CN113566587A - 余热利用型炉渣清理熔炼装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及金属熔炼制备领域，具体涉及余热利用型炉渣清理熔炼装置，包括储液罐、第一出料通道、脱渣炉、搅拌机构、第二出料通道和第三出料通道；在脱渣炉上设置搅拌机构，搅拌机构包括第一搅拌件、第二搅拌件、第一承载架和变速箱，第一搅拌件包括第一搅拌轴和第一搅拌叶，第二搅拌件包括第二搅拌轴和第二搅拌叶，第二搅拌轴与第一承载架转动连接；在脱渣炉的上部设置侧壁开口，第三出料通道的进料端与脱渣炉的底部连通，第二出料通道的进料端与脱渣炉的上部通过侧壁开口连通；沿竖直方向，第二搅拌叶的上部不低于侧壁开口的最低点，且第二搅拌叶的下部不高于侧壁开口的最低点。实现连续自动精炼除渣，降低劳动强度，提升作业效率。

Description

余热利用型炉渣清理熔炼装置

技术领域

本发明涉及金属熔炼制备领域，具体涉及余热利用型炉渣清理熔炼装置的结构技术领域。

背景技术

在铝合金熔炼过程中，将铝锭、铝矿通过高温熔融成液体后，还需要对熔融液进行精炼、除气、除杂除渣作业。

目前，大多数除渣作业通过单炉进行除气、精炼除渣作业，最后有人工进行扒渣作业，虽然可以降低烧损，但是对于铝合金加工连续、高产作业效率具有一定的限制；且往往单炉除气、精炼除渣需要多人配合作业，造成了人工成本的增加。

且在铝合金熔炼过程中，从熔炼炉中产生的烟气温度高度600摄氏度以上，含有大量的热量，如不加利用会造成能耗的损失。

发明内容

本发明的目的在于提供余热利用型炉渣清理熔炼装置，利用离心叶片将漂浮起来的渣灰进行收集排出，且可以实现连续自动精炼除渣，无需过多人力干预，降低劳动强度，提升作业效率。

为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案：

余热利用型炉渣清理熔炼装置，包括储液罐、第一出料通道、脱渣炉、搅拌机构、第二出料通道、第三出料通道和烟气收集管道；多个熔炼炉的出料端分别与储液罐连通；第一出料通道的进料端与储液罐的出料端连通，第一出料通道的出料端与脱渣炉的进料端连通；在脱渣炉上设置搅拌机构，搅拌机构包括第一搅拌件、第二搅拌件、第一承载架和变速箱，第一搅拌件包括第一搅拌轴和第一搅拌叶，第二搅拌件包括第二搅拌轴和第二搅拌叶，第二搅拌轴与第一承载架转动连接，在第二搅拌轴底部的外侧壁上设置第二搅拌叶，第一搅拌轴贯穿第二搅拌轴内，并与其转动连接，且第一搅拌轴与第二搅拌轴同轴设置，在第一搅拌轴的底部设置第一搅拌叶；在第一承载架上设置变速箱，变速箱与第二搅拌轴传动连接；第二搅拌叶的远端靠近脱渣炉的内壁；在脱渣炉的上部设置侧壁开口，第三出料通道的进料端与脱渣炉的底部连通，第二出料通道的进料端与脱渣炉的上部通过侧壁开口连通；沿竖直方向，第二搅拌叶的上部不低于侧壁开口的最低点，且第二搅拌叶的下部不高于侧壁开口的最低点；烟气收集管道的进气端分别与多个熔炼炉的排烟通道连通，并在连通处分别设置单向阀；烟气收集管道的出气端靠近第二出料通道和侧壁开口；在脱渣炉的上方设置收尘罩；收尘罩与烟气回收管道的进气端连通，烟气回收管道的出气端与预热箱连通。

进一步地，在所述第二出料通道靠近脱渣炉的一端内部设置斜坡面，沿远离脱渣炉内部的方向，斜坡面的高度逐渐增大。

进一步地，所述第二搅拌叶包括离心叶片和凹形板，在第二转轴外侧壁上对称设置多个离心叶片，在离心叶片的上部设置凹形板，凹形板的凹面沿离心叶片的转动方向设置。

进一步地，所述凹形板的上部高于斜坡面的高度。

进一步地，在所述烟气收集管道的出气端指向且靠近斜坡面，且烟气收集管道的出气端指向第一转轴。

进一步地，在所述第三出料通道与脱渣炉连通处设置篦板。

进一步地，在第一出料通道出料端的上方设置除渣剂加料机构，除渣剂加料机构包括定量喂料件和导料件，在定量喂料件的下方设置导料件，导料件的上部进料端与定量喂料件的出料端连通，导料件的底部出料端伸入第一出料通道内或位于脱渣炉的上方。

进一步地，所述第一出料通道与脱渣炉连通处的位置低于侧壁开口的高度。

与现有技术相比，本发明至少能达到以下有益效果之一：

1、利用离心叶片将漂浮起来的渣灰进行收集排出，且可以实现连续自动精炼除渣，无需过多人力干预，降低劳动强度，提升作业效率。

2、设置斜坡面，减少了铝液的损耗。

3、设置凹形板，提升了扒渣效果。

4、设置余热利用机构，提升能量的利用率，同时减少脱渣炉热量损失。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的另一视角的示意图。

图3为本发明中第二搅拌件的一种实施例的结构示意图。

图4为本发明中第二搅拌件和侧壁开口的另一视角的结构示意图。

图5为本发明的另一种实施方式的结构示意图。

图中：1-储液罐；21-第一出料通道；22-第二出料通道；23-第三出料通道；3-脱渣炉；31-侧壁开口；32-篦板；33-收尘罩；4-搅拌机构；41-第一搅拌件；411-第一搅拌轴；412-第一搅拌叶；42-第二搅拌件；421-第二搅拌轴；422-第二搅拌叶；4221-离心叶片；43-第一承载架；44-变速箱；4222-凹形板；7-除渣剂加料机构、71-定量喂料件；72-导料件；73-第二承载架；81-烟气收集管道；82-烟气回收管道；83-单向阀；9-熔炼炉；91-预热箱；911-预热箱加料阀门；100-铝溶液。

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。

实施例1：

如图1-图4所示，余热利用型炉渣清理熔炼装置，包括储液罐1、第一出料通道21、脱渣炉3、搅拌机构4、第二出料通道22、第三出料通道23和除渣剂加料机构7；多个熔炼炉9的出料端分别与储液罐1连通；第一出料通道21的进料端与储液罐1的出料端连通，第一出料通道21的出料端与脱渣炉3的进料端连通；在脱渣炉3上设置搅拌机构4，搅拌机构4包括第一搅拌件41、第二搅拌件42、第一承载架43和变速箱44，第一搅拌件41包括第一搅拌轴411和第一搅拌叶412，第二搅拌件42包括第二搅拌轴421和第二搅拌叶422，第二搅拌轴421与第一承载架43转动连接，在第二搅拌轴421底部的外侧壁上设置第二搅拌叶422，第一搅拌轴411贯穿第二搅拌轴421内，并与其转动连接，且第一搅拌轴411与第二搅拌轴421同轴设置，在第一搅拌轴411的底部设置第一搅拌叶412；在第一承载架43上设置变速箱44，变速箱44与第二搅拌轴421传动连接；第二搅拌叶422的远端靠近脱渣炉3的内壁；在脱渣炉3的上部设置侧壁开口31，第三出料通道23的进料端与脱渣炉3的底部连通，第二出料通道22的进料端与脱渣炉3的上部通过侧壁开口31连通；沿竖直方向，第二搅拌叶422的上部不低于侧壁开口31的最低点，且第二搅拌叶422的下部不高于侧壁开口31的最低点。

工作时，储液罐1内保证合适的储液量，并通过第一出料通道21持续向脱渣炉3内进行给料；并持续向脱渣炉3内添加精炼剂/除渣剂，驱动电机带动变速箱44工作，变速箱44分别（通过伞齿传动）带动第一搅拌轴411进行快速转动、第二搅拌轴421进行缓慢转动（或者通过设置两个变速箱进行分别传动实现差速转动），第一搅拌轴411和第一搅拌叶412进行快速转动，对脱渣炉3内的熔液进行快速搅拌，提升精炼/除渣效果；形成的渣灰会通过浮力漂浮至铝液表面；第二搅拌轴421和第二搅拌叶422进行慢速转动，将位于铝液表面上的浮渣，打至外侧（靠近脱渣炉3的内壁附近），并通过第二搅拌叶422的持续拨扒，将尽可能多的浮渣通过侧壁开口31打至第二出料通道22内，排出，实现连续除渣作业；优选的，为了保证浮渣能及时排出，脱渣炉3内的铝液需尽可能地保持一定的液位，可以通过在第三出料通道23处设置闸板进行调节出料量，以及配合调节脱渣炉3的进料量进行控制，使得脱渣炉3内的熔液液位基本保持不变，以提升连续除渣作业效率和效果。

优选的，第一搅拌轴411为空心转轴，并设置除气通道（铝合金熔液除气搅拌轴为现有技术，不在此进行赘述），用于对脱渣炉3内的熔液进行除气处理，节约处理工序，提升作业效率。

优选的，当第二搅拌叶422的下部不高于侧壁开口31的最低点时，使得第二搅拌叶422的底部部分浸没在铝熔液内，在转动时，可以提升对浮渣的拨扒排出效果，但会破坏铝熔液表面的保护膜，而造成造成烧损增加；另一种实施方式为：第二搅拌叶422的下部高于侧壁开口31的最低点，此时，可以使得，第二搅拌叶422的底部尽可能地减少与铝熔液表面的接触，而接触浮渣（浮渣的高度高于铝熔液表面高度一定距离），使得第二搅拌叶422减少对铝熔液表面保护膜的破坏，但会造成扒渣效率的降低，浮渣不能及时高效地排出。因此，可以根据作业效率及后续铝灰处理工序选择两种方式中的一种作为本专利申请的实施方案。

在第一出料通道21出料端的上方设置除渣剂加料机构7，除渣剂加料机构7包括定量喂料件71和导料件72，在定量喂料件71的下方设置导料件72，导料件72的上部进料端与定量喂料件71的出料端连通，导料件72的底部出料端伸入第一出料通道21内或位于脱渣炉3的上方。

在此基础上，进一步优化了除渣剂/精炼剂自动定量添加结构，定量喂料件71可以为带称重传感器的定量放料部件，也可以为星型卸料阀式定量给料部件，用于根据铝溶液的进料量定量添加除渣剂，实现除渣剂的定量自动给料；优选的，导料件72为耐高温材料制成，用于将除渣剂粉末送入脱渣炉1内。

考虑到铝溶液表面的保护膜，将导料件72的出料口伸入第一出料通道21内的铝溶液内，使得加料过程中，减少对保护膜的损伤，减少烧损量。

优选的，在定量喂料件71上设置振动器，进行微震作业，提高给料的稳定性。

烟气收集管道81的进气端分别与多个熔炼炉9的排烟通道连通，并在连通处分别设置单向阀；烟气收集管道81的出气端靠近第二出料通道22和侧壁开口31；在脱渣炉3的上方设置收尘罩33；收尘罩33与烟气回收管道82的进气端连通，烟气回收管道82的出气端与预热箱91连通

在此基础上，考虑到熔炼炉所排放的烟气中含有大量的热量，而铝溶液在进行除渣时会造成热量的损失，因此可以将熔炼炉中的烟气引入到脱渣炉3的上方，进行放热后，再通过收尘罩进行回后，送入原料预热箱91内，对预热箱91内的物料进行熔炼前的预热作业（预热箱加料阀门911处于关闭状态进行预热），经过原料吸收过热量后的烟气再通过烟尘处理系统进行处理排放。

优选的，烟气收集排放过程中需要使用必要的动力输送部件，图中未示出。

优选的，本专利申请旨在解决连续生产过程中的铝合金熔液精炼除气除渣作业效率问题，因此需要保证储液罐1内有足够充足的物料，且对于采用搅拌叶片进行扒渣导致的烧损增加问题，可以通过设置对收集后的渣灰进行“铝灰处理”再回收进行解决。

优选的，根据作业环境，可以对脱渣炉3内设置保温、加热件（现有技术即可实现）。

实施例2：

如图1-图4所示，对于上述实施例，本实施例优化了第二出料通道结构。

本余热利用型炉渣清理熔炼装置中在所述第二出料通道22靠近脱渣炉3的一端内部设置斜坡面221，沿远离脱渣炉3内部的方向，斜坡面221的高度逐渐增大。通过设置斜坡面221，当浮渣携带铝熔液进入斜坡面221时，由于斜坡面的倾斜角度，使得铝熔液会回流至脱渣炉3内，减少扒渣过程中铝的消耗，大大节约成本（在连续作业过程中，脱渣炉的内壁及侧壁开口31处的温度均相对较高，为铝熔液的回流提供了高温环境支持）。

实施例3：

如图1-图4所示，对于上述实施例，本实施例优化了第二搅拌叶结构。

本余热利用型炉渣清理熔炼装置中在第二搅拌叶422包括离心叶片4221和凹形板4222，在第二转轴421外侧壁上对称设置多个离心叶片4221，在离心叶片4221的上部设置凹形板4222，凹形板54的凹面沿离心叶片4221的转动方向设置。离心叶片4221利于通过旋转产生的离心力将浮渣打至脱渣炉3的内壁处，设置凹形板4222，可以提升第二搅拌叶422在转动过程中所“收集”到的浮渣的量，且可以减少浮渣过多，从离心叶片4221的顶部漏掉，提升了扒渣效果。

实施例4：

如图1-图4所示，对于上述实施例，本实施例优化了第二搅拌叶结构。

本余热利用型炉渣清理熔炼装置中凹形板4222的上部高于斜坡面221的高度。凹形板4222的高度高于斜坡面221的高度，实现将铝渣挤压通过斜坡面221，完成排出作业。

优选的，沿第二转轴421的转动方向，侧壁开口31呈倾斜向上设置，倾斜设置的侧壁开口31，可以增加第二搅拌叶422转动过程中与侧壁开口的“接触”时间，即提升单次打入侧壁开口31内的铝渣量，从而提升了扒渣效率。

实施例5：

如图1-图5所示，对于上述实施例，本实施例优化了铝液回收结构。

本余热利用型炉渣清理熔炼装置中在所述烟气收集管道81的出气端指向且靠近斜坡面221，且烟气收集管道81的出气端指向第一转轴411，将高温烟气直接对着斜坡面221进行吹扫，可以将铝渣中携带的铝液进行加热，提升铝液的回流回收量，吹出的烟气顺势进入脱渣炉3内（由于收尘罩33的作用使得脱渣炉3的上方处于相对负压状态），无需再使用天然气进行加热，提升了能量的利用率。

实施例6：

如图1-图4所示，对于上述实施例，本实施例优化了过滤结构。

本余热利用型炉渣清理熔炼装置中在所述第三出料通道23与脱渣炉3连通处设置篦板32。设置篦板32，减少铝渣通过旋流形成的压力进入第三出料通道23内，而影响除渣效果。

优选的，也可以通过设置篦板32的通过量，来调节脱渣炉3的排出量。

实施例7：

如图1-图5所示，对于上述实施例，本实施例优化了过滤结构。

本余热利用型炉渣清理熔炼装置中所述第一出料通道21与脱渣炉3连通处的位置低于侧壁开口31的高度。如图5中所示，将第一出料通道21与脱渣炉3的连通处，即脱渣炉3的进料端位于铝溶液的液面下，使得第一出料通道21内的铝溶液减少与空气中氧气的接触机会，且可以提升脱渣炉3内熔液表面的稳定性；且可以减少，由上方加料时，将铝溶液浇在浮渣上，而造成损耗的增加，提升了本装置的使用效果。

尽管这里参照本发明的多个解释性实施例对本发明进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本申请公开、附图和权利要求的范围内，可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变形和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。

Claims (8)

1.余热利用型炉渣清理熔炼装置，其特征在于：包括熔炼炉（9）、储液罐（1）、第一出料通道（21）、脱渣炉（3）、搅拌机构（4）、第二出料通道（22）、第三出料通道（23）和烟气收集管道（81）；多个熔炼炉（9）的出料端分别与储液罐（1）连通；第一出料通道（21）的进料端与储液罐（1）的出料端连通，第一出料通道（21）的出料端与脱渣炉（3）的进料端连通；在脱渣炉（3）上设置搅拌机构（4），搅拌机构（4）包括第一搅拌件（41）、第二搅拌件（42）、第一承载架（43）和变速箱（44），第一搅拌件（41）包括第一搅拌轴（411）和第一搅拌叶（412），第二搅拌件（42）包括第二搅拌轴（421）和第二搅拌叶（422），第二搅拌轴（421）与第一承载架（43）转动连接，在第二搅拌轴（421）底部的外侧壁上设置第二搅拌叶（422），第一搅拌轴（411）贯穿第二搅拌轴（421）内，并与其转动连接，且第一搅拌轴（411）与第二搅拌轴（421）同轴设置，在第一搅拌轴（411）的底部设置第一搅拌叶（412）；在第一承载架（43）上设置变速箱（44），变速箱（44）与第二搅拌轴（421）传动连接；第二搅拌叶（422）的远端靠近脱渣炉（3）的内壁；在脱渣炉（3）的上部设置侧壁开口（31），第三出料通道（23）的进料端与脱渣炉（3）的底部连通，第二出料通道（22）的进料端与脱渣炉（3）的上部通过侧壁开口（31）连通；沿竖直方向，第二搅拌叶（422）的上部不低于侧壁开口（31）的最低点，且第二搅拌叶（422）的下部不高于侧壁开口（31）的最低点；烟气收集管道（81）的进气端分别与多个熔炼炉（9）的排烟通道连通，并在连通处分别设置单向阀；烟气收集管道（81）的出气端靠近第二出料通道（22）和侧壁开口（31）；在脱渣炉（3）的上方设置收尘罩（33）；收尘罩（33）与烟气回收管道（82）的进气端连通，烟气回收管道（82）的出气端与预热箱（91）连通。

2.根据权利要求1所述的余热利用型炉渣清理熔炼装置，其特征在于：在所述第二出料通道（22）靠近脱渣炉（3）的一端内部设置斜坡面（221），沿远离脱渣炉（3）内部的方向，斜坡面（221）的高度逐渐增大。

3.根据权利要求1所述的余热利用型炉渣清理熔炼装置，其特征在于：所述第二搅拌叶（422）包括离心叶片（4221）和凹形板（4222），在第二转轴（421）外侧壁上对称设置多个离心叶片（4221），在离心叶片（4221）的上部设置凹形板（4222），凹形板（54）的凹面沿离心叶片（4221）的转动方向设置。

4.根据权利要求3所述的余热利用型炉渣清理熔炼装置，其特征在于：所述凹形板（4222）的上部高于斜坡面（221）的高度。

5.根据权利要求2所述的余热利用型炉渣清理熔炼装置，其特征在于：在所述烟气收集管道（81）的出气端指向且靠近斜坡面（221），且烟气收集管道（81）的出气端指向第一转轴（411）。

6.根据权利要求1所述的余热利用型炉渣清理熔炼装置，其特征在于：在所述第三出料通道（23）与脱渣炉（3）连通处设置篦板（32）。

7.根据权利要求1所述的余热利用型炉渣清理熔炼装置，其特征在于：在第一出料通道（21）出料端的上方设置除渣剂加料机构（7），除渣剂加料机构（7）包括定量喂料件（71）和导料件（72），在定量喂料件（71）的下方设置导料件（72），导料件（72）的上部进料端与定量喂料件（71）的出料端连通，导料件（72）的底部出料端伸入第一出料通道（21）内或位于脱渣炉（3）的上方。

8.根据权利要求7所述的余热利用型炉渣清理熔炼装置，其特征在于：所述第一出料通道（21）与脱渣炉（3）连通处的位置低于侧壁开口（31）的高度。

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