CN201535619U - 铝屑沉熔设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及铝屑沉熔设备，主要包括主熔室、电磁泵、加料井及连接管路，主熔室通过进料管和安装在进料管上的电磁泵与加料井连接，加料井通过安装在底部的回流管与主熔室相连，构成循环回路，加料井呈圆柱形桶体结构，进料管和回流管的截面为圆形，竖直方向上进料管与加料井的连接角度为91°～93°，回流管与加料井的连接角度为91°～93°。水平方向上进料管进入加料井的角度使得铝液同时具有相对于圆形加料井横截面的切向速度和法向速度，回流管的安装位置利于旋涡的形成，管径大小保证加料井中液面高度，使铝液在加料井中形成旋流强度很大的旋涡，能够快速卷吸、覆盖加入料井中的铝屑。该沉熔装置，沉熔能力强，生产效率高。

Description

铝屑沉熔设备

技术领域

本实用新型涉及一种铝屑回收熔化炉，尤其涉及一种高效的铝屑沉熔设备。

背景技术

目前对于铝屑的回收熔化方式主要有以下几种：一是，直接加热熔化，这样做能耗大、环境污染严重，除此之外最大的问题就是氧化烧损，对于小尺寸的铝屑来说，该熔化方式氧化烧损相当严重，造成资源极大的浪费；二是，将铝屑打包挤压成块后加入炉内熔化，虽然比将铝屑直接加入熔炼室氧化烧损降低很多，但烧损率仍然高达10～15％；第三种是，铝液覆盖熔化技术，将铝屑投入炉中，利用高温铝液作为铝屑熔化的热源，不用火焰直接加热铝屑，从而减少了铝屑的氧化烧损，该方法是比较经济、环保的铝屑再生方法，在铝屑回收方面优越性非常突出，其氧化烧损可以做到≤4％。

铝屑投入铝液熔化，氧化烧损小，但由于铝屑具有质量轻，且面积较大的特性，铝屑会浮在铝液表面难以进入铝液中，如何能使铝屑快速被铝液覆盖，尽量减少与空气的接触，即铝屑的沉熔成为该问题的核心技术。目前对于该问题的解决方法有多种：人工搅拌、熔化炉配置机械泵、投料井底部安装电磁发生设备等，但这些方法都存在一定的缺点。

人工搅拌，是通过人力对铝液表面进行搅拌来实现铝屑与铝液的接触。铝液暴露在空气中的面积比较大，且接触时间较长，造成氧化损失较大，而且人工搅拌均匀性差、工作效率低、工人劳动环境恶劣。

熔化炉配置机械泵，通过机械泵来抽送铝液，这就需要机械泵与高温度铝液直接接触，对泵的要求较高，设备故障率高、寿命短、消耗大、金属回收率低，设备维护费用较高。

在投料口底部安装电磁发生装置，将铝液作为导电体，投料口内的铝液在磁场力的作用下产生旋转运动。但是铝液这样的旋转，只是周向的层流运动，并不能很好的将投入的铝屑卷吸进入铝液，尤其是体积较小的铝屑漂浮在铝液的表面，沉熔效果不理想，因此容易被氧化，形成氧化烧损。如果增大磁动力，使投料口内所有铝液高速旋转，产生较大的离心力，利用离心力将铝液抛向壁面，再利用壁面反弹力使铝液反转落回投料口中心，这样可以形成铝液湍动旋涡，提高铝液对加入铝屑的卷吸能力，但前提是有很强的磁场，就需强电流。缺点是设备庞大，能耗极高。

发明内容

本实用新型的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种高效的铝屑沉熔设备，旨在解决沉熔能力不足、铝屑与高温空气接触时间长、氧化烧损大、设备能耗高等问题。

本实用新型的目的通过以下技术方案来实现：

铝屑沉熔设备，包括主熔室、加料井和电磁泵，所述主熔室通过进料管和安装在进料管上的电磁泵与加料井连接，所述加料井通过安装在底部的回流管与主熔室相连，构成循环回路，且主熔室上进料管的管口标高高于回流管的管口标高，在主熔室的侧壁靠近底部的位置设有放流口。特点是：所述加料井呈圆柱形桶体结构，进料管和回流管的截面为圆形，在竖直方向上进料管与加料井的连接角度为91°～93°，回流管与加料井的连接角度为91°～93°。

主熔室与加料井分开，利用循环管路连通，由安装在进料管上的电磁泵为铝液流动提供动力，主熔室中的铝水在电磁力的作用下沿着进料管以一定的速度和角度进入加料井，铝水在圆形的加料井中形成旋涡，进入加料井的铝屑被形成旋涡流动的铝水迅速的卷吸、覆盖，利用铝液的温度将加入的铝屑熔化，未熔化的部分被铝液经过加料井下部的回流管带回到主熔室。

进料管与回流管的截面均为圆形，其直径随主熔室及料井大小的不同而不同；加料井呈圆柱形桶体结构，加料井合理直径和高度，有利于产生较大的旋涡和保证工作时铝液不会溅出。采用内腔断面为圆形的管路连接主熔室、电磁泵和加料井，进料管和回流管均采用一定的角度和管径，进料管角度和管径保证进入加料井的铝液分别具有一定的切向和法向速度；回流管保证加料井内液位高度。进料管上安装有电磁泵，电磁泵为铝液运动提供动力，电磁泵可以提供多个档位的推力和正反两个推动方向，正向工作时，电磁泵可以将主熔室的铝液抽出，高速推向加料井。

进一步地，上述的铝屑沉熔设备，其中，电磁泵与进料管之间、进料管与主熔室和加料井之间、回流管与主熔室和加料井之间均采用法兰连接，螺栓紧固，且法兰间填塞密封垫，与电磁泵两端连接的法兰材质为不锈钢。在进料管和回流管上均安装有用于检测管内温度的热电偶。

更进一步地，上述的铝屑沉熔设备，其中，在所述加料井的壁面上设置有用于清理进料管的清理孔，清理孔与进料管同中心线，可通过该孔清理进料管内残留的铝渣；在所述加料井的顶部安装有用于加料井烘干及预热的顶置燃烧器，顶置燃烧器在加料井烘干和每一次启动前使用，而且在日常工作中也是加料井温度的保障；在所述加料井的侧壁上安装有测温热电偶和液位检测探针。

本实用新型技术方案的特点和进步主要体现在：

①采用安装在进料管上的电磁泵抽动主熔室的铝液，将其高速推入加料井中，铝液在加料井中形成旋流强度很大的旋涡，能够快速卷吸、覆盖加入料井中的铝屑；从而解决了沉熔能力不足、铝屑与高温空气接触时间长、氧化烧损大、设备能耗高等问题；

②加料井为圆柱形桶体形状，加料井与主熔室之间采用圆形管路连接，形成铝液循环流动的通路；循环管路中进料管和回流管的管径和角度，充分考虑有利于加料井中旋涡的形成；进料管的管径保证进入加料井的铝液流量和流速，进入加料井的角度，使得铝液同时具有相对于圆形加料井横截面的切向速度和法向速度；回流管的安装位置有利于旋涡的形成，管径大小保证加料井中液面高度；

③该铝屑沉熔装置，结构简洁，沉熔能力强，生产效率高。

附图说明

下面结合附图对本实用新型技术方案作进一步说明：

图1：本实用新型的俯视示意图；

图2：加料井中铝液流动轨迹示意图；

图3：加料井的主视示意图。

图中各附图标记的含义见下表：

附图标记	含义	附图标记	含义	附图标记	含义
						1	主熔室	2	回流管	3	加料井
4	进料管	5	电磁泵	6	放流口
						31	清理孔	32	测温热电偶	33	顶置燃烧器
34	液位检测探针	A	铝液进口	B	铝液流动轨迹
						C	法向速度	D	切向速度

具体实施方式

如图1所示，一种高效环保的铝屑回收熔化炉，主体部分包括主熔室1、电磁泵5和加料井3，在主熔室1的侧壁靠近底部设有放流口6，主熔室1通过进料管4和安装在进料管上的电磁泵5与加料井3连接，加料井3通过安装在底部的回流管2与主熔室1相连，构成循环回路，且主熔室1上进料管的管口标高高于回流管的管口标高。其中，加料井3呈圆柱形桶体结构，进料管4和回流管2的截面为圆形，且在进料管4和回流管2上安装有热电偶，在竖直方向上进料管4与加料井3的连接角度为91°～93°，回流管2与加料井3的连接角度为91°～93°。电磁泵5与进料管4之间、进料管4与主熔室1和加料井3之间、回流管2与主熔室1和加料井3之间均采用法兰连接，螺栓紧固，且法兰间填塞密封垫，与电磁泵5两端连接的法兰材质为不锈钢；在进料管4和回流管2上均安装有用于检测管内温度的热电偶。主熔室1中不断增加的铝液，可以通过主熔室的侧壁靠近底部上的放流口6放出，为了保证生产连续进行，主熔室中的铝液高度不能低于进料管4在主熔室侧管口的上边缘。

利用安装在进料管4上的电磁泵5提供动力，主熔室1中的铝水在磁力的作用下沿着进料管以一定的速度和角度进入加料井3，铝水在圆形的加料井3中形成旋涡，将加入到加料井的铝屑迅速的卷吸、覆盖，并利用铝液的温度将加入的铝屑熔化，有效的避免直接加热铝屑造成大量的氧化烧损，铝液再经过加料井下部的回流管2流回到主熔室1。电磁泵5提供动力，铝液不仅要能够在设备中循环流动起来，而且要具有一定的流动速度。在为铝液流动、产生旋涡提供动力时不与铝液发生接触，不会污染铝液，从而保证了铝液的品质。进料管4合适的角度和管径，保障铝液在进入到加料井时能具有一定的速度和角度，可以将铝液入口速度分解为：水平方向垂直加料井半径的切向速度和沿加料井壁面向上的法向速度。回流管2的位置和管径，既有利于料井中铝液流动时旋涡的形成，又可保证加料井中一定的铝液液面高度。

上述设备用于铝屑熔化：开炉时在熔化室1内加入干净的大块铝废料，进行快速熔化，在熔池内形成一定深度的熔液；开启电磁泵5，在电磁泵力的作用下铝液经过进料管4以一定的速度和角度进入到加料井3中，铝液在圆形的加料井3中流动形成旋涡，加入的铝屑迅速被流动的铝液覆盖并熔化；铝液再经回流管2回到主熔室。铝液在加料井中形成的旋涡状流动，可以有效的将加入的铝屑卷吸、覆盖。如图2所示，主熔室1铝液深度和温度达到一定值时，开启电磁泵5，进料管4中的铝液在电磁泵力的推动作用下，沿着进料管以一定的速度从铝液进口A进入加料井3。由于铝液是沿着一定的方向进入圆形加料井中的，在流体特性的作用下，运动的铝液沿着圆形加料井壁面运动形成旋涡。铝液进入加料井时的速度方向按照速度矢量可以分解为：切向速度D和沿加料井壁面向上的法向速度C，形成铝液流动轨迹B。切向速度D促使铝液旋转流动，法向速度C使铝液沿着加料井壁面有一定的升高，然后在重力和侧壁反作用力的共同作用下，翻滚回加料井中心，如此在加料井中形成一个很强的不断向下翻滚的铝液旋涡。铝屑投入到加料井后，在旋转和翻滚的双重作用下瞬间被卷吸进入铝液，使铝屑在隔绝空气的条件下熔化，从而有效的减小了铝屑的氧化烧损。熔化的铝屑和原铝液一起进入循环。

如图3所示，加料井3具有独特的内部结构，有利于产生较大的旋涡；在加料井3的壁面上设置有用于清理进料管的清理孔31，井壁安装热电偶32，用于检测加料井温度；液位检测探针34，检测加料井中液面高度，防止金属液面过高；加料井顶置燃烧器33，其主要作用为加料井烘炉，顶置燃烧器在加料井烘干和每一次启动时使用，而且在日常工作中也是加料井及管路中温度的保障。

综上可见，本实用新型采用安装在进料管上的电磁泵抽动主熔室的铝液，将其高速推入加料井中，铝液在加料井中形成旋流强度很大的旋涡，能够快速卷吸、覆盖加入料井中的铝屑。加料井为圆柱形桶体结构，加料井与主熔室之间采用圆形管路连接，形成铝液循环流动的通路。循环管路中进料管和回流管的管径和角度，都充分考虑有利于加料井中旋涡的形成。进料管的管径保证进入加料井的铝液流量和流速、进入加料井的角度，使得铝液同时具有相对于圆形加料井横截面的切向速度和法向速度。回流管的安装位置有利于旋涡的形成，管径大小保证加料井中液面高度。该铝屑沉熔装置，结构简洁，沉熔能力强，生产效率高。

需要理解到的是：上述说明并非是对本实用新型的限制，在本实用新型构思范围内，所进行的添加、变换、替换等，也应属于本实用新型的保护范围。

Claims (4)

1.铝屑沉熔设备，包括主熔室(1)、加料井(3)和电磁泵(5)，所述主熔室(1)通过进料管(4)和安装在进料管上的电磁泵(5)与加料井(3)连接，所述加料井(3)通过安装在底部的回流管(2)与主熔室(1)相连，构成循环回路，主熔室(1)上进料管的管口标高高于回流管的管口标高，在主熔室(1)的侧壁靠近底部的位置设有放流口(6)，其特征在于：所述加料井(3)为圆柱形桶体结构，进料管(4)和回流管(2)的截面为圆形，在竖直方向上进料管(4)与加料井(3)的连接角度为91°～93°，回流管(2)与加料井(3)的连接角度为91°～93°。

2.根据权利要求1所述的铝屑沉熔设备，其特征在于：所述电磁泵(5)与进料管(4)之间、进料管(4)与主熔室(1)和加料井(3)之间、回流管(2)与主熔室(1)和加料井(3)之间均采用法兰连接，且法兰间填塞密封垫。

3.根据权利要求1所述的铝屑沉熔设备，其特征在于：在进料管(4)和回流管(2)上均安装有用于检测管内温度的热电偶。

4.根据权利要求1所述的铝屑沉熔设备，其特征在于：在所述加料井(3)的壁面上设置有用于清理进料管的清理孔(31)，在所述加料井(3)的顶部安装有用于加料井烘干及预热的顶置燃烧器(33)，在所述加料井(3)的侧壁上安装有测温热电偶(32)和液位检测探针(34)。

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