CN112760495A - 一种铝棒熔铸工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种铝棒熔铸工艺，包括以下三个步骤：A、将原料装入预热料仓进行预热：预热料仓设置在混合炉的加料口的一侧，预热料仓的下方设置有斗式提升机，原料由斗式提升机装入预热料仓进行预热；B、将预热后的原料由放料机构和加料机构加入混合炉内进行熔炼，在混合炉的底部设置有电磁搅拌器，同时又在炉膛底部设置底部喷吹装置，铝锭熔融前期和造渣期采用电磁搅拌器搅拌，后期加入合金元素采用底部喷吹氮气进行炉内精炼；C、将精炼完成后的铝液引入深井铸造装置铸造成铝棒。本发明提供了一种能将高温烟气释放的热量利用起来对原料进行预热，节省能源和燃料，能有效地去除铝液中的夹杂，提高铝液质量，高效、节能、环保的铝棒熔铸工艺。

Description

一种铝棒熔铸工艺
技术领域
本发明涉及铝型材加工设备技术领域，特别涉及一种铝棒熔铸工艺。
背景技术
目前在电解铝及铝加工生产过程中，铝锭或废铝块进入混合炉进行熔炼前，没有对原料进行预热处理而直接加入混合炉进行熔炼，这样将铝锭熔化成铝液会耗费大量的燃料，而熔化铝锭的过程中又会产生大量的高温烟气，这些烟气一般都是直接或者经除尘系统处理后排放，会带走生产线上将近50％的热量，造成能源的浪费，不利于节能降耗；另一方面在铝熔炼过程中，为了加快熔化速度以及添加合金后使其合金成分均匀，需要对熔炉内的铝液进行搅拌，而现有的搅拌装置通常是电磁搅拌器，电磁搅拌器虽然能产生强大的磁场，穿透多层介质的阻隔进行搅拌，但是它只能带动铝液作逆时针或顺时针方向涡流运动，而无法使铝液的上下搅动，这样不利于使新添加的合金元素充分渗透到铝液中，不能保证炉内铝液的化学成分均匀；同时由于高温的铝液会与空气中的水蒸汽反应而生成氢气，氢气泡停留在铝液中对金属材料的组织性能危害性较大，目前的熔铸工艺是铝液扒渣后，停止电磁搅拌，让铝液静置一段时间后，进行浇铸，这样不利于氢气的溢出，降低了铝型材的质量。因此，需要一种能将高温烟气释放的热量利用起来对原料进行预热，节省能源和燃料，能有效地去除铝液中的夹杂和含氢量，提高铝液质量，高效、节能、环保的铝棒熔铸工艺。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能将高温烟气释放的热量利用起来对原料进行预热，节省能源和燃料，能有效地去除铝液中的含氢量，提高铝液质量，高效、节能、环保的铝棒熔铸工艺。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种铝棒熔铸工艺，包括三个以下步骤：A、将原料装入预热料仓进行预热；B、将预热后的原料由放料机构和加料机构加入混合炉内进行熔炼；C、将铝液通过引流槽和分流盘引入深井铸造装置铸造成铝棒，其特征在于每个步骤具体操作方法如下：
A、将原料装入预热料仓进行预热：预热料仓设置在混合炉的加料口的一侧，预热料仓的下方设置有斗式提升机，原料由斗式提升机装入预热料仓进行预热；预热料仓的仓壁包括内中外三层，内层采用耐火混凝土浇注而成的耐热层，耐热层外部为双层钢板焊接成的废气夹套，废气夹套外部为采用硅酸铝毡针刺毯包裹而成的第一保温层，废气夹套的进口连接来自于混合炉的废气总管，废气夹套的出口通过排气管经引风机连接除尘装置；预热料仓的顶部设置有盖板，盖板一端开设有进料口，进料口连接斗式提升机；
B、预热后的原料由放料机构和加料机构加入混合炉内进行熔炼：放料机构设置在预热料仓的底部，加料机构设置在放料机构与混合炉的加料口之间，混合炉包括炉体，炉体由外至内包括炉壳、第二保温层、隔热层、耐火层和炉膛，在炉体底部的耐火层的中间设置有底部喷吹装置，在炉体底部的隔热层与第二保温层之间设置有通道，通道内安装有氮气管，氮气管一端连接底部喷吹装置，另一端伸出炉体外部连接氮气罐；在炉体外部的底部设置有电磁搅拌器，炉体加料口处设置有加料门，与加料门相对的另一侧炉膛底部设置有出料溜槽；
C、打开出料溜槽，将精炼完成后的铝液通过引流槽和分流盘引入深井铸造装置铸造成铝棒。
进一步地，步骤B中放料机构包括设置在预热料仓出料口四周的插板座，插板座的中部抽插式安装有插板，插板远离混合炉的一端连接有气缸，插板座靠近气缸的一侧设置有一组导向辊对，插板通过气缸驱动由导向辊对导向实现对预热料仓出料口的开闭。
进一步地，步骤B中加料机构包括设置在机架上的电机和减速器，减速器的高速轴与电机的输出轴连接，低速轴安装有偏心轮，偏心轮通过连杆连接加料小车，加料小车通过托辊倾斜设置在机架上，加料小车靠近加料口一侧铰接有导料溜槽，加料时将导料溜槽放下与加料口接触，通过电机驱动加料小车在托辊上来回运行将铝锭或废铝块加到混合炉内。
进一步地，底部喷吹装置包括喷管座，喷管座的底板上设置有与其导通连接的短管，短管的外壁螺纹连接螺套，螺套的另一端与连接氮气管，喷管座的顶板均匀设置有若干喷孔，喷孔内插装有喷管，喷管呈放射状延伸至炉膛的内部。
进一步地，喷管座、短管、喷管以及氮气管均采用铜管制成，喷管的直径为：6～10mm，壁厚为：1～1.8mm，长度为：150～230mm。
进一步地，在预热料仓的下方还设置有炒灰机，在炒灰机的一侧通过进气管连接废气总管，废气总管另一端通过废气支管连接混合炉，炒灰机的另一侧设置有集灰箱，集灰箱的顶部设置有回气管，回气管的另一端连接排气管；炒灰机的前侧设置有喂料口，炒灰机的底部设置有铝液出口。
进一步地，预热料仓的废气夹套底部设置有清扫门。
进一步地，步骤B中铝锭在混合炉内升温熔融过程中，采用电磁搅拌器进行搅拌，当炉料全部熔化完毕后，此时铝液温度控制在700～750℃，先在熔池内均匀撒上一层打渣剂，使铝渣分离，将铝水表面的浮渣清理干净，再加入金属添加剂和镁锭完全熔化后，再采用电磁搅拌器搅拌30分钟后，静置10分钟，再打开氮气罐上的阀门，将压力调至0.3～0.5MPa，通过底部喷吹装置向熔池内喷入氮气，使铝液沸腾20～25分钟后关闭氮气，静置15分钟后，将表面浮渣扒出后，打开出料溜槽，将精炼完成后的铝液通过引流槽和分流盘引入深井铸造装置铸造成铝棒。
本发明的技术效果和优点：
1、本发明通过在混合炉加料口处设置预热料仓，将混合炉产生的高温烟气引入到预热料仓的废气夹套内，将预热料仓内的原料进行预热，一方面将高温烟气释放的热量利用起来，另一方面将原料升温，能够加快铝锭的熔解速度，节省能源和燃料；
2、本发明通过在混合炉的底部设置有电磁搅拌器，同时又在炉膛底部设置底部喷吹装置，铝锭熔融前期和造渣期采用电磁搅拌器进行搅拌，后期加入合金元素采用底部喷吹氮气进行炉内精炼，氮气被吹入铝液后，形成许多细小的气泡，气泡在铝熔体中通过的过程中，氧化物夹杂被吸附在气泡的表面，氢不断吸入气泡中，随气泡上浮到熔体表面，氧化物夹杂停留在熔体表面，氢气逸出而进入大气中，从而有效地去除了铝液中的氧化物杂质和氢气，提高了铝液的品质。
附图说明
图1为本发明的整体工艺流程图；
图2为图1中的Ⅰ部放大图；
图3为图1中的Ⅱ部放大图；
图中：1-集灰箱，2-炒灰机，3-回气管，4-进气管，51-插板座，52-导向辊对，53-插板，54-气缸，61-电机，62-减速器，63-偏心轮，64-连杆，65-托辊，66-加料小车，67-导料溜槽，7-预热料仓，71-耐热层，72-废气夹套，73-第一保温层，74-清扫门，75-盖板，81-氮气罐，82-氮气管，83-螺套，84-短管，85-喷管座，86-喷管，9-混合炉，91-第二保温层，92-隔热层，93-耐火层，94-通道，95-出料溜槽，96-加料口，97-加料门，10-引风机，11-除尘装置，12-废气总管，13-废气支管，14-深井铸造装置，15-电磁搅拌器，16-斗式提升机。
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。
本发明提供了如图1-3所示的一种铝棒熔铸工艺，包括三个以下步骤：A、将原料装入预热料仓7进行预热；B、将预热后的原料由放料机构和加料机构加入混合炉9内进行熔炼；C、将铝液通过引流槽和分流盘引入深井铸造装置14铸造成铝棒；其特征在于每个步骤具体操作方法如下：
A、将原料装入预热料仓7进行预热：预热料仓7设置在混合炉9的加料口96的一侧，预热料仓7的下方设置有斗式提升机16，原料由斗式提升机16装入预热料仓7进行预热；预热料仓7的仓壁包括内中外三层，内层采用耐火混凝土浇注而成的耐热层71，耐热层71外部为双层钢板焊接成的废气夹套72，废气夹套72外部为采用硅酸铝毡针刺毯包裹而成的第一保温层73，废气夹套72的进口连接来自于混合炉9的废气总管12，废气夹套72的出口通过排气管经引风机10连接除尘装置11；预热料仓7的顶部设置有盖板75，盖板75一端开设有进料口，进料口连接斗式提升机16；
B、预热后的原料由放料机构和加料机构加入混合炉9内进行熔炼：放料机构设置在预热料仓7的底部，加料机构设置在放料机构与混合炉9的加料口96之间，混合炉9包括炉体，炉体由外至内包括炉壳、第二保温层91、隔热层92、耐火层93和炉膛，在炉体底部的耐火层93的中间设置有底部喷吹装置，在炉体底部的隔热层92与第二保温层91之间设置有通道94，通道94内安装有氮气管82，氮气管82一端连接底部喷吹装置，另一端伸出炉体外部连接氮气罐81；在炉体外部的底部设置有电磁搅拌器15，炉体加料口96处设置有加料门97，与加料门97相对的另一侧炉膛底部设置有出料溜槽95；
C、打开出料溜槽95，将精炼完成后的铝液通过引流槽和分流盘引入深井铸造装置14铸造成铝棒。
步骤B中放料机构包括设置在预热料仓7出料口四周的插板座51，插板座51的中部抽插式安装有插板53，插板53远离混合炉9的一端连接有气缸54，插板座51靠近气缸54的一侧设置有一组导向辊对52，插板53通过气缸54驱动由导向辊对52导向实现对预热料仓7出料口的开闭。
步骤B中加料机构包括设置在机架上的电机61和减速器62，减速器62的高速轴与电机61的输出轴连接，低速轴安装有偏心轮63，偏心轮63通过连杆64连接加料小车66，加料小车66通过托辊65倾斜设置在机架上，加料小车66靠近加料口96一侧铰接有导料溜槽67，加料时将导料溜槽67放下与加料口96接触，通过电机61驱动加料小车66在托辊65上来回运行将铝锭或废铝块加到混合炉9内。
步骤B中底部喷吹装置包括喷管座85，喷管座85的底板上设置有与其导通连接的短管84，短管84的外壁螺纹连接螺套83，螺套83的另一端与连接氮气管82，喷管座85的顶板均匀设置有若干喷孔，喷孔内插装有喷管86，喷管86呈放射状延伸至炉膛的内部。
喷管座85、短管84、喷管86以及氮气管82均采用铜管制成，喷管86的直径为：6～10mm，壁厚为：1～1.8mm，长度为：150～230mm。
在预热料仓7的下方还设置有炒灰机2，在炒灰机2的一侧通过进气管4连接废气总管12，废气总管12另一端通过废气支管13连接混合炉9，炒灰机2的另一侧设置有集灰箱1，集灰箱1的顶部设置有回气管3，回气管3的另一端连接排气管；炒灰机2的前侧设置有喂料口，炒灰机2的底部设置有铝液出口。
预热料仓7的废气夹套72底部设置有清扫门74。
步骤B中铝锭在混合炉9内升温熔融过程中，采用电磁搅拌器15进行搅拌，当炉料全部熔化完毕后，此时铝液温度控制在700～750℃，先在熔池内均匀撒上一层打渣剂，使铝渣分离，将铝水表面的浮渣清理干净，再加入金属添加剂和镁锭完全熔化后，再采用电磁搅拌器15搅拌30分钟后，静置10分钟，再打开氮气罐81上的阀门，将压力调至0.3～0.5MPa，通过底部喷吹装置向熔池内喷入氮气，使铝液沸腾20～25分钟后关闭氮气，静置15分钟后，将表面浮渣扒出后，打开出料溜槽95，将精炼完成后的铝液通过引流槽和分流盘引入深井铸造装置14铸造成铝棒。
本发明通过在混合炉9的加料口96处设置预热料仓7，将混合炉9产生的高温烟气引入到预热料仓7的废气夹套72内，将预热料仓7内的原料进行预热，一方面将高温烟气释放的热量利用起来，另一方面将原料升温，能够加快铝锭的熔解速度，节省能源和燃料；本发明又在混合炉9的底部设置有电磁搅拌器15，同时还在炉膛底部设置底部喷吹装置，铝锭熔融前期和造渣期采用电磁搅拌器15进行搅拌，后期采用氮气进行炉内精炼，氮气被吹入铝液后，形成许多细小的气泡，气泡在铝熔体中通过的过程中，氧化物夹杂被吸附在气泡的表面，氢不断吸入气泡中，随气泡上浮到熔体表面，氧化物夹杂停留在熔体表面，氢气逸出而进入大气中，从而有效地去除了铝液中的氧化物杂质和含氢量，提高了铝液的品质。本发明是一种能将高温烟气释放的热量利用起来对原料进行预热，节省能源和燃料，能有效地去除铝液中的夹杂和含氢量，提高铝液质量，高效、节能、环保的铝棒熔铸工艺。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种铝棒熔铸工艺，包括三个以下步骤：A、将原料装入预热料仓(7)内进行预热，B、将预热后的原料由放料机构和加料机构加入混合炉(9)内进行熔炼，C、将铝液通过引流槽和分流盘引入深井铸造装置(14)铸造成铝棒，其特征在于每个步骤具体操作方法如下：
A、将原料装入预热料仓(7)进行预热：预热料仓(7)设置在混合炉(9)的加料口(96)的一侧，预热料仓(7)的下方设置有斗式提升机(16)，原料由斗式提升机(16)装入预热料仓(7)进行预热；预热料仓(7)的仓壁包括内中外三层，内层采用耐火混凝土浇注而成的耐热层(71)，耐热层(71)外部为双层钢板焊接成的废气夹套(72)，废气夹套(72)外部为采用硅酸铝毡针刺毯包裹而成的第一保温层(73)，废气夹套(72)的进口连接来自于混合炉(9)的废气总管(12)，废气夹套(72)的出口通过排气管经引风机(10)连接除尘装置(11)；预热料仓(7)的顶部设置有盖板(75)，盖板(75)一端开设有进料口，进料口连接斗式提升机(16)；
B、预热后的原料由放料机构和加料机构加入混合炉(9)内进行熔炼：放料机构设置在预热料仓(7)的底部，加料机构设置在放料机构与混合炉(9)的加料口(96)之间，混合炉(9)包括炉体，炉体由外至内包括炉壳、第二保温层(91)、隔热层(92)、耐火层(93)和炉膛，在炉体底部的耐火层(93)的中间设置有底部喷吹装置，在炉体底部的隔热层(92)与第二保温层(91)之间设置有通道(94)，通道(94)内安装有氮气管(82)，氮气管(82)一端连接底部喷吹装置，另一端伸出炉体外部连接氮气罐(81)；在炉体外部的底部设置有电磁搅拌器(15)，炉体加料口(96)处设置有加料门(97)，与加料门(97)相对的另一侧炉膛底部设置有出料溜槽(95)；
C、打开出料溜槽(95)，将精炼完成后的铝液通过引流槽和分流盘引入深井铸造装置(14)铸造成铝棒。
2.根据权利要求1所述的一种铝棒熔铸工艺，其特征在于：步骤B中放料机构包括设置在预热料仓(7)出料口四周的插板座(51)，插板座(51)的中部抽插式安装有插板(53)，插板(53)远离混合炉(9)的一端连接有气缸(54)，插板座(51)靠近气缸(54)的一侧设置有一组导向辊对(52)，插板(53)通过气缸(54)驱动由导向辊对(52)导向实现对预热料仓(7)出料口的开闭。
3.根据权利要求1所述的一种铝棒熔铸工艺，其特征在于：步骤B中加料机构包括设置在机架上的电机(61)和减速器(62)，减速器(62)的高速轴与电机(61)的输出轴连接，低速轴安装有偏心轮(63)，偏心轮(63)通过连杆(64)连接加料小车(66)，加料小车(66)通过托辊(65)倾斜设置在机架上，加料小车(66)靠近加料口(96)一侧铰接有导料溜槽(67)，加料时将导料溜槽(67)放下与加料口(96)接触，通过电机(61)驱动加料小车(66)在托辊(65)上来回运行将铝锭或废铝块加到混合炉(9)内。
4.根据权利要求1所述的一种铝棒熔铸工艺，其特征在于：步骤B中底部喷吹装置包括喷管座(85)，喷管座(85)的底板上设置有与其导通连接的短管(84)，短管(84)的外壁螺纹连接螺套(83)，螺套(83)的另一端与连接氮气管(82)，喷管座(85)的顶板均匀设置有若干喷孔，喷孔内插装有喷管(86)，喷管(86)呈放射状延伸至炉膛的内部。
5.根据权利要求4所述的一种铝棒熔铸工艺，其特征在于：喷管座(85)、短管(84)、喷管(86)以及氮气管(82)均采用铜管制成，喷管(86)的直径为：6～10mm，壁厚为：1～1.8mm，长度为：150～230mm。
6.根据权利要求1所述的一种铝棒熔铸工艺，其特征在于：在预热料仓(7)的下方还设置有炒灰机(2)，在炒灰机(2)的一侧通过进气管(4)连接废气总管(12)，废气总管(12)另一端通过废气支管(13)连接混合炉(9)，炒灰机(2)的另一侧设置有集灰箱(1)，集灰箱(1)的顶部设置有回气管(3)，回气管(3)的另一端连接排气管；炒灰机(2)的前侧设置有喂料口，炒灰机(2)的底部设置有铝液出口。
7.根据权利要求1所述的一种铝棒熔铸工艺，其特征在于：预热料仓(7)的废气夹套(72)底部设置有清扫门(74)。
8.根据权利要求1所述的一种铝棒熔铸工艺，其特征在于：步骤B中铝锭在混合炉(9)内升温熔融过程中，采用电磁搅拌器(15)进行搅拌，当炉料全部熔化完毕后，此时铝液温度控制在700～750℃，先在熔池内均匀撒上一层打渣剂，使铝渣分离，将铝水表面的浮渣清理干净，再加入金属添加剂和镁锭完全熔化后，再采用电磁搅拌器(15)搅拌30分钟后，静置10分钟，再打开氮气罐(81)上的阀门，将压力调至0.3～0.5MPa，通过底部喷吹装置向熔池内喷入氮气，使铝液沸腾20～25分钟后关闭氮气，静置15分钟后，将表面浮渣扒出后，打开出料溜槽(95)，将精炼完成后的铝液通过引流槽和分流盘引入深井铸造装置(14)铸造成铝棒。
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