CN1620517A - 铝、铝合金以及铝废料的无盐非氧化性重熔方法 - Google Patents

铝、铝合金以及铝废料的无盐非氧化性重熔方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种在转筒中对铝、铝合金以及铝废料进行无盐非氧化性重熔的方法，其中铝、铝合金以及铝废料可能具有从易燃性油性物质、易燃性粘性物质或不可燃物质和/或具有更高比重的物质而来的杂质，该转筒包括燃烧室(4)、两个进给阀(5，6)以及一个燃烧器喷嘴(32)。其中，以公知方式提供作为能源的天然气或热油，而通过进给阀(6)将氧气连同空气输送进燃烧器中。利用一个电控制装置调节空气量，这样连同空气一起被提供的氧气数量将基本等于使通过燃烧器喷嘴(32)所提供的燃料完全燃烧的化学计量。

Description

铝、铝合金以及铝废料的 无盐非氧化性重熔方法
本发明涉及一种铝、铝合金以及铝废料的无盐非氧化性重熔方法，其中铝废料可能具有从易燃性油性物质、易燃性粘性物质或不可燃物质和/或具有更高比重的物质而来的杂质。
直到今天为止还一直在使用转炉或平底炉来熔炼铝、铝合金及废料。通常使用天然气或燃料油(重油或轻油)来作为燃料。燃料所需的氧气是以空气的形式来提供。由于这些燃烧器系统和炉子的设计，因此经常会在燃烧室空间内留下过量的氧气，从而使液态铝快速氧化。在锻造术语中即为“氧化损失”。
为了消除这些不利的氧化过程(特别是在转炉中)，必须要利用一种专用于此目的的覆盖盐来保护液态铝的表面，来防止其氧化。在目前所知的方法中，是将达到炉料重量7％-12％的覆盖盐混合进熔体中。
盐会在该高温(＞1000℃)下熔化并在铝熔体上形成保护层。随后盐会与氧气反应并转化成一种松散且部分发热的炉渣。这种称为“废料”的炉渣会从炉子中清除后必须暂时存放在工厂的废料场中。
上述方法的缺点在于，炉渣在被清除时仍然会部分地与放热反应并由此会对周围带来安全和环境危害。另外，在炉渣中会俘获大量的液态铝，回收会变得相当费力。俘获数量能达到炉渣的80wt.％(重量百分比)。
利用上述方法时，同样知道放热型盐的高温会使所包含的铝熔化并继续氧化。这样由于炉渣内可回收铝的数量减少，因此将在炉渣内部导致额外的氧化损失，并由此导致更多损失。另外在处理过程中将有20％-25％的炉渣不能回收而成为环境的相当负担，需要存放在危险物垃圾中。
然而，上述方法的最重要缺点是铝在熔融过程中由于氧化所造成的损失。在转炉或平底炉中能通过使用覆盖盐而将液体铝的氧化控制到一定程度，但是由于在这种情况下氧气会导致熔融铝发生氧化，因此在熔融过程并不能避免损失。
损失范围根据所装填炉料而在1-12wt.％变化，其中纯的大块料具有最低的损失值，而表面较大的片或小块料具有最高的损失值。
因此本发明的目的是提供一种能减小上述缺点的方法。
该目的已经由权利要求1所述的特征而实现。本发明方法的最重要优点具有两个有益效果，首先是防止了熔体和已经呈液态的铝发生氧化，其次是也就不再需要盐。
上述优点是通过从燃烧室并由此在炉子中排出所有过量的氧气而实现的，这是因为否则铝会被这些氧气氧化并由于燃烧导致大量的损失。另外也几乎完全避免了炉渣中夹杂物的铝损失。
本发明方法的另一个替代实施例如权利要求2所述，其中能够使燃料与纯氧发生反应。这样的优点是能避免由于需要对空气中的惰性氮气成分加热而带来的能量损失。
权利要求3所述的另一个设计变型能展示出如下的优点，即控制系统在燃烧室内产生过压，从而将任何空气流排进该燃烧室内，因此就不会再有铝可能氧化的额外危险。
另外，本发明包括用来执行上述方法的装置，其中燃烧室被构造成本身公知的转炉。转筒的尺寸随熔体速度以及燃料和氧气之间的化学计量平衡所决定。
构造成转炉的燃烧室围绕一中心轴旋转并朝着燃烧器所处的后部倾斜一定的角度。燃烧室这样设计使得“后侧”处是具有空气和/或氧气阀的燃烧器，而在“前侧”处是一个密封炉盖。通过该开口来装填炉料。
本发明的另一个特征如权利要求4所述是燃烧器喷嘴和一个空气和/或氧气的进给阀的设置。这样，空气和/或纯氧形式的可燃氧气通过一个距燃烧器喷嘴一准确距离的半圆环形阀而吹进燃烧室内。
本发明的另一个特征如权利要求5和6所述是保护挡板的设置，该挡板以下述方式设置在密封炉盖上，即一方面可遮蔽燃烧器火焰以保护位于该挡板后方的检测仪器；另一方面能使熔融过程发生的废气利用向后运动的可燃颗粒二次燃烧。这样补燃的气体在喷射时将减少，同时也为燃烧过程节省了能量。通过将保护挡板定位在装料进口的圆锥形区域中，就形成一个环形间隙，其尺寸可允许在维持指定操作压力时所产生的废气流动。
根据权利要求9，为维持燃料和氧气之间的平衡以便不在燃烧室内留下多余的氧气，需要经常使用一个传感器来检测氧气含量。这样由于电控制系统就能为燃烧提供准确数量的氧气。
本发明的其它特征如权利要求10所述是对控制的设计。在此来检测氧气平衡量和熔体量。前者是通过上述传感器实现的，而后者是通过进给燃料的数量以及炉温实现的。通过传感器获得输入值。具有合适控制程序的微处理器计算出必需的控制数据，随后将燃料和氧气的数量和流动速率固定下来。
权利要求12具有另外一个优点，即可经常使燃烧室内保持过压。这是因为燃烧室在生产过程的开始阶段是被气密密封的，而只有在室内到达所需的过压时，密封炉盖才会从开口被充分提升，从而使废气通过上述环形间隙逸走。密封炉盖的开口由一个压力计和一个伺服电动机控制。这就意味着随着燃烧速率升高，炉内的过压会升高，为了保持压力平衡，伺服电动机就会打开密封炉盖。
另一个变型如权利要求14所述是关于在密封炉盖上的瓣阀设计，该瓣阀在到达一定过压时会自动打开。
取出熔融铝是通过一个位于炉子“后端”的排放阀而实现的。残留的炉渣和其它未燃炉料(例如铁和钢成份)是通过倾斜炉子而从“前侧”取出的。
本发明的另一个特征在于，装料步骤能在燃烧过程中进行。这一点是通过摆动密封炉盖使其远离炉子开口而实现的。这时燃烧速度会自动减小到一个刚好能防止过量空气氧气进入的水平。在炉盖闭合后，检测氧气的含量并首先减小氧气流动，直到炉内再次回复到燃料和氧气的平衡为止。
附图示意性地示出本发明，其中图1为一个转炉的纵向截面图；图2为密封炉盖的侧视图；图3和图4为本发明的一个具有排气阀27的变型，该排气阀在到达一定过压时会打开。
根据本发明的装置具有一个钢制转筒1，该转筒以轴线2为中心旋转并向着后方倾斜一个角度3。转炉1的整个内侧，燃烧室4衬着耐火材料。可燃氧气通过进给阀5流入，燃料(天然气或热油)是通过进给阀6而进入燃烧器喷嘴32的。
密封炉盖7通过一个杆8连接至炉子支承9，这样密封炉盖7就能相对于炉子的转动而独立地关闭装料进口10，并留下一个预定间隙11用于使废气逃逸。这些废气通过排气罩12上升并被传送到过滤设备。为了检测燃烧室内的氧气浓度，在密封炉盖7上嵌入一个传感器13。另外也设有一个用来检测燃烧室4内过压的压力计14以及一个固定安装的温度传感器33。除此之外，燃料的流入数量和速率通过传感器15来检测，空气和/或氧气的流入数量和速率通过传感器16来检测。
密封炉盖7借助伺服电动机17通过杆8水平地倾斜，这样就能调节上述控制过压所需的间隙。此外，密封炉盖7具有一个延伸进燃烧室4的保护挡板18。
在熔融过程结束时，通过排放阀19倒空转炉1，这样就能将所有数量的铝液从炉子中倒入传输容器中。
在炉子放液后，借助液压缸22和23使转筒1在两个支承块20和21上倾斜，这样就能通过装料进口除去杂质和残余炉渣。此后将会通过装料进口10装填新的炉料。
为避免燃烧器随炉子旋转，就为燃烧器安装一个轴承25，燃烧器可以通过该轴承转动。同时该轴承是气密的。
密封炉盖7的另一个变型如图3和图4所示。在此密封炉盖7利用斜槽口26气密地与转筒1闭合，因此在转筒1和密封炉盖7之间将不会留有间隙。燃烧室因此也是不透气的。密封炉盖7具有四个排气阀27，该排气阀会根据燃烧室4内的过压而开启，并由此释放废气进入排气罩12中。由于高温轴承28，密封炉盖7将不再与炉子支承9形成接触，因此也就不会与转筒1一起旋转。
密封炉盖7的另一个应用变型如图5所示。在此竖炉30的燃烧室29是气密闭合的。密封炉盖7利用轴承31摆动开，这样就能倾斜炉身38或从上自下清洗该炉身。

Claims (14)

1.一种在转筒中对铝、铝合金以及铝废料进行无盐非氧化性重熔的方法，其中铝、铝合金以及铝废料可能具有从易燃性油性物质、易燃性粘性物质或不可燃物质和/或具有更高比重的物质而来的杂质，该转筒具有燃烧室、燃料和氧气的进给阀以及一个燃烧器喷嘴，其特征在于，以公知方式提供作为能源的天然气或热油，而通过进给阀将氧气连同空气输送进燃烧器中，在此利用电控制装置调节空气的数量，这样通过空气提供的氧气数量将基本等于使通过燃烧器喷嘴所提供的燃料完全燃烧的化学计量。
2.一种根据权利要求1所述的铝、铝合金以及铝废料的无盐非氧化性重熔方法，其特征在于，使燃料与纯氧发生反应。
3.一种根据权利要求2或3所述的铝、铝合金以及铝废料的无盐非氧化性重熔方法，其特征在于，利用通过进给阀和燃烧器喷嘴进入的氧气和燃料，以及利用电动控制的燃烧过程在燃烧室内产生过压。
4.一种在转筒(1)中对铝、铝合金以及铝废料进行无盐非氧化性重熔的装置，该转筒具有内部区域呈锥形的装料进口(10)、燃烧室(4)、密封炉盖(7)、包括空气或纯氧进给阀(5)的进给管(37)、包括燃料进给阀(6)的进给管(36)和燃烧器喷嘴(32)，以便实现权利要求1-3所述的方法，其特征在于，包括一个靠近燃烧器喷嘴(32)而设置的圆形或部分圆形的氧气进给阀(35)。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，密封炉盖(7)具有一个圆形的保护挡板(18)，用来遮挡灼热的燃烧气体。
6.根据权利要求4或5所述的装置，其特征在于，在密封炉盖上定位一个氧气传感器(13)。
7.根据权利要求4-6中任何一个所述的装置，其特征在于，在密封炉盖(7)上位于燃烧室(4)内部的位置处放置一个温度传感器(33)，用来检测炉温。
8.根据权利要求4-7中任何一个所述的装置，其特征在于，在密封炉盖(7)上设置一个压力计(14)，用来检测燃烧室(4)的压力，其检测值将控制一个伺服电动机(17)来开闭密封炉盖(7)。
9.根据权利要求5-8中任何一个所述的装置，其特征在于，氧气传感器(13)、温度传感器(33)和压力计(14)设置在密封炉盖(7)和保护挡板(18)之间。
10.根据权利要求5-9中任何一个所述的装置，其特征在于，保护挡板(18)呈圆形，并且与装料进口(10)的锥形部分形成一个环形间隙(34)，在此环形间隙的尺寸是由保护挡板(18)在装料进口(10)锥形部分中的位置而预先确定的。
11.根据权利要求4-10中任何一个所述的装置，其特征在于，在燃料的进给管(36)内设有一个传感器(15)，在氧气的进给管内设有一个传感器(16)，用于检测燃料和氧气进入的数量和速率以及检测熔体量。
12.根据权利要求4-11中任何一个所述的装置，其特征在于，控制燃烧室(4)内的过压是通过伺服电动机(17)实现的，该伺服电动机通过杆(8)控制密封炉盖(7)位于转筒(1)装料进口(10)处的位置，这样就能在转筒(1)和密封炉盖(7)之间形成环形间隙(11)，以便使废气逃逸到排气罩(12)中。
13.根据权利要求4-12中任何一个所述的装置，其特征在于，根据图3和图4，设有瓣阀(27)，该瓣阀在燃烧室(4)内达到过压时将会打开。
14.根据权利要求4-11以及13中任何一个所述的装置，其特征在于，密封炉盖(7)利用一斜槽口(26)气密地连接着转筒(1)，这样就能根据转筒(1)的转动而移动。
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WO (1) WO2002020859A2 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103424005A (zh) * 2012-05-18 2013-12-04 气体产品与化学公司 加热金属的方法和装置

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB0304306D0 (en) * 2003-02-26 2003-04-02 Evans Thomas H Furnace
FR2854408B1 (fr) * 2003-04-30 2006-05-26 Air Liquide Procede de traitement d'aluminium dans un four
US7434665B2 (en) * 2003-07-21 2008-10-14 Otis Elevator Company Elevator down peak sectoring with long call response
FR2866656B1 (fr) 2004-02-25 2006-05-26 Air Liquide Procede de traitement d'aluminium dans un four rotatif ou reverbere
DE102004019746A1 (de) * 2004-04-20 2005-12-01 Karl Konzelmann Metallschmelzwerke Gmbh & Co.Kg Behälter zum Verhindern bzw. Minimieren des Abbrands von Aluminium- und/oder Aluminiumlegierungskrätzen
EP1790738B1 (en) * 2005-11-29 2008-08-13 Linde Aktiengesellschaft Control of a melting process
US7297265B1 (en) 2006-06-30 2007-11-20 Eaton Corporation Backwash strainer having a cyclonic flow mechanism
EP2098603B1 (en) * 2008-03-06 2013-01-23 Linde AG Method for melting of aluminium
DE102008047489B4 (de) 2008-09-17 2010-05-12 Messer Group Gmbh Brenner und Verfahren zum Betreiben eines Brenners
US8262983B2 (en) 2010-08-05 2012-09-11 Altek, L.L.C. Tilting rotary furnace system and methods of aluminum recovery
DE202015104662U1 (de) 2015-09-02 2015-09-15 Michael Schmidt Drehtrommelofen
US10669609B2 (en) * 2017-12-18 2020-06-02 Air Products And Chemicals, Inc. Method for reducing salt usage in aluminum recycling

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3566091A (en) * 1966-09-02 1971-02-23 Leeds & Northrup Co Method and apparatus for controlling a process variable by manipulation of a selected one of two variables
US4040820A (en) * 1976-02-09 1977-08-09 Kaiser Aluminum & Chemical Corporation Processing aluminum skim
US4548651A (en) * 1983-04-27 1985-10-22 Aluminum Company Of America Method for reclaiming contaminated scrap metal
GB2227822B (en) * 1989-02-04 1993-05-26 Copermill Ltd Improvements in or relating to safety apparatus
CA2116249A1 (en) * 1994-02-23 1995-08-24 Han Spoel Method and apparatus for recovery of non-ferrous metals from scrap and dross
JPH1019470A (ja) * 1996-07-05 1998-01-23 Hitachi Metals Ltd 溶解炉の燃焼制御方法
FR2777075B1 (fr) * 1998-04-02 2000-05-19 Air Liquide Procede de conduite d'un four et dispositif pour la mise en oeuvre du procede
DE19824573A1 (de) 1998-06-02 1999-12-09 Linde Ag Verfahren zum Schmelzen von Metallen
EP1150085A1 (de) * 2000-04-26 2001-10-31 SUG Schmelz- und Giessanlagen GmbH Drehtrommelofen zum Schmelzen von Metallen
US6436337B1 (en) * 2001-04-27 2002-08-20 Jupiter Oxygen Corporation Oxy-fuel combustion system and uses therefor

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103424005A (zh) * 2012-05-18 2013-12-04 气体产品与化学公司 加热金属的方法和装置
CN103424005B (zh) * 2012-05-18 2015-09-09 气体产品与化学公司 加热金属的方法和装置

Also Published As

Publication number Publication date
EP1337676A2 (de) 2003-08-27
US20040012129A1 (en) 2004-01-22
BR0107178A (pt) 2002-07-02
ATA15332000A (de) 2001-11-15
AT409269B (de) 2002-07-25
AU2001279488A1 (en) 2002-03-22
WO2002020859A2 (de) 2002-03-14
WO2002020859A3 (de) 2002-08-22
US7160501B2 (en) 2007-01-09

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