CN111623631A - 一种具有节能热能回收燃气倾倒功能的坩埚炉 - Google Patents

Abstract

本发明适用于坩埚炉设备技术领域，提供了一种具有节能热能回收燃气倾倒功能的坩埚炉，包括埚体、燃烧机构和热回收组件，所述埚体的周围设有保温组件，所述保温组件与所述埚体之间形成炉膛；温度监控组件，用于检测埚体内物料和炉膛的温度；倾倒组件，用于使所述埚体倾倒，以排出所述埚体内的物料。本发明拥有集中、快速熔化物料的能力；可倾倒埚体以使埚体内的物料往外倒出，进而快速高效地对埚体内的物料进行转移；可对埚体内物料和炉膛的温度进行检测，对温度的控制更为精确；可以将废气中的余热进行回收，节约了能源。

Description

一种具有节能热能回收燃气倾倒功能的坩埚炉

技术领域

本发明属于坩埚炉设备技术领域，尤其涉及一种具有节能热能回收燃气倾倒功能的坩埚炉。

背景技术

坩埚炉是一种简单的熔炼设备，主要用于熔化熔点不太高的有色金属，如铜、铝及其合金等。这种熔炉，合金是在坩埚内熔化，热量经坩埚传给炉料，炉料种燃烧产物不直接接触，因此合金化学成分几乎不受炉气的影响，合金液的温度也较均匀。

现有的坩埚炉只对炉内的金属液的进行温度进行监控，监控力度不足；且现有的坩埚炉难以倾倒炉内的金属液，使用较为麻烦。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种具有节能热能回收燃气倾倒功能的坩埚炉，旨在解决背景技术中所提到的问题。

本发明实施例是这样实现的，一种具有节能热能回收燃气倾倒功能的坩埚炉，包括埚体、燃烧机构和热回收组件，所述埚体的周围设有保温组件，所述保温组件与所述埚体之间形成炉膛，所述坩埚炉还包括：

温度监控组件，用于检测埚体内物料和炉膛的温度；

倾倒组件，用于使所述埚体倾倒，以排出所述埚体内的物料。

优选的，所述保温组件包括：

耐高温高铝砖层；所述耐高温高铝砖层包裹设置在所述埚体的外部；

密封纤维布层；所述密封纤维布层包裹设置在所述耐高温高铝砖层的外部；

耐高温纳米板层；所述耐高温纳米板层包裹设置在所述密封纤维布层的外部；

压缩模块棉层；所述压缩模块棉层包裹设置在所述耐高温纳米板层的外部；

隔热纤维板层；所述隔热纤维板层包裹设置在所述压缩模块棉层的外部；

轻质硅酸钙板层；所述轻质硅酸钙板层包裹设置在所述隔热纤维板层的外部。

优选的，所述温度监控组件包括：

炉膛热电偶；所述炉膛热电偶设置在所述埚体上；

铝液热电偶；所述铝液热电偶的一端设置在所述埚体内。

优选的，所述燃烧机构包括燃气管道组件和助燃空气管道组件所述燃气管道组件包括：

燃烧器；所述燃烧器设置在所述埚体的一侧；

燃烧器开关；所述燃烧器开关与所述燃烧器连接；

比例阀；所述比例阀与所述燃烧器连接；

电磁阀；所述电磁阀与所述比例阀连接；

压力表；所述压力表与所述电磁阀连接；

第一压力开关；所述第一压力开关与所述压力表连接；

减压阀；所述减压阀与所述压力表连接；

所述助燃空气管道组件包括：

高压风机；所述高压风机设置在所述热回收组件的一侧；

空气过滤网；所述空气过滤网与所述高压风机连接。

优选的，所述热回收组件包括：

不锈钢热交换器；所述不锈钢热交换器设置在所述埚体的一侧。

优选的，所述倾倒组件包括：

炉体底架；

炉体外壳；所述炉体外壳固定设置在所述炉体底架上；

炉体盖板；所述炉体盖板活动设置在所述炉体外壳上；所述埚体与所述炉体盖板连接；

挡件；所述挡件与所述炉体盖板固定连接；

伸缩缸；所述伸缩缸的两端分别与所述炉体底架、所述挡件活动连接。

优选的，所述坩埚炉还包括炉体组件，所述炉体组件包括：

排液口；所述排液口设置在所述炉体盖板上；

安装吊耳；所述安装吊耳设有多件；所述安装吊耳设置在所述炉体盖板上；

坩埚炉盖；所述坩埚炉盖设置在所述炉体盖板上；

坩埚炉盖支架；所述坩埚炉盖支架设置在所述坩埚炉盖上。

优选的，所述坩埚炉还包括：

封口圆弧砖层；所述封口圆弧砖层设置在所述埚体的开口侧；

耐高温抗膨胀浇注料层；所述炉膛与所述热回收组件通过所述耐高温抗膨胀浇注料层连通；

耐压抗裂坩埚底座；所述耐压抗裂坩埚底座设置在所述埚体的底部；

耐高温耐火砖层；所述耐高温耐火砖层设置在所述耐压抗裂坩埚底座的底部；

防粘铝液浇注料层；所述防粘铝液浇注料层设置在所述耐高温耐火砖层的周围；

防渗透耐高温纤维板层；所述防渗透耐高温纤维板层设置在所述防粘铝液浇注料的底部。

优选的，所述坩埚炉还包括：

控制电箱；所述燃烧机构、温度监控组件与所述控制电箱电性连接。

本发明实施例提供的一种具有节能热能回收燃气倾倒功能的坩埚炉，通过设置燃烧机构和保温组件，使得其拥有集中、快速熔化物料的能力；通过设置倾倒组件，可倾倒埚体以使埚体内的物料往外倒出，进而快速高效地对埚体内的物料进行转移；通过设置温度监控组件，可对埚体内物料和炉膛的温度进行检测，对温度的控制更为精确；通过设置热回收组件，可以将废气中的余热进行回收，节约了能源。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种具有节能热能回收燃气倾倒功能的坩埚炉的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种具有节能热能回收燃气倾倒功能的坩埚炉的侧视图；

图3为本发明实施例提供的一种具有节能热能回收燃气倾倒功能的坩埚炉的俯视图；

图4为本发明实施例提供的一种具有节能热能回收燃气倾倒功能的坩埚炉的局部示意图；

图5为本发明实施例提供的倾倒组件的结构示意图。

附图中：1、坩埚炉盖支架；2、坩埚炉盖；3、炉体盖板；4、旋转固定点；5、排液口；6、炉体外壳；7、漏液口；8、炉体底架；9、不锈钢热交换器；10、铝液热电偶；11、挡件；12、炉膛热电偶；13、燃烧机构；14、伸缩缸；15、安装吊耳；16、控制电箱；18、埚体；19、耐高温高铝砖层；20、密封纤维布层；21、耐高温纳米板层；22、压缩模块棉层；23、隔热纤维板层；24、轻质硅酸钙板层；25、防粘铝液浇注料层；26、防渗透耐高温纤维板层；27、封口圆弧砖层；28、耐高温抗膨胀浇注料层；29、耐压抗裂坩埚底座；30、耐高温耐火砖层；34、连接旋转点；35、伸缩缸底座；A、力矩一；B、力矩二。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，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。

以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行详细描述。

如附图1所示，为本发明一个实施例提供的一种具有节能热能回收燃气倾倒功能的坩埚炉的结构示意图，包括埚体18、燃烧机构13和热回收组件，所述埚体18的周围设有保温组件，所述保温组件与所述埚体18之间形成炉膛，所述坩埚炉还包括：

温度监控组件，用于检测埚体18内物料和炉膛的温度；

倾倒组件，用于使所述埚体18倾倒，以排出所述埚体18内的物料。

在实际应用中，埚体18可以采用石墨坩埚，石墨坩埚具有很好的导热性能且与铝液等金属熔化液不发生化学关系，燃烧机构13与炉膛的底部相连，热回收组件与炉膛的顶部相连。使用时，将铝锭或回炉料等金属物料放置于埚体18内，通过燃烧机构13进行加热，加热所产生的废气进入热回收组件组件进行热量的回收。待埚体18内的物料被加热完全融化，可通过倾倒组件将埚体18内的物料倾倒而出。本发明实施例通过设置燃烧机构13和保温组件，使得其拥有集中、快速熔化物料的能力；通过设置倾倒组件，可倾倒埚体18以使埚体18内的物料往外倒出，进而快速高效地对埚体18内的物料进行转移；通过设置温度监控组件，可对埚体18内物料和炉膛的温度进行检测，对温度的控制更为精确；通过设置热回收组件，可以将废气中的余热进行回收，节约了能源。

如附图4所示，作为本发明的一种优选实施例，所述保温组件包括：

耐高温高铝砖层19；所述耐高温高铝砖层19包裹设置在所述埚体18的外部；

密封纤维布层20；所述密封纤维布层20包裹设置在所述耐高温高铝砖层19的外部；

耐高温纳米板层21；所述耐高温纳米板层21包裹设置在所述密封纤维布层20的外部；

压缩模块棉层22；所述压缩模块棉层22包裹设置在所述耐高温纳米板层21的外部；

隔热纤维板层23；所述隔热纤维板层23包裹设置在所述压缩模块棉层22的外部；

轻质硅酸钙板层24；所述轻质硅酸钙板层24包裹设置在所述隔热纤维板层23的外部。

具体的，本发明实施例的坩埚炉采用不同的保温材料构建保温组件，即保温层。由于不同的保温材料具有不同的导热系数，导致保温层之间出现温度的传热的“断层”，从而达到保温隔热的作用，此外，采用优质的保温材料也是本发明实施例坩埚炉保温性能强的重要表现。耐高温高铝砖层19采用耐高温高铝砖堆砌而成，其与炉膛直接接触，具有很好的耐高温性且抗裂性，非常实用；密封纤维布层20采用密封纤维布制备而成，由于耐高温高铝砖在堆砌时，会出现一些裂缝，密封纤维布就是为了防止火焰或者热气往外泄露；耐高温纳米板层21采用耐高温纳米板制备而成，耐高温纳米板具有很好的隔热绝热性能，可以隔绝掉大部分的热量的外传；压缩模块棉层22采用压缩模块棉制备而成，压缩模块棉和普通的保温棉性质一样，但由于压缩模块棉使用机器压缩而成，压缩模块棉安装在保温组件内，避免了保温组件因为高温而缩水、导致保温性变差的情况；隔热纤维板层23采用隔热纤维板制备而成，主要用于轻度的隔热保温；轻质硅酸钙板层24采用轻质硅酸钙板制备而出，轻质硅酸钙板是一种密度较低的保温材料，具有极好的保温性能，一般应用于多层保温层的最外层。

如附图1所示，作为本发明的一种优选实施例，所述温度监控组件包括：

炉膛热电偶12；所述炉膛热电偶12设置在所述埚体18上；

铝液热电偶10；所述铝液热电偶10的一端设置在所述埚体18内。

具体的，采用的炉膛热电偶12和铝液热电偶10可以达到高精度的温度控制，温度控制的范围在±2℃。

作为本发明的一种优选实施例，所述燃烧机构13包括燃气管道组件和助燃空气管道组件所述燃气管道组件包括：

燃烧器；所述燃烧器设置在所述埚体18的一侧；

燃烧器开关；所述燃烧器开关与所述燃烧器连接；

比例阀；所述比例阀与所述燃烧器连接；

电磁阀；所述电磁阀与所述比例阀连接；

压力表；所述压力表与所述电磁阀连接；

第一压力开关；所述第一压力开关与所述压力表连接；

减压阀；所述减压阀与所述压力表连接；

所述助燃空气管道组件包括：

高压风机；所述高压风机设置在所述热回收组件的一侧；

空气过滤网；所述空气过滤网与所述高压风机连接。

具体的，燃气管道组件通入天然气对埚体18进行加热，助燃空气管道组件通入助燃气使天然气的燃烧更为充分。减压阀通过管道与压力表连接，压力表通过管道与电磁阀连接，电磁阀通过管道与比例阀连接，比例阀通过管道与燃烧器连接。

如附图1所示，作为本发明的一种优选实施例，所述热回收组件包括：

不锈钢热交换器9；所述不锈钢热交换器9设置在所述埚体18的一侧。

具体的，该不锈钢热交换器9具有6组热交换管道，每组热交换管包括两件热交换管。热交换时，加热所产生的废气依次通过6组热交换管道，助燃风机同时使助燃气依次通过6组热交换管，废气经过热回收管道温度会逐渐下降，而助燃空气则从温度管道的最低进行热交换，助燃空气永远与温度较高的废气进行热交换，从而达到较高的热效率。为了提高使用寿命，不锈钢热交换器9全部使用8mm不锈钢板和壁厚5mm的不锈钢管制作而成，耐用且节能。

如附图5所示，作为本发明的一种优选实施例，所述倾倒组件包括：

炉体底架8；

炉体外壳6；所述炉体外壳6固定设置在所述炉体底架8上；

炉体盖板3；所述炉体盖板3活动设置在所述炉体外壳6上；所述埚体18与所述炉体盖板3连接；

挡件11；所述挡件11与所述炉体盖板3固定连接；

伸缩缸14；所述伸缩缸14的两端分别与所述炉体底架8、所述挡件11活动连接。

具体的，炉体外壳6主要采用4mm、6mm、8mm以及14mm钢板制作而成；炉体盖板3起到保护坩埚炉内部的作用；挡件11用于保护燃烧结构，避免撞击以及砸坏；伸缩缸14可以采用液压油缸。炉体盖板3通过旋转固定点4与炉体外壳6活动连接；炉体底架8和挡件11设有两件伸缩缸底座35，伸缩缸14的两端分别通过两个连接旋转点34与两个伸缩缸底座35活动连接。为了旋转倾倒坩埚炉，旋转固定点4的选择需合理，力距的距离影响伸缩缸14的行程、缸径。虽然伸缩缸14的行程越长缸径越大，就可以使坩埚炉倾斜任意角度，但是由于被炉体外壳6的限制高度或根据实际需求限制高度的各种原因，伸缩缸14的行程和缸径并不是无限制的，而本发明实施例的坩埚炉则选择将旋转固定点4放置在坩埚炉的重心附近，这样的好处一则省力（力距几乎一样长，如附图5中所示，A为力矩一，B为力矩二，两个力距接近1：1），二则降低了其他配件的要求、减少了成本，三则使伸缩缸14升降时更加稳定可靠。

所述倾倒组件具有两个倾倒档位，第一个倾倒档位为倾倒60°，第二个倾倒档位为倾倒90°。以金属铝为例，当倾倒坩埚炉倾斜到60°档位的时候，埚体18内铝液约剩下1/3容量，目的是为了下次投放铝锭时，铝锭直接接触铝液加快铝液的熔化，这样不但节省能耗而且节能熔化时间；在需要停止使用坩埚炉或需要清理埚体18内的铝液时，坩埚炉倾斜到90°档位即可不费气力地把炉内的铝液全部清理干净，省事便捷。倾倒时，伸缩缸14进行伸展，带动炉体盖板3绕旋转固定点4进行旋转，炉体盖板3带动埚体18发生倾倒，伸缩缸14与炉体底架8、挡件11活动连接保证了伸缩缸14在伸展和收缩过程中不会出现因位置位置无法变动而锁死的情况。

如附图2和3所示，作为本发明的一种优选实施例，所述坩埚炉还包括炉体组件，所述炉体组件包括：

排液口5；所述排液口5设置在所述炉体盖板3上；

安装吊耳15；所述安装吊耳15设有多件；所述安装吊耳15设置在所述炉体盖板3上；

坩埚炉盖2；所述坩埚炉盖2设置在所述炉体盖板3上；

坩埚炉盖2支架1；所述坩埚炉盖2支架1设置在所述坩埚炉盖2上。

具体的，排液口5在坩埚破裂漏铝时用于排放铝液，保护炉膛；安装吊耳15用于安装及运输时使用；坩埚炉盖2在停炉或者休息暂不使用坩埚炉时起到保温作用；坩埚炉盖2支架1用于升降坩埚炉盖2使用。

如附图4所示，作为本发明的一种优选实施例，所述坩埚炉还包括：

封口圆弧砖层27；所述封口圆弧砖层27设置在所述埚体18的开口侧；

耐高温抗膨胀浇注料层28；所述炉膛与所述热回收组件通过所述耐高温抗膨胀浇注料层28连通；

耐压抗裂坩埚底座29；所述耐压抗裂坩埚底座29设置在所述埚体18的底部；

耐高温耐火砖层30；所述耐高温耐火砖层30设置在所述耐压抗裂坩埚底座29的底部；

防粘铝液浇注料层25；所述防粘铝液浇注料层25设置在所述耐高温耐火砖层30的周围；

防渗透耐高温纤维板层26；所述防渗透耐高温纤维板层26设置在所述防粘铝液浇注料的底部。

具体的，封口圆弧砖层27采用封口圆弧砖搭建而成，用于防止炉膛内的火焰往上烧；耐高温抗膨胀浇注料层28采用耐高温抗膨胀浇注料制备而成，耐高温抗膨胀浇注料层28内部中空，形成废气出气口，在出气口处，浇注料的使用除了耐高温外，必须有很好的抗热胀冷缩，不然很容易出现裂纹；耐压抗裂坩埚底座29上可以放置5吨的重量，不出现裂纹；耐高温耐火砖层30采用耐高温耐火砖，用于调整耐压抗裂坩埚底座29的高度；防粘铝液浇注料层25采用防粘铝液浇注料制备而成，在埚体18破裂时，埚体18内的铝液会流在此防粘铝液浇注料层25上，防粘铝液浇注料层25穿过保温组件，防粘铝液浇注料层25穿过保温组件的部分形成漏液口7，所述防粘铝液浇注料层25可以引导铝液从漏液口7排出坩埚炉，且不会形成铝块影响坩埚炉的寿命；防渗透耐高温纤维板层26采用防渗透耐高温纤维板制备而成，用于防止铝液渗透，且有一定的保温性能。

如附图2所示，作为本发明的一种优选实施例，所述坩埚炉还包括：

控制电箱16；所述燃烧机构13、温度监控组件与所述控制电箱16电性连接。

具体的，控制电箱16用于控制及监控坩埚炉的使用情况。控制电箱16具有以下四种基本功能：炉膛超温报警，炉膛温度过高时，坩埚炉停止工作并报警，防止损坏坩埚炉；铝液超温报警，铝液温度超温时，坩埚炉停止工作并报警，防止损坏坩埚炉或影响产品质量；漏液报警，埚体18破裂时，坩埚炉停止工作并报警，防止发生意外并提醒及时处理；漏电保护，控制电箱16的出线漏电时, 坩埚炉断电停止工作。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种具有节能热能回收燃气倾倒功能的坩埚炉，包括埚体、燃烧机构和热回收组件，其特征在于，所述埚体的周围设有保温组件，所述保温组件与所述埚体之间形成炉膛，所述坩埚炉还包括：

温度监控组件，用于检测埚体内物料和炉膛的温度；

倾倒组件，用于使所述埚体倾倒，以排出所述埚体内的物料。

2.根据权利要求1所述的一种具有节能热能回收燃气倾倒功能的坩埚炉，其特征在于，所述保温组件包括：

耐高温高铝砖层；所述耐高温高铝砖层包裹设置在所述埚体的外部；

密封纤维布层；所述密封纤维布层包裹设置在所述耐高温高铝砖层的外部；

耐高温纳米板层；所述耐高温纳米板层包裹设置在所述密封纤维布层的外部；

压缩模块棉层；所述压缩模块棉层包裹设置在所述耐高温纳米板层的外部；

隔热纤维板层；所述隔热纤维板层包裹设置在所述压缩模块棉层的外部；

轻质硅酸钙板层；所述轻质硅酸钙板层包裹设置在所述隔热纤维板层的外部。

3.根据权利要求1所述的一种具有节能热能回收燃气倾倒功能的坩埚炉，其特征在于，所述温度监控组件包括：

炉膛热电偶；所述炉膛热电偶设置在所述埚体上；

铝液热电偶；所述铝液热电偶的一端设置在所述埚体内。

4.根据权利要求1所述的一种具有节能热能回收燃气倾倒功能的坩埚炉，其特征在于，所述燃烧机构包括燃气管道组件和助燃空气管道组件所述燃气管道组件包括：

燃烧器；所述燃烧器设置在所述埚体的一侧；

燃烧器开关；所述燃烧器开关与所述燃烧器连接；

比例阀；所述比例阀与所述燃烧器连接；

电磁阀；所述电磁阀与所述比例阀连接；

压力表；所述压力表与所述电磁阀连接；

第一压力开关；所述第一压力开关与所述压力表连接；

减压阀；所述减压阀与所述压力表连接；

所述助燃空气管道组件包括：

高压风机；所述高压风机设置在所述热回收组件的一侧；

空气过滤网；所述空气过滤网与所述高压风机连接。

5.根据权利要求1所述的一种具有节能热能回收燃气倾倒功能的坩埚炉，其特征在于，所述热回收组件包括：

不锈钢热交换器；所述不锈钢热交换器设置在所述埚体的一侧。

6.根据权利要求1所述的一种具有节能热能回收燃气倾倒功能的坩埚炉，其特征在于，所述倾倒组件包括：

炉体底架；

炉体外壳；所述炉体外壳固定设置在所述炉体底架上；

炉体盖板；所述炉体盖板活动设置在所述炉体外壳上；所述埚体与所述炉体盖板连接；

挡件；所述挡件与所述炉体盖板固定连接；

伸缩缸；所述伸缩缸的两端分别与所述炉体底架、所述挡件活动连接。

7.根据权利要求6所述的一种具有节能热能回收燃气倾倒功能的坩埚炉，其特征在于，所述坩埚炉还包括炉体组件，所述炉体组件包括：

排液口；所述排液口设置在所述炉体盖板上；

安装吊耳；所述安装吊耳设有多件；所述安装吊耳设置在所述炉体盖板上；

坩埚炉盖；所述坩埚炉盖设置在所述炉体盖板上；

坩埚炉盖支架；所述坩埚炉盖支架设置在所述坩埚炉盖上。

8.根据权利要求1所述的一种具有节能热能回收燃气倾倒功能的坩埚炉，其特征在于，所述坩埚炉还包括：

封口圆弧砖层；所述封口圆弧砖层设置在所述埚体的开口侧；

耐高温抗膨胀浇注料层；所述炉膛与所述热回收组件通过所述耐高温抗膨胀浇注料层连通；

耐压抗裂坩埚底座；所述耐压抗裂坩埚底座设置在所述埚体的底部；

耐高温耐火砖层；所述耐高温耐火砖层设置在所述耐压抗裂坩埚底座的底部；

防粘铝液浇注料层；所述防粘铝液浇注料层设置在所述耐高温耐火砖层的周围；

防渗透耐高温纤维板层；所述防渗透耐高温纤维板层设置在所述防粘铝液浇注料的底部。

9.根据权利要求1所述的一种具有节能热能回收燃气倾倒功能的坩埚炉，其特征在于，所述坩埚炉还包括：

控制电箱；所述燃烧机构、温度监控组件与所述控制电箱电性连接。

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