CN201583139U - 高效连续生产再生铝合金熔炼炉组 - Google Patents

高效连续生产再生铝合金熔炼炉组 Download PDF

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Abstract

本实用新型公开了一种高效连续生产再生铝合金熔炼炉组,包括一个铝屑炉、一个高炉和两个低炉,四个熔铝炉均采用浸没熔化方法,以减少铝烧损;采用蓄热式燃烧技术,以降低能源消耗;整个熔炼车间只设计两级工作台面,以方便废铝原料和灰渣运输,确保整套设备能耗低、铝烧损小、生产效率高、扒渣除铁方便,能够有效降低铝液当中铁元素含量、提高铝液质量、适用各种废铝原料和规模化连续生产的要求。

Description

高效连续生产再生铝合金熔炼炉组
一、技术领域:
本实用新型涉及一种高效连续生产再生铝合金熔炼炉组。
二、背景技术:
再生铝合金熔炼的工艺要求是这样的:首先熔化可以再生利用的废铝原料,检验铝液成分,添加硅、锰、铜等合金元素,搅拌铝液均匀,再次检验铝液成分,补充添加合金元素,直至铝液合金成分满足客户要求。
早期的再生铝合金熔炼炉采用单炉结构,熔化时间长,生产效率低,铝烧损大,合金成分难以控制,因此,后来的再生铝合金熔炼炉采用双室炉结构,由两个同规格的熔铝炉连体组成,中间用炉墙间隔,主炉主要起到熔化废铝的作用,副炉主要起到调整铝液成分作用,由此生产效率得到提高,但双室炉检修困难,一旦其中的一个窑炉需要检修,两个窑炉都要停炉,而且双室之间的铝液流动不畅,主副炉作业相互影响,主炉铝液成分严重影响副炉的成分调整,特别是扒渣除铁困难,铝液当中的有害成分铁元素难以控制,产品质量始终难以提高。因此,现在的再生铝合金熔炼炉普遍采用高低炉结构,高炉与低炉用流槽连接,两者高差约800mm,使铝液流动顺畅。高炉仅起到熔化废铝的作用,炉温控制在1000℃以下,使废铝原料中的铁元素难以熔化到铝液当中,可以有效降低铁元素的含量;低炉主要起到调整铝液成分作用,炉温要求在1000℃至1100℃之间。高炉铝水熔化完毕后,全部通过流槽流到低炉使用,炉底残留的含铁炉渣可以非常方便地清除干净,有效地保证了铝水质量。高低炉生产可以互不影响,当其中一个炉需要检修时,另一个炉可以单独生产,生产效率和铝液质量都得到了提高,但高低炉结构的再生铝合金熔炼炉依然克服不了铝烧损大的难题,很难高效熔化价格低廉的铝屑原料和体积小的废铝原料,而且低炉由于需要溶解硅、锰、铜等合金元素,还要放铝铸锭,这些工艺过程都需要时间,因此低炉的单炉次工作时间大于高炉的工作时间,造成高低炉工作时间不配套,低炉满负荷工作,而高炉却得不到发挥。
更为严重的是,上述铝合金熔炼炉型(单熔炼炉、双室炉、高低炉)均存在能源消耗量过大的问题。
三、发明内容:
为了解决现有铝合金熔炼炉型存在的问题,本实用新型的目的在于提供一种能耗低、铝烧损小、生产效率高、扒渣除铁方便、能够有效降低铝液当中铁元素含量、提高铝液质量、适用各种废铝原料、适应规模化连续生产的高效再生铝合金熔炼炉组。
本实用新型所采用的技术方案是:由四个同规格的炉型组成一套再生铝合金熔炼炉组,其中一个为铝屑炉、一个为高炉、两个为低炉。四个熔铝炉分工明确,相互配合,使得整体再生铝合金熔炼炉组的工作效率都得到提高。四个熔铝炉可以为圆形,也可以为矩形。四个熔铝炉均采用浸没熔化方法,以减少铝烧损;采用蓄热式燃烧技术,以降低能源消耗;整套再生铝合金熔炼炉组适合各种废铝原料,包括铝屑、大小废铝原料等,可以实施规模化连续生产。
铝屑炉主要起到熔化铝屑、纯废铝的作用。铝屑炉内的铝水一般不放尽,每炉都要留下近一半的铝水,高度应在200mm以上,用于下一炉铝屑的熔化,起到浸没铝屑,避免燃烧火焰直接接触铝屑,可以大大减少铝屑烧损。经济条件允许的话,可以为铝屑炉配置永磁搅拌装置,从而提高铝屑炉的熔化速度,更进一步减少铝屑烧损。
高炉主要起到熔化废杂铝原料的作用。高炉炉底比铝屑炉低100mm至500mm。高炉工作时,首先接收来自铝屑炉的铝水,然后再往铝水当中分批投放废杂铝原料,尽量使得废杂铝原料浸没在铝水当中加热熔化,以减少铝烧损。高炉炉膛温度控制在1000℃左右。高炉的废杂铝原料熔化完毕后,全部流到低炉使用,残留在炉底的含铁炉渣清除干净,再接收铝屑炉的铝水,继续下一炉的作业。高炉不能配置永磁搅拌装置,以免加大铝水当中铁成分含量。
低炉主要起到调整铝液成分作用。低炉炉底比高炉低800mm至1000mm。低炉工作时,首先接收来自高炉的铝水,检验铝水各项元素含量后,按客户要求,适量投放硅、锰、铜等合金元素,待合金元素溶解完毕,并检验合格后,再放铝水铸锭。低炉炉温要求达到1000℃至1100℃之间,依然采用浸没熔化方法保护合金元素。为加快合金元素的溶化速度,均匀铝水各项元素成分,两个低炉可以共用一个永磁搅拌装置,使得制锭铝水质量得到稳定和提高。
上述四个熔铝炉均采用蓄热式燃烧系统设备,以降低能源消耗。
采用一个铝屑炉、一个高炉、两个低炉组成一套配合完善的再生铝合金熔炼炉组,可以确保各炉炉池在熔炼废铝原料之前,都有铝水存在,所有废铝原料始终采用浸没熔化方法,废铝原料浸没在铝水当中,铝水表面形成的氧化膜既增加了黑度系数,强化了炉膛辐射传热,又起到了隔离铝液与炉膛氧化气氛的作用,从而可以有效降低铝烧损。配套蓄热式燃烧系统设备,更加可以大幅节约能源消耗。因此,整套炉组具有能耗低、烧损小、扒渣除铁方便、铝液质量高、生产效率高、工人劳动强度低、适合各种废料、可以规模化高效连续生产的优点。
四、附图说明
图1是本实用新型的平面布置图。
图2是本实用新型的立面布置图。
图中,1铝屑炉、2高炉、3低炉、4蓄热燃烧系统设备、5永磁搅拌器设备、6两个低炉与铸锭机之间共用的流槽、7铸锭机、12铝屑炉与高炉之间的流槽、13铝屑炉与低炉之间的流槽、23高炉与低炉之间的流槽、18铝屑炉炉口工作面、28高炉炉口工作面、38低炉炉口工作面。
五.具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步的说明。
如图1所示,整套再生铝合金熔炼炉组配置有一个铝屑炉1、一个高炉2、两个低炉3,四个熔铝炉炉墙之间相距2米左右。与熔铝炉配套的有蓄热燃烧系统设备4、永磁搅拌器设备5。四个熔铝炉之间用流槽相连。
如图2所示,铝屑炉1与高炉2炉底的高差有100mm至500mm,铝屑炉1与高炉2之间的流槽12存在高差100mm至200mm;高炉2与低炉3炉底的高差有800mm至1000mm,高炉2与低炉3之间的流槽23存在高差200mm至300mm;因此,铝屑炉1与低炉3炉底的高差有1000mm至1200mm,铝屑炉1与低炉3之间的流槽13存在高差300mm至500mm;低炉3的放水流槽6大致与低炉炉口工作面38持平;铝屑炉炉口工作面18与高炉炉口工作面28基本持平。
这样的立面设计可以做到整个熔炼车间只需两个工作台面:铝屑炉18与高炉28共用一个高台工作面,两个低炉工作面38与车间地面持平,两个工作台面高差有1000mm至1200mm。这样的平面与立面设计对于车间的废铝原料物流、扒渣物流、扒灰物流、成品铝锭物流,以及工人的操作环境都极大改善,符合现代物流理念,可以极大地提高车间生产效率。
本实用新型的工作流程及原理如下:
首先把纯废铝、铝屑等较干净的原料投入铝屑炉1熔化,产生的铝水通过放水流槽12流到高炉2,放水容量约为铝屑炉1的35%至50%。然后再投废铝原料进铝屑炉1,继续下一炉的熔化,始终保持铝屑炉1熔池内有铝水存在,实现浸没熔化铝屑,并使用永磁搅拌装置5加速铝屑的熔化,极大地减少铝烧损。由于使用较干净的废铝原料,铝屑炉1的铝水含铁量很小,炉底沉渣量不大,没有必要每炉清渣,可以允许间隔五天左右,才清炉扒渣一次,此时铝屑炉1的铝水必须通过放水流槽13全部流到低炉3熔池中。
高炉2首先接收来自铝屑炉1的铝水,高度可以控制在200mm左右,然后再往铝水当中分批投放废杂铝原料,尽量使得废杂铝原料浸没在铝水当中加热熔化,以减少铝烧损。高炉2炉膛温度控制在1000℃左右。高炉2的废杂铝原料熔化完毕后,全部流到低炉3使用,残留在炉底的含铁炉渣清除干净,再接收铝屑炉1的铝水,继续下一炉的作业。高炉2不能配置永磁搅拌装置5,以免加大铝水当中铁成分含量。由于高炉2的废铝原料成分复杂,造成炉底沉渣量较大,因此,高炉2必须每炉都要扒渣除铁,清理炉底干净后,才允许接收铝屑炉1的铝水,再投放废杂铝原料,继续下一炉的作业。
两个低炉3首先接收来自高炉2的铝水,检验铝水各项元素含量后,按客户要求,适量投放硅、锰、铜等合金元素,待合金元素溶解完毕,并检验合格后,再放铝水铸锭。低炉炉温要求达到1000℃至1100℃之间,依然采用浸没熔化方法保护合金元素。为加快合金元素的溶化速度,均匀铝水各项元素成分,两个低炉可以共用一个永磁搅拌装置,使得制锭铝水质量得到稳定和提高。由于低炉3要使用精炼剂,精炼铝液,致使铝液表面的浮灰较多,但炉底沉渣量不大,允许间隔五天左右,才清炉扒渣一次。该炉型的设计,可以确保低炉清灰扒渣工作非常方便,物流通畅。
以上所述,仅为本实用新型的较佳实施方式,但本实用新型的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员,在本实用新型揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或者替换,都应涵盖在本实用新型的保护范围内。

Claims (3)

1.一种高效连续生产再生铝合金熔炼炉组,其特征在于:包括一个铝屑炉、一个高炉和两个低炉,四个熔铝炉可以为圆形,也可以为矩形,四个熔铝炉之间用流槽相连,铝屑炉炉口工作面与高炉炉口工作面持平,共用一个高台工作面,低炉工作面与地面持平。
2.根据权利要求1所述的高效连续生产再生铝合金熔炼炉组,其特征在于:铝屑炉和两个低炉均配置永磁搅拌器设备。
3.根据权利要求1所述的高效连续生产再生铝合金熔炼炉组,其特征在于:高台工作面与低炉工作面高差1000mm至1200mm。
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