CN110274465B - 一种铝合金轮毂机加工铝屑回收沉熔处理系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种铝合金轮毂机加工铝屑回收沉熔处理系统，属于废铝回收技术领域，一种铝合金轮毂机加工铝屑回收沉熔处理系统，可以实现通过深入优化熔炼工艺，可按需求以易于控制的流速泵送铝液进入主熔室，在循环泵的动力下进行沉熔循环，同时通过对涡流室的结构改进，利用哨形构造提高涡流效应，同时配合重力向环形导流板和磁转作用加速带有上下翻转作用的漩涡的形成，迫使铝屑在旋转和翻滚的双重作用下瞬间被卷吸进入铝液，使铝屑在隔绝空气的条件下熔化，从而有效的减小了铝屑的氧化烧损，显著提高沉熔效率和质量，与传统的沉熔处理系统相比，具有十分优越的废铝回收率，且氧化损失大幅降低。

Description

一种铝合金轮毂机加工铝屑回收沉熔处理系统

技术领域

本发明涉及废铝回收技术领域，更具体地说，涉及一种铝合金轮毂机加工铝屑回收沉熔处理系统。

背景技术

由于铝回收再利用能力的大幅度提高，铝在广泛的产品领域内的应用呈快速上升趋势。深入优化熔炼工艺是实现铝回收经济性的一个重要条件，汽车工业中的铝铸造就是一个废料日益增多的例子，如铝合金轮毂机加工碎片、车削和钻削废料，这类材料的容积密度会根据尺寸和形状在80-720kg/m3之间变化，现有技术中此类废料需要昂贵的熔炼技术才可经济地在厂内处理。

目前对于铝屑的回收熔化方式主要有以下几种：一是，直接加热熔化，这样做能耗大、环境污染严重，除此之外最大的问题就是氧化烧损，对于小尺寸的铝屑来说，该熔化方式氧化烧损相当严重，造成资源极大的浪费；二是，将铝屑打包挤压成块后加入炉内熔化，虽然比将铝屑直接加入熔炼室氧化烧损降低很多，但烧损率仍然高达10-15％；第三种是，铝液覆盖熔化技术，将铝屑投入炉中，利用高温铝液作为铝屑熔化的热源，不用火焰直接加热铝屑，从而减少了铝屑的氧化烧损，该方法是比较经济、环保的铝屑再生方法，在铝屑回收方面优越性非常突出，其氧化烧损可以做到≤4％。

尽管铝屑投入铝液熔化，氧化烧损小，但由于铝屑具有质量轻，且面积较大的特性，铝屑会浮在铝液表面难以进入铝液中，容易浮在表面与空气接触，导致氧化损失较大，因此如何使得铝液可以快速覆盖铝屑，减少铝屑与空气的接触来降低氧化损失，成为了废铝回收的最大难题，即铝屑的沉熔成为该问题的核心技术。

发明内容

1.要解决的技术问题

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种铝合金轮毂机加工铝屑回收沉熔处理系统，它可以实现通过深入优化熔炼工艺，可按需求以易于控制的流速泵送铝液进入主熔室，在循环泵的动力下进行沉熔循环，同时通过对涡流室的结构改进，利用哨形构造提高涡流效应，同时配合重力向环形导流板和磁转作用加速带有上下翻转作用的漩涡的形成，迫使铝屑在旋转和翻滚的双重作用下瞬间被卷吸进入铝液，使铝屑在隔绝空气的条件下熔化，从而有效的减小了铝屑的氧化烧损，显著提高沉熔效率和质量，与传统的沉熔处理系统相比，具有十分优越的废铝回收率，且氧化损失大幅降低。

2.技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种铝合金轮毂机加工铝屑回收沉熔处理系统，包括主熔室，所述主熔室一端固定连通有进液管，所述进液管连接有传输泵，所述主熔室前端固定连接有涡流室，所述涡流室左右两端均固定连接有过渡室和循环泵室，所述过渡室与主熔室之间连通有回料管，所述循环泵室和主熔室之间连通有送料管，所述涡流室上开凿有哨形沉熔槽，所述涡流室上端安装有传送带，且传送带位于哨形沉熔槽正上方，所述哨形沉熔槽包括哨身部、哨头部和漏斗部，所述哨身部和哨头部上下连通，所述循环泵室靠近涡流室一端开凿有与哨头部相匹配的进料孔，所述进料孔通过哨头部与哨身部连通，所述哨身部内端壁上固定连接有若干均匀分布的重力向环形导流板，所述重力向环形导流板呈波浪形，所述漏斗部下端壁连接有出料管，所述出料管与过渡室连通，所述涡流室下端安装有电磁发生装置，所述循环泵室内安装有循环泵，所述哨形沉熔槽上端壁固定连接有相匹配的加料盖，所述加料盖上开凿有若干斜导槽，且斜导槽呈环形阵列分布，所述斜导槽外端开凿有若干落料缺口，且落料缺口与斜导槽相连通，所述加料盖下端通过轴承安装有转动杆，所述转动杆上开凿有若干对相互对称的转槽，所述转槽内转动连接有转轴，所述转轴上固定连接有翻转板，所述翻转板远离转动杆一端固定连接有耐高温磁球，所述耐高温磁球包括隔热包衣和铸造铝镍钴永磁芯，所述隔热外衣包裹在铸造铝镍钴永磁芯外端，可以实现通过深入优化熔炼工艺，可按需求以易于控制的流速泵送铝液进入主熔室，在循环泵的动力下进行沉熔循环，同时通过对涡流室的结构改进，利用哨形构造提高涡流效应，同时配合重力向环形导流板和磁转作用加速带有上下翻转作用的漩涡的形成，迫使铝屑在旋转和翻滚的双重作用下瞬间被卷吸进入铝液，使铝屑在隔绝空气的条件下熔化，从而有效的减小了铝屑的氧化烧损，显著提高沉熔效率和质量，与传统的沉熔处理系统相比，具有十分优越的废铝回收率，且氧化损失大幅降低。

进一步的，所述电磁发生装置包括电磁铁和控制器，所述控制器上设有电源开关、整流器和换向器，所述整流器和换向器用于向电磁铁中的线圈传输电流方向变化的、电流强度相等的直流电流，所述电磁铁形成旋转的匀强磁场，所述电磁发生装置上端固定连接有隔热板。

进一步的，所述哨头部具有向上倾斜的角度，所述向上倾斜的角度为10度-20度，铝液在进入哨身部时，在哨头部的导向以及自身的重力作用下，具有较大的流场速度，产生的漩涡更广，涡流强度更大，可以促进对铝屑的卷吸。

进一步的，所述循环泵室内还安装有若干均匀分布的气体注射枪，所述气体注射枪连接有氯气源，所述气体注射枪的喷射速度为250kg/h，用于除镁、除氢和碱金属，具体通过散布成大量小气泡，产生大量渐增的反应表面积，为铝液与工艺气体间高效的相互作用提供理想的条件，同时不会对环境造成污染。

进一步的，所述涡流室上安装有温度传感器和液位传感器，方便技术人员及时得知涡流室内的温度和液面高度，进而做出调整优化沉熔参数。

进一步的，所述进液管靠近主熔室一端固定连接有金属过滤网，所述金属过滤网表面涂覆有耐高温涂层，金属过滤网起到对铝液的过滤作用，为沉熔提供干净的可直接使用的铝液，省略后续的除杂工序。

进一步的，所述进液管、送料管、回流管和出料管内端均固定连接有保温内衬，所述保温内衬采用玻璃纤维制成，玻璃纤维具有耐热性强、抗腐蚀性好的特点，用作保温内衬时热损失很低，具有绝佳的保温性能和很长的使用寿命。

3.有益效果

相比于现有技术，本发明的优点在于：

(1)本方案可以实现通过深入优化熔炼工艺，可按需求以易于控制的流速泵送铝液进入主熔室，在循环泵的动力下进行沉熔循环，同时通过对涡流室的结构改进，利用哨形构造提高涡流效应，同时配合重力向环形导流板和磁转作用加速带有上下翻转作用的漩涡的形成，迫使铝屑在旋转和翻滚的双重作用下瞬间被卷吸进入铝液，使铝屑在隔绝空气的条件下熔化，从而有效的减小了铝屑的氧化烧损，显著提高沉熔效率和质量，与传统的沉熔处理系统相比，具有十分优越的废铝回收率，且氧化损失大幅降低。

(2)哨形沉熔槽上端壁固定连接有相匹配的加料盖，加料盖上开凿有若干斜导槽，且斜导槽呈环形阵列分布，斜导槽外端开凿有若干落料缺口，且落料缺口与斜导槽相连通，加料盖起到聚集传送带传输来的铝屑，并通过斜导槽的分流导向作用从落料缺口掉入铝屑最佳添加位置，提高铝屑的下浮率，进而提高卷吸效果。

(3)加料盖下端通过轴承安装有转动杆，转动杆上开凿有若干对相互对称的转槽，转槽内转动连接有转轴，转轴上固定连接有翻转板，翻转板远离转动杆一端固定连接有耐高温磁球，耐高温磁球沿着重力向环形导流板转动时会同步带动翻转板上下转动，实现翻转板带动铝液上下翻滚，迫使铝屑在旋转和翻滚的双重作用下瞬间被卷吸进入铝液，使铝屑在隔绝空气的条件下熔化，从而有效的减小了铝屑的氧化烧损。

(4)耐高温磁球包括隔热包衣和铸造铝镍钴永磁芯，隔热外衣包裹在铸造铝镍钴永磁芯外端，铸造铝镍钴永磁芯的居里温度为860℃，最高工作温度可达600℃以上，在高温环境下仍可保留部分磁性，隔热外衣起到保护铸造铝镍钴永磁芯磁性的作用，耐高温磁球可以随着电磁发生装置产生的旋转磁场进行转动。

(5)电磁发生装置包括电磁铁和控制器，控制器上设有电源开关、整流器和换向器，整流器和换向器用于向电磁铁中的线圈传输电流方向变化的、电流强度相等的直流电流，电磁铁形成旋转的匀强磁场，电磁发生装置上端固定连接有隔热板。

(6)哨头部具有向上倾斜的角度，向上倾斜的角度为10度-20度，铝液在进入哨身部时，在哨头部的导向以及自身的重力作用下，具有较大的流场速度，产生的漩涡更广，涡流强度更大，可以促进对铝屑的卷吸。

(7)循环泵室内还安装有若干均匀分布的气体注射枪，气体注射枪连接有氯气源，气体注射枪的喷射速度为250kg/h，用于除镁、除氢和碱金属，具体通过散布成大量小气泡，产生大量渐增的反应表面积，为铝液与工艺气体间高效的相互作用提供理想的条件，同时不会对环境造成污染。

(8)涡流室上安装有温度传感器和液位传感器，方便技术人员及时得知涡流室内的温度和液面高度，进而做出调整优化沉熔参数。

(9)进液管靠近主熔室一端固定连接有金属过滤网，金属过滤网表面涂覆有耐高温涂层，金属过滤网起到对铝液的过滤作用，为沉熔提供干净的可直接使用的铝液，省略后续的除杂工序。

(10)进液管、送料管、回流管和出料管内端均固定连接有保温内衬，保温内衬采用玻璃纤维制成，玻璃纤维具有耐热性强、抗腐蚀性好的特点，用作保温内衬时热损失很低，具有绝佳的保温性能和很长的使用寿命。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明涡流室水平方向的剖视图；

图3为本发明涡流室竖直方向的剖视图；

图4为本发明的铝液的循环流向图；

图5为本发明翻转板部分的结构示意图；

图6为本发明加料盖部分的结构示意图。

图中标号说明：

1主熔室、2进液管、3涡流室、4过渡室、5循环泵室、6传送带、7循环泵、8气体注射枪、9哨形沉熔槽、901哨身部、902哨头部、903漏斗部、10加料盖、11出料管、12重力向环形导流板、13电磁发生装置、14隔热板、15斜导槽、16金属过滤网、17转动杆、18耐高温磁球、19翻转板。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通，对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1：

请参阅图1，一种铝合金轮毂机加工铝屑回收沉熔处理系统，包括主熔室1，主熔室1一端固定连通有进液管2，进液管2连接有传输泵，主熔室1前端固定连接有涡流室3，为铝屑的沉熔提供空间，涡流室3上安装有温度传感器和液位传感器，方便技术人员及时得知涡流室3内的温度和液面高度，进而做出调整优化沉熔参数，涡流室3左右两端均固定连接有过渡室4和循环泵室5，过渡室4与主熔室1之间连通有回料管，循环泵室5和主熔室1之间连通有送料管，主熔室1、循环泵室5、涡流室3和过渡室4形成一个铝液流动循环，为铝屑的沉熔提供动力，涡流室3上开凿有哨形沉熔槽9，涡流室3上端安装有传送带6，且传送带6位于哨形沉熔槽9正上方，传送带6起到运输铝屑的作用。

请参阅图2-3，哨形沉熔槽9包括哨身部901、哨头部902和漏斗部903，哨身部901和哨头部902上下连通，哨身部901为圆柱形设计，容易形成涡流，哨头部902用于最大限度提高铝液进入哨身部901时的初速度，哨头部902具有向上倾斜的角度，向上倾斜的角度为15度，铝液在进入哨身部901时，在哨头部902的导向以及自身的重力作用下，具有较大的流场速度，产生的漩涡更广，涡流强度更大，可以促进对铝屑的卷吸，循环泵室5靠近涡流室3一端开凿有与哨头部902相匹配的进料孔，进料孔通过哨头部902与哨身部901连通，哨身部901内端壁上固定连接有若干均匀分布的重力向环形导流板12，重力向环形导流板12呈波浪形，用于改变铝液旋转时的水平方向，将铝液的旋转方向分解为水平向和竖直向，水平向驱动铝液的旋转，竖直向驱动铝液的翻滚，迫使铝屑在旋转和翻滚的双重作用下瞬间被卷吸进入铝液，使铝屑在隔绝空气的条件下熔化，从而有效的减小了铝屑的氧化烧损，之后熔化的铝屑和原铝液一起进入循环，漏斗部903下端壁连接有出料管11，出料管11与过渡室4连通，涡流室3下端安装有电磁发生装置13，电磁发生装置13包括电磁铁和控制器，控制器上设有电源开关、整流器和换向器，整流器和换向器用于向电磁铁中的线圈传输电流方向变化的、电流强度相等的直流电流，电磁铁形成旋转的匀强磁场，电磁发生装置13上端固定连接有隔热板14，将铝液作为导电体，迫使铝液在磁场力的作用下产生旋转运动，起到对涡流效应的加强作用。

请继续参阅图1，循环泵室5内安装有循环泵7，提供铝液循环的动力，循环泵室5内还安装有若干均匀分布的气体注射枪8，气体注射枪8连接有氯气源，气体注射枪8的喷射速度为250kg/h，用于除镁、除氢和碱金属，具体通过散布成大量小气泡，产生大量渐增的反应表面积，为铝液与工艺气体间高效的相互作用提供理想的条件，同时不会对环境造成污染。

请参阅图3和图6，哨形沉熔槽9上端壁固定连接有相匹配的加料盖10，加料盖10上开凿有若干斜导槽15，且斜导槽15呈环形阵列分布，斜导槽15外端开凿有若干落料缺口，且落料缺口与斜导槽15相连通，加料盖10起到聚集传送带6传输来的铝屑，并通过斜导槽15的分流导向作用从落料缺口掉入铝屑最佳添加位置，即图2中的B区域，在此区域投料铝液对铝屑的卷吸效果最好，提高铝屑的下浮率，进而提高卷吸效果。

请参阅图3，加料盖10下端通过轴承安装有转动杆17，转动杆17可以在铝液中稳定转动，转动杆17上开凿有若干对相互对称的转槽，转槽内转动连接有转轴，转轴上固定连接有翻转板19，翻转板19可以在竖直方向上下转动，用于加强铝液的上下翻滚作用，翻转板19远离转动杆17一端固定连接有耐高温磁球18，可以相应电磁发生装置13产生的磁场在铝液中带动翻转板19做水平方向的圆周运动，同时耐高温磁球18沿着重力向环形导流板12转动时会同步带动翻转板19上下转动，实现翻转板19带动铝液上下翻滚，迫使铝屑在旋转和翻滚的双重作用下瞬间被卷吸进入铝液，使铝屑在隔绝空气的条件下熔化，从而有效的减小了铝屑的氧化烧损，耐高温磁球18包括隔热包衣和铸造铝镍钴永磁芯，隔热外衣包裹在铸造铝镍钴永磁芯外端，铸造铝镍钴永磁芯的居里温度为860℃，最高工作温度可达600℃以上，在高温环境下仍可保留部分磁性，隔热外衣起到保护铸造铝镍钴永磁芯磁性的作用，耐高温磁球18可以随着电磁发生装置13产生的旋转磁场进行转动。

请参阅图4，进液管2靠近主熔室1一端固定连接有金属过滤网16，金属过滤网16表面涂覆有耐高温涂层，金属过滤网16起到对铝液的过滤作用，为沉熔提供干净的可直接使用的铝液，省略后续的除杂工序，进液管2、送料管、回流管和出料管11内端均固定连接有保温内衬，保温内衬采用玻璃纤维制成，玻璃纤维具有耐热性强、抗腐蚀性好的特点，用作保温内衬时热损失很低，具有绝佳的保温性能和很长的使用寿命。

使用时，请参阅图4，传输泵输送干净的铝液至主熔室1内，在循环泵的作用下铝液依次在主熔室1、循环泵室5、涡流室3和过渡室4之间流动形成循环，在进入涡流室3时，通过哨头部902的加速作用，配合底部电磁发生装置13施加的旋转的匀强磁场作用下，以较大的流场速度进入哨身部901形成水平漩涡，同时在重力向环形导流板12的导向下，铝液具有上下翻滚的现象，此过程中耐高温磁球18在磁场作用下也随之铝液转动，且耐高温磁球18在转动过程中沿着重力向环形导流板12转动，其转动轨迹为波浪形，同步带动翻转板19在旋转的过程中在竖直方向上下转动，加强铝液的上下翻滚作用，进而迫使铝屑在旋转和翻滚的双重作用下瞬间被卷吸进入铝液，使铝屑在隔绝空气的条件下熔化，从而有效的减小了铝屑的氧化烧损，之后熔化的铝屑和原铝液一起进入循环。

本发明可以实现通过深入优化熔炼工艺，可按需求以易于控制的流速泵送铝液进入主熔室，在循环泵的动力下进行沉熔循环，同时通过对涡流室的结构改进，利用哨形构造提高涡流效应，同时配合重力向环形导流板和磁转作用加速带有上下翻转作用的漩涡的形成，迫使铝屑在旋转和翻滚的双重作用下瞬间被卷吸进入铝液，使铝屑在隔绝空气的条件下熔化，从而有效的减小了铝屑的氧化烧损，显著提高沉熔效率和质量，与传统的沉熔处理系统相比，具有十分优越的废铝回收率，且氧化损失大幅降低。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种铝合金轮毂机加工铝屑回收沉熔处理系统，包括主熔室(1)，其特征在于：所述主熔室(1)一端固定连通有进液管(2)，所述进液管(2)连接有传输泵，所述主熔室(1)前端固定连接有涡流室(3)，所述涡流室(3)左右两端均固定连接有过渡室(4)和循环泵室(5)，所述过渡室(4)与主熔室(1)之间连通有回料管，所述循环泵室(5)和主熔室(1)之间连通有送料管，所述涡流室(3)上开凿有哨形沉熔槽(9)，所述涡流室(3)上端安装有传送带(6)，且传送带(6)位于哨形沉熔槽(9)正上方，所述哨形沉熔槽(9)包括哨身部(901)、哨头部(902)和漏斗部(903)，所述哨身部(901)和哨头部(902)上下连通，所述循环泵室(5)靠近涡流室(3)一端开凿有与哨头部(902)相匹配的进料孔，所述进料孔通过哨头部(902)与哨身部(901)连通，所述哨身部(901)内端壁上固定连接有若干均匀分布的重力向环形导流板(12)，所述重力向环形导流板(12)呈波浪形，所述漏斗部(903)下端壁连接有出料管(11)，所述出料管(11)与过渡室(4)连通，所述涡流室(3)下端安装有电磁发生装置(13)，所述循环泵室(5)内安装有循环泵(7)，所述哨形沉熔槽(9)上端壁固定连接有相匹配的加料盖(10)，所述加料盖(10)上开凿有若干斜导槽(15)，且斜导槽(15)呈环形阵列分布，所述斜导槽(15)外端开凿有若干落料缺口，且落料缺口与斜导槽(15)相连通，所述加料盖(10)下端通过轴承安装有转动杆(17)，所述转动杆(17)上开凿有若干对相互对称的转槽，所述转槽内转动连接有转轴，所述转轴上固定连接有翻转板(19)，所述翻转板(19)远离转动杆(17)一端固定连接有耐高温磁球(18)，所述耐高温磁球(18)包括隔热包衣和铸造铝镍钴永磁芯，所述隔热外衣包裹在铸造铝镍钴永磁芯外端。

2.根据权利要求1所述的一种铝合金轮毂机加工铝屑回收沉熔处理系统，其特征在于：所述涡流室(3)下端安装有电磁发生装置(13)，所述电磁发生装置(13)包括电磁铁和控制器，所述控制器上设有电源开关、整流器和换向器，所述整流器和换向器用于向电磁铁中的线圈传输电流方向变化的、电流强度相等的直流电流，所述电磁铁形成旋转的匀强磁场，所述电磁发生装置(13)上端固定连接有隔热板(14)。

3.根据权利要求1所述的一种铝合金轮毂机加工铝屑回收沉熔处理系统，其特征在于：所述哨头部(902)具有向上倾斜的角度，所述向上倾斜的角度为10度-20度。

4.根据权利要求1所述的一种铝合金轮毂机加工铝屑回收沉熔处理系统，其特征在于：所述循环泵室(5)内还安装有若干均匀分布的气体注射枪(8)，所述气体注射枪(8)连接有氯气源，所述气体注射枪(8)的喷射速度为250kg/h。

5.根据权利要求1所述的一种铝合金轮毂机加工铝屑回收沉熔处理系统，其特征在于：所述涡流室(3)上安装有温度传感器和液位传感器。

6.根据权利要求1所述的一种铝合金轮毂机加工铝屑回收沉熔处理系统，其特征在于：所述进液管(2)靠近主熔室(1)一端固定连接有金属过滤网(16)，所述金属过滤网(16)表面涂覆有耐高温涂层。

7.根据权利要求1所述的一种铝合金轮毂机加工铝屑回收沉熔处理系统，其特征在于：所述进液管(2)、送料管、回流管和出料管(11)内端均固定连接有保温内衬，所述保温内衬采用玻璃纤维制成。

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