CN115235242B - 一种铝熔炼双室炉除渣平台防熔渣及铝液渗透方法 - Google Patents

Abstract

一种铝熔炼双室炉除渣平台防熔渣及铝液渗透方法,属于再生铝加工过程的热工设备铝熔炼双室炉领域。平台底钢结构的侧部与护板立垫板连接，纳米隔热板上与隔热伸缩填充物连接，护板立垫板与隔热伸缩填充物的顶部与护板下垫板连接，护板下垫板有溢流孔，护板下垫板上与第二阻挡板、炉口护板及隔热伸缩填充物连接，炉口护板的里面与耐火衬浇注料除渣平台工作层之间有膨胀缝，第二阻挡板的一侧与隔热伸缩填充物连接，第一阻挡板与炉口护板的中部连接。本发明用于除渣平台的制作，以解决熔铝双室炉除渣平台渗铝严重的现象，封堵炉口除渣平台处熔渣及铝液渗往平台底部乃至整个炉底部的路径，使炉口处钢结构及炉底部因体积膨胀而起拱损坏等问题得以解决。

Description

一种铝熔炼双室炉除渣平台防熔渣及铝液渗透方法

技术领域

本发明属于再生铝加工过程的热工设备铝熔炼双室炉领域,涉及一种铝熔炼双室炉除渣平台防熔渣及铝液渗透方法。

背景技术

铝熔炼双室炉是铝加工业中特别是再生铝加工的一个重要热工设备，它主要是将废旧的铝箔、铝屑等烧损较大的金属铝材在高温下熔融同时进行合金化调整，最后达到废铝回收的一种高温处理设备。该设备能否长效安全稳定的运行，关系到铝型材加工企业产品的质量和经济效益。铝熔炼双室炉工作时，由于再生铝冶炼过程中，会产生许多的熔融废渣，为了去除铝液中的熔融废渣，需要不断的将熔融废渣清除至炉口除渣平台后及时清理到炉外。在这个除渣过程中，存放在除渣平台上的熔融废渣以及夹杂在其中的铝液，通过双室炉除渣平台炉口护板钢结构与耐火衬里的夹缝会先渗入到耐火衬里，再继续扩展渗入到双室炉炉底。久而久之，其一，造成除渣平台处的钢结构严重变形，炉门无法闭合；其二，熔融废渣及铝液渗透到耐火衬里与耐火材料产生反应后体积膨大，最终导致整个除渣平台及炉底起拱而损坏，使整个设备无法使用。这一现象长期困绕着铝熔炼双室炉操作人员及维修技术人员。

发明内容

为了克服现有技术的不足,本发明提供一种铝熔炼双室炉除渣平台防熔渣及铝液渗透方法,主要用于解决铝熔炼双室炉中的高温熔渣及铝液渗透进入铝熔炼双室炉除渣平台耐火材料衬里，破坏炉口钢结构及除渣平台耐火材料工作衬，造成热工设备无法正常工作的问题。

一种铝熔炼双室炉除渣平台，平台底钢结构的侧部与护板立垫板连接，平台底钢结构上连接纳米隔热板，纳米隔热板上连接浇注料保温层，浇注料保温层上连接浇注料防渗层，浇注料防渗层上连接耐火衬浇注料除渣平台工作层，耐火衬浇注料除渣平台工作层的表面为除渣平台表面，纳米隔热板上与隔热伸缩填充物连接，护板立垫板与隔热伸缩填充物贴合连接，护板立垫板与隔热伸缩填充物的顶部与护板下垫板连接，护板下垫板有溢流孔，护板下垫板上与第二阻挡板、炉口护板及隔热伸缩填充物连接，炉口护板的里面与耐火衬浇注料除渣平台工作层之间有膨胀缝，第二阻挡板的一侧与隔热伸缩填充物连接，第一阻挡板与炉口护板的中部连接。

一种防熔渣及铝液渗透方法,含有缓慢干燥方法、五阶梯式烘炉方法，含有以下步骤：

第二阻挡板、第一阻挡板及溢流孔的结构与炉口护板、护板下垫板组合形成了一个阻挡堰及溢流口结构，阻挡、溢出部分熔渣和铝液，防止熔渣及铝液通过保温层的孔隙向除渣平台深处及炉底进一步的渗入，工作层浇注料与固定于炉口护板上的第一阻挡板、第二阻挡板的阻挡作用防止熔渣及铝液的侵入，同时溢流孔的设置对多余的高温流体的排出，完全阻挡了熔渣铝液向炉底部的渗入。

缓慢干燥方法含有以下步骤：

步骤1、浇注完毕后立即在表面覆盖一层塑料薄膜，防止表面水分过快流失而造成的表面开裂，控制环境温度在5～35℃。

步骤2、浇注完24小时后方拆去模具，清除表面覆盖的塑料薄膜，立即喷洒20-35℃的清洁水后立即给表面继续覆盖一层塑料薄膜。

步骤3、继续在环境温度5～35℃的条件下自然养护至72小时，然后清除表面覆盖的塑料薄膜，自然干燥24小时。

五阶梯式烘炉方法含有以下步骤：

阶梯一步骤：温度范围为常温-110℃，升温速度5℃/小时，累计时间20小时，温度范围为110℃保温，升温速度0，保温72h，累计时间92小时。

阶梯二步骤：温度范围为110℃-350℃，升温速度5℃/小时，累计时间140小时，温度范围为350℃保温，升温速度0，保温60h，累计时间200小时。

阶梯三步骤：温度范围为350℃-650℃，升温速度5℃/小时，累计时间260小时，温度范围为650℃保温，升温速度0，保温24h，累计时间284小时。

阶梯四步骤：温度范围为650℃-800℃，升温速度10℃/小时，累计时间299小时，温度范围为800℃保温，升温速度0，保温12h，累计时间311小时。

阶梯五步骤：温度范围为800℃-1000℃，升温速度10℃/小时，累计时间331小时，温度范围为1000℃保温，升温速度0，保温4h，累计时间335小时。

实现浇注衬体升温均匀，避免因挥发物急速排除引起的热应力太高，使浇注衬体开裂甚至爆裂。

本发明的优点是:经过实践证明，结构技术可靠，行之有效。本发明用于除渣平台的制作，以解决熔铝双室炉除渣平台渗铝严重的现象，封堵炉口除渣平台处熔渣及铝液渗往平台底部乃至整个炉底部的路径，使炉口处钢结构及炉底部因体积膨胀而起拱损坏等问题得以解决。由于本发明构思巧妙使双室炉除渣平台的整体结构合理，平台浇注体不容易断裂脱落，可保证除渣平台及钢结构长期的工作。

附图说明

当结合附图考虑时，通过参照下面的详细描述，能够更完整更好地理解本发明以及容易得知其中许多伴随的优点，但此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定，如图其中：

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的增强的锚固钩结构示意图。

图3为本发明的增强的锚固钩侧面结构示意图。

除渣平台表面1、除渣平台耐火衬里膨胀缝2、锚固钩3、第二阻挡板4、膨胀缝5、炉口护板6、第一阻挡板7、护板下垫板8、溢流孔9、隔热伸缩填充物10、护板立垫板11、耐火衬浇注料除渣平台工作层12、浇注料防渗层13、浇注料保温层14、纳米隔热板15、平台底钢结构16、膨胀帽17、耐热圆钢18、耐热扁钢19。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

显然，本领域技术人员基于本发明的宗旨所做的许多修改和变化属于本发明的保护范围。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当称元件、组件被“连接”到另一元件、组件时，它可以直接连接到其他元件或者组件，或者也可以存在中间元件或者组件。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。

除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，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(焊接、铆接及螺栓连接)，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间器件间接相连，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，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。

为便于对实施例的理解，下面将结合做进一步的解释说明，且各个实施例并不构成对本发明的限定。

实施例1：如图1、图2及图3所示，针对现有除渣平台结构及施工技术存在的不足，提出了一种新式结构及施工方式，包括：防止熔融废渣及铝液渗透的阻挡板结构及设置，除渣平台耐火衬里浇注注意事项，除渣平台与炉口护板间以及除渣平台耐火衬里膨胀缝的留设，隔热伸缩填充物的选择，防止熔融废渣及铝液继续渗透的溢流孔的设置，平台耐火衬里增强锚固钩的制作方式及要求，耐火衬里浇注后的干燥与烘烤方法。

一种铝熔炼双室炉除渣平台，平台底钢结构16上连接纳米隔热板15，纳米隔热板15上连接浇注料保温层14，浇注料保温层14上连接浇注料防渗层13，浇注料防渗层13上连接耐火衬浇注料除渣平台工作层12，耐火衬浇注料除渣平台工作层12的表面为除渣平台表面1，耐火衬浇注料除渣平台工作层12中有除渣平台耐火衬里膨胀缝2，锚固钩3的底部连接平台底钢结构16，锚固钩3的耐热扁钢19连接耐热圆钢18，耐热圆钢18的顶部连接膨胀帽17，2个耐热圆钢18的底部与耐热扁钢19形成敞开角连接，平台底钢结构16的侧部与护板立垫板11连接，纳米隔热板15上与隔热伸缩填充物10连接，护板立垫板11与隔热伸缩填充物10贴合连接，护板立垫板11与隔热伸缩填充物10的顶部与护板下垫板8连接，护板下垫板8有溢流孔9，护板下垫板8上与第二阻挡板4、炉口护板6及隔热伸缩填充物10连接，炉口护板6的里面与耐火衬浇注料除渣平台工作层12之间有膨胀缝5，第二阻挡板4的一侧与隔热伸缩填充物10连接，第一阻挡板7与炉口护板6的中部连接。

实施例2：如图1、图2及图3所示，一种铝熔炼双室炉除渣平台，包括：防止熔融废渣及铝液渗透的第一阻挡板7和第二阻挡板4的结构及位置的设计；耐火衬浇注料除渣平台工作层12的浇注方式与注意事项；除渣平台耐火衬里膨胀缝2以及除渣平台与炉口护板间的膨胀缝5的预留及膨胀缝填充物的选择；隔热伸缩填充物10的选择；防止熔融废渣及铝液继续渗透的溢流孔9的设置；平台耐火衬里的增强锚固钩3的制作方式及要求；耐火衬里(包含耐火衬浇注料除渣平台工作层12、浇注料防渗层13及浇注料保温层14)浇注后的干燥与烘烤方法。

一种铝熔炼防熔渣铝液渗透方法,含有以下步骤：通过铝熔炼双室炉炉口护板6与耐火衬浇注料除渣平台工作层12间的膨胀缝5的熔融废渣及铝液经第一阻挡板7初步的阻挡使其不易向炉底渗入；由于铝熔炼双室炉是连续运行的高温设备，熔融废渣和铝液会不断的通过膨胀缝5渗入，如果渗漏太多，第一阻挡板7未能完全挡住时，会继续下渗。为了阻止这一现象的发生，在护板下垫板8的炉内端位置设置第二阻挡板4，再在护板下垫板8的合理位置处设置溢流孔9将第二阻挡板与护板下垫板8、炉口护板6间渗入较多的已储存的熔融废渣和铝液排出一部分；或当被第一阻挡板7未能完全阻挡或溢流孔9没有完全排出的继续下渗的熔融废渣和铝液，会在遇到第二阻挡板4区域形成阻挡堰阻挡，达到一定数量时，再经由溢流孔9流出炉外，这样就防止了渗入较多的熔融废渣和铝液因积多冷凝占用空间而引起的膨胀对除渣平台的炉衬或对炉门框的破坏，起到了对除渣平台的保护作用，从而达到延长其使用寿命的目的。

在耐火衬浇注料除渣平台工作层12中设置合理的除渣平台耐火衬里膨胀缝2，膨胀缝填充物选用厚度为3mm氧化锆质纤维，利用氧化锆对溶渣及铝液润湿能力差的特点防止熔渣及铝液向炉底渗入；除渣平台耐火衬里膨胀缝2的设置目的是防止耐火衬浇注料除渣平台工作层12在高温条件下体积膨胀导致炉口护板6、护板下垫版8及护板立垫板11变形损坏。因工作层浇注料以下的区域，即浇注料防渗层13、浇注料保温层14及纳米隔热板15温度较低，这些材料的热膨胀系数小，不留取膨胀缝，同时也防止铝液及熔渣在多孔结构的保温层材料中容易形成连续体，在冷却凝固时引起体积膨胀。

在耐火衬浇注料除渣平台工作层12的衬体内设置增强的锚固钩3(图2及图3)，该锚固钩3与常规锚固钩不同，使用直径为14mm的310s耐热圆钢与厚度8mm，宽度为30mm的310s耐热扁钢组装而成，锚固钩3的顶部设置有PVC材质的膨胀帽。增强锚固钩3穿过浇注料保温层14和纳米隔热板15与平台底钢结构16焊接在一起，当熔融废渣和铝液渗入耐火衬浇注料除渣平台工作层12时造成体积膨胀时能起到锚固拽拉作用，防止除渣平台表面1起拱。

为了消除整个除渣平台的体积膨胀，在护板立垫板11的内侧和护板下垫板8的上部铺设厚度为50mm的隔热伸缩填充物10，填充物为硅酸铝陶瓷纤维材质做成，目的是防止该处结构温度下降较快外部钢结构对浇注体造成较大的应力使浇注体受损，同时使已渗入的熔渣处于易流动态，对应力起到缓冲作用，防止反力对钢结构造成较大的推力。

耐火衬浇注料除渣平台工作层12、浇注料防渗层13及浇注料保温层14浇注施工时，采取两振并行推进法，即：棒振在前、板振跟后的振动操作方法，两种振动过程要严格控制，振动时间，使浇注衬体中的气体较好的排除，以达到浇注体振实、振密的效果。

浇注操作完成后按照以下方法养护干燥及烘烤、浇注后首先进行养护干燥：

步骤1、浇注完毕后立即在表面覆盖一层塑料薄膜，防止表面水分过快流失，控制环境温度在5～35℃。

步骤2、浇注完24小时后方可拆去模具，清除表面覆盖的塑料薄膜，立即喷洒20-35℃的清洁水后立即给表面继续覆盖一层塑料薄膜。

步骤3、继续在环境温度5～35℃的条件下自然养护至72小时。然后清除表面覆盖的塑料薄膜，自然干燥24小时。

步骤4、然后按表1所示参数对炉体进行热烘烤。

表1双室炉热烘烤制度

除渣平台整体浇注料的干燥、烘烤是为了将浇注料在施工过程中添加的水份缓慢的排除。干燥过程采取自然干燥法，其方法是在自然燥期间关闭炉门，这时浇注衬体处在一个相对封闭环境，浇注料中的水份在浓度梯度的作用下会均匀分布到浇注料各部的，通过水份扩散与空气的接触面将其排出，这个过程也是浇注料中水化凝聚物充分水化获得高强度的过程，有利于炉体浇注体材料的性能提高。

五阶梯烘烤方法是根据浇注料层区内在不同材质不同厚度的情况下，会形成一定的温差有利于水份排除的基本原理而实施的。

烘烤初期衬体内的水份缓慢排除，以防止浇注料层表出现裂纹，不利于抵抗熔渣及铝液的渗透。

五阶梯式烘炉方法可以实现浇注衬体升温均匀，避免因挥发物急速排除引起的热应力太高，使浇注衬体开裂甚至爆裂。

本发明的技术特点改变了之前除渣平台的砌筑技术只在炉口护板处仅铺设一层5-10mm后硅酸铝纤维。

本发明中来自多年维修铝熔炼双室炉除渣平台对其结构及损坏机理的认识及使用耐火材料的理论知识及经验而设置的第二阻挡板4、第一阻挡板7及溢流孔9的结构与炉口护板6、护板下垫板8组合形成了一个阻挡堰及溢流口结构。该结构可起到阻挡、溢出部分熔渣和铝液，防止熔渣及铝液通过保温层的孔隙向除渣平台深处及炉底进一步的渗入，工作层浇注料与固定于炉口护板6上的第一阻挡板、第二阻挡板的阻挡作用有效的防止熔渣及铝液的侵入，同时溢流孔9的设置可对多余的高温流体的排出，完全阻挡了熔渣铝液向炉底部的渗入；再加之施工完成后的缓慢干燥与阶梯烘炉方法，使铝熔炼双室炉除渣平台的防铝液渗透效果得到了明显改善，提高了铝熔炼双室炉除渣平台的使用寿命。

铝熔炼双室炉除渣平台防止高温熔渣及铝液渗入炉衬底部的阻挡堰结构包括：炉口护板6与第一阻挡板7,第二阻挡板4及溢流孔9组成的结构与设置；设计的膨胀缝5、第一阻挡板7、第二阻挡板4、与护板下垫板及护板立垫板相接的隔热伸缩填充物10的设置及炉衬浇注料各层结构。

如图1所示的阻挡堰结构中的第一阻挡板7,第二阻挡板4及溢流孔9中的包括1)第一阻挡板7,第二阻挡板4的位置；2)第一阻挡板7,第二阻挡板4的结构；3)溢流孔9的位置及数量布局，即溢流孔9的两孔间距为200-300mm。

施工过程中各炉层衬的浇注振动方式及使用浇注物的选择；膨胀缝5的宽度设计，除渣平台耐火衬里膨胀缝2、膨胀缝5的填充物厚度为3mm氧化锆质纤维。

增强的锚固钩3的组合结构及布局。

在铝熔炼双室炉除渣平台整体施工完成后的干燥及烘烤处理过程，包括初期的96小时的自然干燥方式及干燥后的五阶梯烘烤方法。

如上所述，对本发明的实施例进行了详细地说明，但是只要实质上没有脱离本发明的发明点及效果可以有很多的变形，这对本领域的技术人员来说是显而易见的。因此，这样的变形例也全部包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种铝熔炼双室炉除渣平台，其特征在于，平台底钢结构的侧部与护板立垫板连接，平台底钢结构上连接纳米隔热板，纳米隔热板上连接浇注料保温层，浇注料保温层上连接浇注料防渗层，浇注料防渗层上连接耐火衬浇注料除渣平台工作层，耐火衬浇注料除渣平台工作层的表面为除渣平台表面，纳米隔热板上与隔热伸缩填充物连接，护板立垫板与隔热伸缩填充物贴合连接，护板立垫板与隔热伸缩填充物的顶部与护板下垫板连接，护板下垫板有溢流孔，护板下垫板上与第二阻挡板、炉口护板及隔热伸缩填充物连接，炉口护板的里面与耐火衬浇注料除渣平台工作层之间有膨胀缝，第二阻挡板的一侧与隔热伸缩填充物连接，第一阻挡板与炉口护板的中部连接。

2.根据权利要求1所述的一种铝熔炼双室炉除渣平台，其特征在于，耐火衬浇注料除渣平台工作层中有除渣平台耐火衬里膨胀缝，锚固钩的底部连接平台底钢结构，锚固钩的耐热扁钢连接耐热圆钢，耐热圆钢的顶部连接膨胀帽。

3.根据权利要求1所述的一种铝熔炼双室炉除渣平台，其特征在于，溢流孔的两孔间距为200-300mm。

4.根据权利要求1所述的一种铝熔炼双室炉除渣平台，其特征在于，2个耐热圆钢的底部与耐热扁钢形成敞开角连接。

5.根据权利要求1所述的一种铝熔炼双室炉除渣平台，其特征在于，除渣平台耐火衬里膨胀缝及膨胀缝的填充物厚度为3mm氧化锆质纤维。

6.一种防熔渣及铝液渗透方法,包括权利要求1至权利要求5任一项所述的一种铝熔炼双室炉除渣平台，其特征在于，含有缓慢干燥方法、五阶梯式烘炉方法，含有以下步骤：

第二阻挡板、第一阻挡板及溢流孔的结构与炉口护板、护板下垫板组合形成了一个阻挡堰及溢流口结构，阻挡、溢出部分熔渣和铝液，防止熔渣及铝液通过保温层的孔隙向除渣平台深处及炉底进一步的渗入，

工作层浇注料与固定于炉口护板上的第一阻挡板、第二阻挡板的阻挡作用防止熔渣及铝液的侵入，同时溢流孔的设置对多余的高温流体的排出，完全阻挡了熔渣铝液向炉底部的渗入；

缓慢干燥方法含有以下步骤：

步骤1、浇注完毕后立即在表面覆盖一层塑料薄膜，防止表面水分过快流失而造成的表面开裂，控制环境温度在5～35℃，

步骤2、浇注完24小时后方拆去模具，清除表面覆盖的塑料薄膜，立即喷洒20-35℃的清洁水后立即给表面继续覆盖一层塑料薄膜，

步骤3、继续在环境温度5～35℃的条件下自然养护至72小时，然后清除表面覆盖的塑料薄膜，自然干燥24小时，

五阶梯式烘炉方法含有以下步骤：

阶梯一步骤：温度范围为常温-110℃，升温速度5℃/小时，累计时间20小时，温度范围为110℃保温，升温速度0，保温72h，累计时间92小时，

阶梯二步骤：温度范围为110℃-350℃，升温速度5℃/小时，累计时间140小时，温度范围为350℃保温，升温速度0，保温60h，累计时间200小时，

阶梯三步骤：温度范围为350℃-650℃，升温速度5℃/小时，累计时间260小时，温度范围为650℃保温，升温速度0，保温24h，累计时间284小时，

阶梯四步骤：温度范围为650℃-800℃，升温速度10℃/小时，累计时间299小时，温度范围为800℃保温，升温速度0，保温12h，累计时间311小时，

阶梯五步骤：温度范围为800℃-1000℃，升温速度10℃/小时，累计时间331小时，温度范围为1000℃保温，升温速度0，保温4h，累计时间335小时，

实现浇注衬体升温均匀，避免因挥发物急速排除引起的热应力太高，使浇注衬体出现脱层开裂甚至爆裂。

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