CN1894428A - 包含用以冷却压缩头的冷却系统和冷却方法的熔渣压缩装置 - Google Patents

Abstract

熔渣压缩装置及使用方法，其包含一个或多个空气喷嘴(22)，用以引导冷却空气越过压缩头(2)的顶部以冷却压缩头。空气通过压缩头顶部后，可通过所述装置的壁(19)上的气孔(18)排出。多个肋条(10)还可沿着装置壁中的气孔方向延伸于压缩头的顶部上，以引导空气越过压缩头并排出气孔。

Description

包含用以冷却压缩头的冷却系统和冷却方法的熔渣压缩装置

相关申请的交叉引用

[0001]本申请要求于2004年2月13日提交的美国专利申请第10/778456号、2003年11月7日提交的美国临时专利申请第60/518547号的权益。

技术领域

[0002]本发明涉及熔渣压缩装置，且特别涉及更有效地冷却熔渣压缩装置中的压缩头的冷却系统和冷却方法。

背景技术

[0003]熔渣压缩装置通常用来回收从熔炉里被撇去的熔渣中的有色金属，特别是铝。铝熔渣(dross)是金属铝和氧化铝的混合物，也包含其它可能成分，比如各种氧化物、氮化物和碳化物。铝熔渣是铝熔化操作中的副产品。通常在熔炉里，熔渣飘浮在熔化态金属铝的顶层。取决于特定的制造工艺和熔炉种类，铝熔渣可包含的铝含量从10％到90％不等。因此熔化铝操作中的铝熔渣包含了数量可观的金属铝，其被认为是待回收利用的有价值资源。

[0004]从铝熔渣中回收铝也必须解决一个问题，即由于铝热作用(thermiting)或者铝热反应(也就是金属铝的放热氧化反应)造成熔渣中金属铝的损失。公知的是，使熔渣压缩装置的压缩头(compressionhead)带有气冷或水冷，以减少铝热反应并因此提高从铝熔渣中回收的铝的数量。然而，还有一个更进一步的要求，即能更有效地让熔渣压缩头散热，在不使用水冷的情况下，在从铝熔渣中回收铝或者从其它熔渣中回收其它有色金属的过程中，增强熔渣压缩装置的性能。

发明内容

[0005]依照本发明，通过在回收各种有色金属的过程中，包括从各种熔渣内回收铝的过程中，使冷却空气吹过压缩头的顶部，使得熔渣压缩装置的压缩头被更有效地冷却。

[0006]依照本发明的一方面，本发明提供了一个或多个空气喷嘴来引导冷却空气越过压缩头的顶部。

[0007]依照本发明另一方面，在熔渣压缩装置中设置有一个或多个气孔，以使空气在被引导越过压缩头顶部之后被排出。

[0008]依照本发明另一方面，多个肋条可在气孔的方向上延伸横跨压缩头的顶部，用以在空气被引导越过压缩头顶部之后，再引导空气排出气孔。

[0009]依照本发明另一方面，空气喷嘴可以沿着压缩头顶部上的肋条以及在肋条之间、朝向气孔引导空气。

[0010]依照本发明另一方面，在压缩头靠近或者远离熔渣收集器的垂直移动过程中，空气喷嘴可与压缩头同步移动。

[0011]在以下描述中，本发明的这些和其它的目的、优点、特征、及方面将会变得显而易见。

[0012]为了达成上述和相关的目标，本发明包含了下文中详尽描述以及在权利要求书中特别指出的特征、本发明特定说明性实施例中详细阐明的描述以及附图。然而，此实施例仅仅是说明性的，是可利用本发明的原理的诸多方式中的一种。

附图说明

在附图中：

[0013]图1是本发明的熔渣压缩装置的示意性正面视图，显示了该装置后壁中的通气孔槽。

[0014]图2是图1中的熔渣压缩装置的部分侧视图，显示了与空气歧管相连接的空气喷嘴，其用于将空气吹过压缩头顶部的冷却肋条并将其排出装置壁中的通气孔槽。

[0015]图3是压缩头和图2中的空气歧管以及与其连接的空气喷嘴的俯视图。

[0016]图4是图2和图3所示压缩头的正面视图。

[0017]图5是图2和图3所示空气歧管和空气喷嘴的放大的示意性透视图。

[0018]图6是本发明的一种形式的熔渣压缩装置的示意性侧视图。

[0019]图7是图6所示熔渣压缩装置的示意性后视图。

[0020]图8是图6所示熔渣压缩装置的示意性俯视图。

具体实施方式

[0021]现详细参考附图(其中相同的参考编号被用来表示相同部件)，并且先从图1开始，该图中示意性地显示根据本发明的熔渣压缩装置1的一种结构，该装置可以基本上是美国专利第5397104和5669957号所公开的类型，在此通过引用并入上述专利的全部公开内容。这样一个装置包含压缩头2，该压缩头可通过适当的驱动装置，例如靠近或离开熔渣收集器4的液体活塞/气缸3，而被垂直驱动。作为选择，所述驱动装置可驱动熔渣收集器4靠近或离开压缩头2，或者驱动压缩头和熔渣收集器而使其彼此靠近或离开。为达到此目的，可采用任何合适的驱动装置，包括水动、气动、电动或者其它驱动装置。

[0022]熔渣收集器4有一个大致半球状的容器5，且压缩头2可被类似地定形加工成与该容器配合。此处使用的术语“大致半球状”被广义地定义为指任何这样的形状：其在概念和功能上类似于附图中所示形状，并且包括那些与图示形状不同的形状，如较平的结构或者较尖的结构，以及那些可能带有附加曲面的结构。

[0023]熔渣收集器的容器5在容器底部配备有一个或多个开口(未示)，以使得溶化铝(或者其它熔化金属)能够在重力作用下通过，并在压缩头2的压力作用下从收集器中流出而进入一个底部容器6，该底部容器在本技术领域被称为“炉底模”(sow mold)。熔渣收集器4可配备有管状部件7，以接受叉车(forklift truck)的叉子，用于将熔渣收集器从熔炉运送到熔渣压缩装置以及从熔渣压缩装置取走。

[0024]本发明的压缩头2可以由任何合适的实心金属如合金铸钢制成，以便在从各种各样的熔渣回收各种有色金属的过程中，尤其包括从熔渣(该熔渣已自熔炉中被撇去)里回收铝的过程中，为压缩头提供足够的质量，用于在熔渣金属中散热。如图2-4示意性地显示的，多根肋条10-12可被设置于压缩头的顶部15、底部16和侧部17。此处所用术语“肋条”广义地指任何这样的突出部分或形状：其构成压缩头上的突出部分、凸起表面、隆起、边角或者不连续部分。

[0025]在回收过程中，压缩头2的底部16和侧部17上的肋条11和12伸入熔渣收集器或撇渣箱(skim box)4中的熔渣以帮助在熔渣金属中散热。这些肋条也能够帮助增加熔渣金属上的压缩力，如前面提到过的美国专利第5397104和5669957号所述。

[0026]压缩头2的顶部15上的肋条10也有助于从压缩头取走热量。为了更有效地从压缩头取走热量，在压缩头和熔渣收集器相互靠近和离开的相对垂直移动期间和之中，可使冷却空气从压缩头的顶部吹过。这些肋条10通常在同一个方向延伸，例如从装置的正面延伸到背面，以帮助引导冷却空气从压缩头2的顶部吹过，从熔渣压缩装置的壁19上的气孔槽18(见图1-3和图7)排出。

[0027]通过空气歧管23所支撑的多个涡流喷嘴22，可沿着肋条10的峰20和谷21引导冷却空气。如果压缩头被设置成是垂直移动的，空气歧管23和附带的空气喷嘴22即可随着压缩头2的上升和下降而同步上升和下降，因此空气总是被引导越过压缩头的顶部，而不会吹到熔渣金属上(这会造成熔渣金属氧化)。

[0028]可在空气歧管23上设置适当的滑轨或类似部件(未显示)，以与熔渣压缩装置的框架上的垂直轨道或者类似部件配合，从而在空气歧管的垂直移动期间引导空气歧管。被用来垂直移动空气歧管23的合适的机械装置，例如活塞/气缸25，也由被用来控制压缩头2的垂直移动的相同控制器26(见图7和图8)加以控制，以使得空气歧管及附带的空气喷嘴22与压缩头协调一致地移动。

[0029]适当的管道30可将空气喷嘴22连接到空气歧管23的送气室31，如图5所示。可通过管道32，从合适的空气补给源，例如压缩空气或者从位于远处的送风机所接收到的空气，为空气歧管23提供压缩空气。

[0030]熔渣压缩装置1的壁19中的空气孔槽18的数量、形状和位置应该是这样的：其使得通过压缩头顶部的全部冷却空气均通过这些槽来排放，从而使熔渣金属的氧化量达到最小。气孔槽18可以全部具有大约相同的长度，并且可在数量和位置方面与压缩头2的顶部上的肋条10所形成的峰20和谷21匹配。如果配备槽的熔渣压缩装置1的壁19包含一个小门35(该小门被用来提供清洁压缩头的通道)，那么槽18也可延伸通过部分该小门，如图7示意性地显示的，以帮助基本所有的冷却空气在通过压缩头顶部之后均从熔渣压缩装置排出。

[0031]在根据本发明的方法所做操作中，熔渣从电炉或者熔渣收集器4的容器5的类似装置中被收集起来，并随后运到熔渣压缩装置1。在底部容器或炉底模6就位的情况下，金属特别是铝能够通过熔渣收集器4的底端中的开口被轻轻倒入炉底模内。然后，在熔渣压缩装置的主门36(见图8)被关闭后，压缩头2被朝向熔渣收集器的容器5移动以压缩熔渣。同时，压缩头2的底部16和侧部17上的肋条11和12在压缩头与容器的内表面之间的材料壳中形成凹槽，如前面提到的美国专利第5397104和5669957号所披露的，从而使材料壳能够容易地破裂，以便做进一步处理比如粉碎(crushing)。

[0032]在熔渣压缩期间被涡流喷嘴22引导越过压缩头2的顶部的冷却空气，将会降低压缩头的温度并且使压缩头上的空气的冷却效率达到最大。在熔渣回收期间当压缩头挤压熔渣原料时，从压缩头取出热量增大了熔渣压缩装置的能力而不需要水冷。本发明的压缩头的冷却能力可大至标准压缩头的冷却能力的四倍。例如，通常每三到四个小时压缩三到四个贮存箱(container)熔渣金属的熔渣压缩装置，与本发明的压缩头冷却系统配合即能够每一个小时压缩三到四个贮存箱的熔渣金属。

[0033]虽然本发明是参照特定实施例展示和描述的，但显然一旦阅读和理解本说明书，本领域技术人员将会得出等效的替代和修正方案。特别是关于上述各组件所完成的各种功能，用来描述这类组件的术语(包括对“装置”的任何指代)，除非特别说明，应对应于完成与所述组件相同功能的任何组件(例如功能匹配的组件)，即使它们与完成此处所述本发明示例性实施例里功能的所述组件在结构上不相等。而且，所有所述功能都可根据需要而计算机化和自动化。另外，虽然本发明的特定特征可能是仅根据一个实施例揭示的，不过对任何给定或特定的应用而言，此特征可需要根据需要和方便而与一个或多个其它特征相结合。

权利要求书

(按照条约第19条的修改)

1.一种熔渣压缩装置(1)，包含：压缩头(2)，其具有多个肋条(10)，所述肋条位于所述压缩头的顶部(15)；以及用于引导冷却空气的装置，其引导冷却空气越过所述压缩头的顶部和所述肋条之间，以冷却所述压缩头。

2.根据权利要求1所述的装置，进一步包含一个或多个气孔(18)，其位于所述装置的壁(19)中，空气在通过所述压缩头的顶部之后通过所述气孔排出。

3.根据权利要求2所述的装置，其中所述肋条在所述装置的壁的气孔的方向上延伸横跨所述压缩头的顶部，用于引导空气越过所述压缩头的顶部并从所述气孔排出。

4.根据权利要求3所述的装置，其中附加肋条(12)被设置于所述压缩头的底部和侧部上。

5.根据权利要求3-4其中任一项所述的装置，其中所述用于引导冷却空气的装置包含一个或多个喷嘴(22)，用于沿着所述肋条并在所述肋条之间、朝向所述气孔引导空气，所述肋条延伸横跨所述压缩头。

6.根据权利要求5所述的装置，其中所述空气喷嘴是涡流喷嘴。

7.根据权利要求3所述的装置，其中所述肋条有峰(20)和谷(21)，且位于所述装置的壁中的所述气孔在数量和位置上与所述峰和谷实质匹配。

8.根据权利要求1-7其中任一项所述的装置，其中所述用于引导冷却空气的装置引导冷却空气吹过所述压缩头的顶部。

9.根据权利要求1所述的装置，其中所述压缩头可垂直移动以靠近和离开熔渣收集器(4)，且所述用于引导冷却空气越过所述压缩头顶部的装置可与所述压缩头同步地垂直移动。

10.根据权利要求9所述的装置，进一步包含多个垂直气孔，其位于所述装置的壁中，空气在通过所述压缩头的顶部之后通过所述垂直气孔被排出。

11.根据权利要求10所述的装置，其中所述肋条在所述装置的壁中的气孔的方向上延伸横跨所述压缩头的顶部，用于引导空气越过所述压缩头的顶部并从所述气孔排出。

12.根据权利要求11所述的装置，其中所述肋条有峰和谷，且所述装置的壁中的气孔在数量和位置上与所述峰和谷实质匹配。

13.一种冷却熔渣压缩装置(1)的压缩头(2)的方法，包含以下步骤：引导冷却空气越过所述压缩头的顶部以及位于所述压缩头的顶部的肋条(10)之间，并在通过所述压缩头的顶部之后排出所述装置。

14.根据权利要求13所述的方法，其中空气是被吹过所述压缩头的顶部的。

15.根据权利要求13-14其中任一项所述的方法，其中所述肋条(10)延伸横跨所述压缩头的顶部，用于引导空气越过所述压缩头的顶部，并通过所述装置的壁(19)中的气孔(18)排出。

16.根据权利要求13-14其中任一项所述的方法，进一步包括以下步骤：当引导冷却空气越过所述压缩头的顶部时，使所述压缩头垂直移动靠近和离开所述熔渣收集器(4)。

17.根据权利要求16所述的方法，其中在所述压缩头垂直移动期间及之间，与所述压缩头同步地垂直移动空气喷嘴(22)，以沿着延伸横跨所述压缩头的所述肋条和在所述肋条之间引导空气。

18.一种熔渣压缩装置(1)，包含：压缩头(22)；以及用于引导冷却空气的装置，其引导冷却空气越过所述压缩头的顶部，但不进入所述压缩头之内，以冷却所述压缩头。

19.根据权利要求18所述的装置，其中所述压缩头是实心的。

20.根据权利要求18所述的装置，其中所述压缩头的顶部包含多个肋条(10)，冷却空气被引导于所述肋条之间。

Claims (17)

1.一种熔渣压缩装置(1)，包含：压缩头(2)；以及用于引导冷却空气的装置，其引导冷却空气越过所述压缩头的顶部以冷却该压缩头。

2.根据权利要求1所述的装置，进一步包含：一个或多个位于所述装置的壁(19)上的气孔(18)，空气经过所述压缩头的顶部后穿过所述气孔排出。

3.根据权利要求2所述的装置，进一步包含多个肋条(10)，其在所述装置的壁中的所述气孔的方向上延伸于所述压缩头的顶部上，用以引导空气越过所述压缩头的顶部并从所述气孔排出。

4.根据权利要求3所述的装置，其中在所述压缩头的底部和侧部设置有附加肋条(12)。

5.根据权利要求3-4其中任一项所述的装置，其中所述用于引导冷却空气的装置包含一个或多个喷嘴(22)，用于沿着所述肋条并在所述肋条之间、朝向所述气孔引导空气，所述肋条延伸横跨所述压缩头的顶部。

6.根据权利要求5所述的装置，其中所述空气喷嘴是涡流喷嘴。

7.根据权利要求3所述的装置，其中所述肋条有峰(20)和谷(21)，且位于所述装置的壁中的气孔在数量和位置上与所述峰和谷实质匹配。

8.根据权利要求1-7其中任一项所述的装置，其中所述用于引导的装置引导冷却空气吹过所述压缩头的顶部。

9.根据权利要求1所述的装置，其中所述压缩头可垂直移动以靠近和离开熔渣收集器，且所述用于引导冷却空气越过所述压缩头顶部的装置可与所述压缩头同步地垂直移动。

10.根据权利要求9所述的装置，进一步包含多个垂直气孔，其位于所述装置的壁中，空气在通过所述压缩头的顶部之后通过所述垂直气孔被排出。

11.根据权利要求10所述的装置，进一步包含多个肋条，其在所述装置的壁中的气孔的方向上延伸横跨所述压缩头的顶部，用于引导空气越过所述压缩头的顶部并从所述气孔排出。

12.根据权利要求11所述的装置，其中所述肋条有峰和谷，且所述装置的壁中的气孔在数量和位置上与所述峰和谷实质匹配。

13.一种冷却熔渣压缩装置(1)的压缩头(2)的方法，包括以下步骤：引导冷却空气越过所述压缩头的顶部；以及使空气在通过所述压缩头的顶部之后从所述装置中排出。

14.根据权利要求13所述的方法，其中空气是被吹过所述压缩头的顶部的。

15.根据权利要求13-14其中任一项所述的方法，其中多个肋条延伸横跨所述压缩头的顶部，用于引导空气越过所述压缩头的顶部并通过所述装置的壁中的气孔(18)排出。

16.根据权利要求13-14其中任一项所述的方法，进一步包括以下步骤：当引导冷却空气越过所述压缩头的顶部时，使所述压缩头垂直移动靠近和离开熔渣收集器(4)。

17.根据权利要求16所述的方法，其中在所述压缩头垂直移动期间及之间，与所述压缩头同步地垂直移动空气喷嘴(22)，以沿着延伸横跨所述压缩头的所述肋条和在所述肋条之间引导空气。

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