CN201241178Y - 套装式双室再生铝熔炼炉 - Google Patents

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CN201241178Y CNU2008200540387U CN200820054038U CN201241178Y CN 201241178 Y CN201241178 Y CN 201241178Y CN U2008200540387 U CNU2008200540387 U CN U2008200540387U CN 200820054038 U CN200820054038 U CN 200820054038U CN 201241178 Y CN201241178 Y CN 201241178Y
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张森林
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Abstract

本实用新型公开了一种双室再生铝熔炼炉,主要特征在于:在主炉炉体内设计了一个用于熔化再生铝的竖炉炉芯——坩埚式竖炉。竖炉炉体受到主炉的燃烧机的加热,其蓄热传到内壁,使竖炉炉膛内的炉料预热、升温以致熔化,整个过程中,没有新的空气和燃烧的烟气进入,最大限度降低了氧化条件。和普通的列装式双室再生炉相比,大大降低氧化烧损,加快熔速,降低了起熔条件,充分利用能源并节约熔炼成本。

Description

套装式双室再生铝熔炼炉
技术领域:
本实用新型涉及一种套装式双室再生铝熔炼炉。 背景技术:
因节能、环保、资源短缺,通过电解氧化铝来获得原铝的生产工 艺受到局限,2007年我国有色金属主管部门公布,计划在三年内,通 过政策调整和鼓励,使我囯再生铝产量达到500万t/年。这需要约1000 台6t规格的再生熔铝炉。
通常情况下,铝的熔化釆用燃油或燃气的反射炉熔炼。如果用普 通反射圆炉来熔炼再生铝,氧化烧损的主要矛盾得不到解决。
除铝本身氧化特性外,在熔炼过程中的氧化烧损还与下列因素有
关:
1、 与炉料性状、携带水份、油污等杂质有关;
2、 与炉温及加温时间长短有关;
3、 与高温烟气是否与炉料接触;
4、 炉外空气是否进入炉膛影响到氧化环境,加重烧损。 为了解决回收料(再生铝)熔炼不能直接用火焰加温的问题,近
两年出现了一种双室熔炼炉,即炉子主体部位是一个反射圆炉,而在 反射圆炉的后方或侧方,增加或隔离出一个副室。这个副室实际上就 是将普通圆炉的加料竖简移到主炉外侧。副室上部承担炉料预热功能, 副室底部因炉料和高温熔体接触而承担熔化功能。因为主室和副室是 并列安装的,我们称其为列装式双室再生熔铝炉。
为控制氧化烧损,主炉和副室之间设置了一个挡墙,以阻止火焰直接进入熔化区。为缩短熔炼时间加强对流, 一般都釆用搅拌方式。 在磁力搅拌作用下,加速了热的熔液和冷炉料的热交换,因此搅拌是 必要的手段。
与上述结构类似,还有一种侧壁熔沟式双室炉,与列装式双式圆 炉原理大同小异。
列装式双室圆炉虽在反射式圆炉基础上作了较大改进,己有应用, 但它的局限性表现在:
1、 熔化热量来源是主炉炉墙上安装的燃烧机所发热量。它加温炉 壁,高温炉壁对炉子底部熔体以辐射形式加温,然后在搅拌条件下, 以对流形式加温炉料。整个过程热效率低,熔炼时间长,即浪费能源, 也影响烧损。
2、 搅拌器作用区的主流场在主体圆炉的熔体部位,主副室之间的
挡墙下部必须留有足够尺寸的孔道利于对流,几乎在熔炼/搅拌的全过 程内,无法阻止烟气进入熔化区域(副室),这就给烧损提供了足够的 氧气。
3、 因炉料的熔化需要时间,在搅拌力驱动下, 一些炉料边熔化, 边被带到主加温室。因炉料比重比熔体轻,总有一部分浮于液面,这 对控制烧损十分不利,特别是铝屑、铝箔和各种轻薄回收料。
4、 再生销炉料加在副室,要使其熔化,副室炉底的熔体必须有足 够的深度,比如250 - 300mm,搅拌对流才能进行。这部分熔体要么是 未放完的铝液,要么是在主炉通过炉门加入足够的锭料或块料,待其 熔化后再从副室竖炉上部加入再生铝料。 一般熔炼终了,熔体深度也 就是600mm深,也就是说,熔炼工艺过程的50%是没有直接熔化再生铝
的,无论对能源利用还是氧化烧损,都是不利的。 发明内容:
■本实用新型的目的在于设计一种套装式再生铝熔炼炉,以克服列 装式双室再生熔铝炉的缺陷。主体思路是将双室炉的副室(熔化室)移到主炉的中间,使双室成为一种套装式结构。副室是一种类似坩埚 的竖炉,承担炉料的加料、预热、熔化功能。其具体的技术方案是: 一种套装式双室再生熔铝炉,具有主炉炉体、总烟管、收烟罩、换热
器、燃烧机、风机、加料系统、控温系统及磁力搅拌器,其特征在于: 在主炉炉体内设置了一个用于熔化回收铝的坩埚式熔化竖炉;坩埚式
熔化竖炉的底部炉壁上设有排出铝液的溢流通道;坩埚式熔化炉的上
部开口处设有收烟罩和总烟管。
本实用新型的磁力搅拌器设置在坩埚式熔化竖炉的底部。
为了对坩埚式竖炉加热,在主炉的炉壁上安装有至少2台燃烧机, 从不同角度对竖炉不同部位加热使其保持在合适的温度区段内。
本实用新型由于在主炉炉体内设计了一个用于熔化再生铝的竖炉 炉芯,即坩埚式熔化竖炉,竖炉炉体受到主炉的燃烧机的加热,其蓄 热传到内壁,使竖炉炉膛内的炉料预热,升温以致熔化,整个过程中 没有新的空气和燃烧的烟气进入,最大限度降低了氧化条件,和普通 的列装式双室再生炉相比,大大降低氧化烧损,加快熔速,降低了起 熔条件,充分利用能源并节约熔炼成本。
本实用新型的技术方案是基于以下几点进行设计的。
1、 热量的来源及充分利用:主炉的燃烧机加热了主炉的炉壁,使 其蓄热,同时还对主炉底部的熔体加热,使其保持较高的过热状态。 燃烧机火焰直接喷射到中间竖炉上,使其达到一定高的温度。该竖炉 炉体通过辐射和传导,对竖炉内炉料加热,使其先预热,然后熔化。 炉料在重力或外加压力下,浸没于竖炉底部熔体内,通过热的传导和 对流而熔化。
2、 氧化条件的控制方法:竖炉几乎是密闭的,无空气和烟气从外 界进入。炉底开有水口和溢流通道,便于铝液排出。当起熔后,这些 口子被铝液占据,不会有气体通过。.在竖炉内部,提供氧化条件的是 炉料自带的空气和水份。炉料从进炉到熔化,有一个预热时间,合理控制这个时间长短,可使空气体积膨胀,部分排到烟道,水份绝大多 数被蒸发,因此改变了炉料被氧化的基本条件。
3、改善起熔条件,节约能源,降低烧损:普通列装式双室炉在副 室加料,开始熔化再生铝前,必须使主炉底部有200 - 300,深的熔体, 因而的一半的熔炼不是在熔化再生铝,而是为再生铝熔化准备条件, 这是一种时间和能源的浪费,也在一定程度上增加了氧化烧损。
本实用新型设计思路是:200 - 300mm深的起熔熔体,只限于在竖 炉炉底较小的空间内。同一种规格的再生炉,列装式的起熔体体积是 套装式双室炉的2.2-2.5倍,釆用本实用新型设计后,无论是节约时
间还是能源利用还是氧化烧损,都得到大大的改善。 附图说明:
图l为本实用新型示意图; 图2.为图1平面布置示意图; 图3为列装式双室炉示意图; 图4为图3炉底平面布置示意图; 图5为列装式双室炉外形示意图。
图中:1、磁力搅拌器;2、坩埚式熔化竖炉炉壁;3、坩埚式熔化 竖炉;4、总烟管;5、收烟罩;6、皮带上料机;7、主炉烟管;8、换 热器;9、主炉炉体;10、溢流通道;11、炉门;12、燃烧机。
下面将列装式双室再生炉与本实用新型作进一步的说明。
如图3、图4所示,列装式再生炉的副室(熔化室)在左侧,加热 室在右侧,中间有一道隔墙,隔墙下部留有熔体流动的通道。在熔炼 过程的大部分时间内,通道可以通过烟气,不可避免增加烧损。
如图5所示,进预热室烟管将换热器内的烟气引入竖炉下部,预 热炉料。烟气温度虽然尽可能控制在50(TC以下,但是它带入了足够的 氧气到熔化区,恶化了烧损。
又因为搅拌器形成的流场要影响主室和副室,因此整个炉底是在同一平面内,起熔的200 - 300mm熔体,足有炉子容量的1/2,既浪费 能源,也因熔体的长时间加温而增加烧损。
如图1所示,担负加料、预热、熔化的副室3安排在主炉9内部, 使主炉9与副室3之间形成套装关系。这是本实用新型与列装式双室 再生炉结构的根本区别之处。
如图2所示,在主体炉子的左侧安装了与空气隔离的炉芯即副室 3。在主炉9墙体上安装有燃烧机,加热炉芯。在炉芯底部地沟中安有 搅拌器l。主炉体右侧部分是保温炉,与熔化炉连为一体。当熔化炉与 保温炉分立时,主炉体的横向长度相对缩短。
具体实施方式:
如图l、图2所示,本实用新型由磁力搅拌器l、坩埚式熔化竖炉 3、总烟管4、收烟罩5、皮带上料机6、主炉烟管7、换热器8、主炉 炉体9及燃烧机12构成;坩埚式熔化竖炉3设置在主炉体9的左侧, 在主炉炉体9的墙体上安装有燃烧机12,用以加热炉芯。在炉芯底部 地沟中安有磁力搅拌器l,主炉炉体的右侧部分是保温炉,与熔化炉即 坩埚式熔化竖炉连为一体。
本实用新型的工作过程如下:
开启燃烧机,对中间副室即坩埚式熔化竖炉3的炉壁2加温,同 时加热了主炉炉体9的炉壁和熔体,在开炉后,由皮带上料机6从竖 炉顶部料斗加入块料、棒料,待其熔化至浸没溢流口 10;再由皮带上 料机6从竖炉顶部批量加入轻薄钼炉料,并启动搅拌器l;炉料在下行 到达炉底过程中,受到竖炉炉壁2高温辐射而被预热,部分接触到炉 壁的炉料先行熔化进入熔体;炉料在重力作用或外力作用下,部分浸 没于熔体,因搅拌使熔体定向运动而进行熔体和炉料间的强烈的热交 换;从熔体浸没溢流通道开始至熔炼终了,竖简与外界空气不产生对 流,是一种隔氧熔炼环境。竖简3内炉料本身自带的空气在膨胀过程 中会有一部分排到烟罩5并进入烟道4,水分也大部分被蒸发排向烟道。
熔炼过程积累的铝液通过溢流通道io流进主炉膛底部直至达到额
定容量。整个过程中,主炉内的熔体与炉芯内的熔体被搅拌器搅动进 行对流,同时被主炉燃烧机加温,主炉也起保温炉作用。
熔炼终了,主炉水口打开,炉膛底部的熔体放出,竖炉3内的铝 液将通过下部的溢流通道10自动放净。
炉渣可通过主炉9炉门11扒渣。

Claims (3)

1、一种套装式双室再生熔铝炉,具有主炉炉体、总烟管、收烟罩、换热器、燃烧机、风机、加料系统、控温系统及磁力搅拌器,其特征在于:在主炉炉体内设置了一个用于熔化回收铝的坩埚式熔化竖炉;坩埚式熔化竖炉的底部炉壁上设有排出铝液的溢流通道;坩埚式熔化炉的上部开口处设有收烟罩和总烟管。
2、 根据权利要求l所述的套装式双室再生熔铝炉,其特征在于: 磁力搅拌器设置在坩埚式熔化竖炉的底部。
3、 根据权利要求l所述的套装式双室再生熔铝炉,其特征在于: 在主炉的炉壁上安装有至少2台燃烧机。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103162536A (zh) * 2013-03-27 2013-06-19 岳阳市巴陵节能炉窑工程有限公司 一种电工圆铝杆制备过程中熔化铝锭的方法

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