经过第二逆流热交换器进入燃烧室中。

2.根据权利要求1所述的一种零烧损节能金属熔化炉，其特征在于：还包括共用通道，所述共用通道下端与第一逆流热交换器一端连通，上端与第一逆流热交换器另一端连通，所述保持室包括第一保持室和第二保持室，所述预热熔化室包括第一预热熔化室和第二预热熔化室，所述共用通道下侧设有控制气体流向第一保持室或第二保持室的转向阀，所述共用通道上侧设有控制气体流向第一预热熔化室或第二预热熔化室的转向阀，从而使得气体进入第一保持室，然后依次经过第一预热熔化室、共用通道、第二保持室和第二预热熔化室，再从共用通道上端排出，或者使得气体进入第二保持室，然后依次经过第二预热熔化室、共用通道、第一保持室和第一预热熔化室，再从共用通道上端排出。

3.根据权利要求2所述的一种零烧损节能金属熔化炉，其特征在于：所述共用通道与第一逆流热交换器之间的通道、所述第一逆流热交换器与第二逆流热交换器之间的通道分别设有风机。

4.根据权利要求1所述的一种零烧损节能金属熔化炉，其特征在于：所述预热熔化室包括预热室和熔化室，所述预热室、熔化室和保持室分别单独可拆卸设置。

5.根据权利要求1所述的一种零烧损节能金属熔化炉，其特征在于：所述保持室和预热熔化室之间还设有调节阀。

6.根据权利要求1所述的一种零烧损节能金属熔化炉，其特征在于：所述排出尾气的通道还设有调节与燃烧室排出燃烧气的通道是否连通的调节阀。

7.根据权利要求1所述的一种零烧损节能金属熔化炉，其特征在于：所述预热熔化室下侧设有带通孔的炉篦。

8.根据权利要求1所述的一种零烧损节能金属熔化炉，其特征在于：所述燃烧室为独立燃烧室,与预热熔化室分离设置。

9.根据权利要求1所述的一种零烧损节能金属熔化炉，其特征在于：所述燃烧室内使用天然气或燃油燃烧。

10.根据权利要求1所述的一种零烧损节能金属熔化炉，其特征在于：所述保持室下侧设有放料口，所述预热熔化室上端设有上盖，所述上盖上方为投料位。