CN204648942U - 一种有色金属铸造熔体的环保、节能生产系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种有色金属铸造熔体的环保、节能生产系统，包括熔炼炉，熔炼炉上设置有投料井和余热排气口，还包括投料机构和用于对有色金属料片进行加热的预热装置，该预热装置包括预热腔室、进料口和出料口，所述投料机构与进料口连接，所述投料井与出料口连接，所述余热排气口通过烟道与预热腔室连通。本实用新型在熔炼炉熔炼之前设置预热装置对料片进行预热，减小与熔炼炉的温差，防止冷却的料片进入熔炼炉后发生爆炸，提高熔炼的效率，减少熔炼炉的燃烧加热时间；采用熔炼炉的烟气对料片进行预热，使余热得到充分利用，减少能量损失，降低能耗，实现能源的循环利用；该系统工序得到精简，改变传统的两次熔化为一次熔炼，缩短了生产周期。

Description

一种有色金属铸造熔体的环保、节能生产系统

技术领域

本实用新型涉及铸造熔体的冶炼技术领域，特别涉及一种有色金属铸造熔体的环保、节能生产系统。

背景技术

铸造是将通过熔炼的金属液体浇注入铸型内，经冷却凝固获得所需形状和性能的零件的制作过程。铸造是常用的制造方法，制造成本低，工艺灵活性大，可以获得复杂形状和大型的铸件，在机械制造中占有很大的比重，被铸金属有：铜、铁、铝、锡、铅等。

被铸金属在形成铸件之前，都要通过熔炼制成金属液体或称为熔体，目前我国铸造行业获得金属熔体的生产过程如下：1、准备原材料，包括纯金属、回收的金属以及其他的金属等；2、熔炼工厂将原材料重熔成金属熔液；3、熔炼工厂按照客户求配置成分并铸锭，按照种类和型号标名牌；4、将金属锭运输至铸造企业，铸造企业将金属锭再次熔化成金属熔液；5、最后铸造企业铸压成铸件。其中，能源消耗最高、污染最严重、料件降级浪费最突出的就是中间的熔炼工厂这一环节。特别是在我国，由于行业发展不成熟，生产技术落后，装备水平原始，熔炼工厂更是成为国家节能减排工作的主要矛盾。这种传统的熔炼工艺不仅过程复杂、生产周期长，而且在熔炼工厂重熔成熔液以及铸造企业将金属锭再次熔化成熔液两个环节，都要大量的建设厂房、设备，不仅增加了生产投入，还要消耗大量的能源，造成能源的浪费。总之，由于生产设备、设施的落后导致传统的熔炼环节不节能、不环保；而传统生产模式的二次熔化产生二次烧损和能源消耗，加剧了能耗、排放和污染。

同时，传统的熔炼工艺中，被破碎的金属料件都是直接加入到熔炼炉中，由于熔炼炉温度较高，常温的料件加入到高温的熔炼炉中，料件从常温加热至熔化状态要消耗大量的热量，而且加热时间较长；料件温度瞬时升高，容易产生爆炸，烧损较大，影响熔液品质；而熔炼炉燃烧产生的燃烧废气直接排出，余热没有得到好的利用，同时也污染环境。这些都对产品质量、节能环保都造成了严重的隐患。

我国是机械制造大国，而铸造在机械制造中占有很大的比重，如机床占60～80％，汽车占25％，拖拉机占50～60％。而传统的铸造企业大多是从上游的熔炼工厂获得铸造所需成分或种类的锭，导致中间环节的熔炼工厂较多，因此熔炼铸锭企业所消耗的能源较大，而且我国熔炼金属生产的综合能耗、污染物排放、资源回收利用率等关键指标与发达国家差距明显，带来极大环境污染隐患。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的不足，实用新型的目的在于提供一种有色金属铸造熔体的环保、节能生产系统，能够提高熔液生产效率，提高熔炼炉能源利用率，简化生产工序。

作为优选：为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供、一种有色金属铸造熔体的环保、节能生产系统，包括熔炼炉，所述熔炼炉上设置有投料井和余热排气口，还包括投料机构和用于对有色金属料片进行加热的预热装置，该预热装置包括预热腔室、进料口和出料口，所述投料机构与进料口连接，所述投料井与出料口连接，所述余热排气口通过烟道与预热腔室连通。

采用上述结构，在熔炼炉熔炼之前设置预热装置对料片进行预热，使进入熔炼炉的料片温度能够达到300°至400°，减小与熔炼炉的温差，防止冷却的料片进入熔炼炉后发生爆炸，同时能够提高熔炼的效率，减少熔炼炉的燃烧加热时间；由于采用熔炼炉的烟气对料片进行预热，使得熔炼炉排气的余热得到充分利用，减少能量损失，降低能耗，实现能源的循环利用。同时，该系统工序得到精简，改变传统的两次熔化为一次熔炼，缩短了生产周期，熔炼炉出来的熔液可以根据需求转运出备用；该系统占地面积小，可适应各种企业的需求。

由于该系统可以在铸造企业内直接应用，达到了可以在铸造工厂直接熔炼所需熔体的目的，铸造企业可以直接加工熔炼有色金属，从而取消了传统的中间熔炼企业；省去一次熔炼烧损和铸锭运输的环节，改变了传统熔液的生产模式，熔液的熔炼只需要一次熔化，摒弃传统的熔炼工厂的生产环节；从根本上减少一次熔化过程，也就从源头上减少了排放和能耗，更节能、环保。

作为优选：所述预热装置靠近出料口的一端设置有余热进气口，所述烟道两端分别与余热排气口和余热进气口连接，所述预热装置靠近进料口的一端设置有排烟口，该排烟口通过管道连接有除尘装置。

上述结构，熔炼炉的余热气体从出料口向进料口方向运动，从而与料片相向运动，能够使热气与料片接触的更充分，热交换效果好，与料片接触后的气体经排烟口排入除尘装置进行除尘后，排入大气中，减少排放，降低对大气的污染，做到环保生产。

作为优选：所述预热装置包括至少一个滚筒以及驱动滚筒转动的驱动机构，所述进料口和排烟口位于滚筒的第一端，所述余热进气口和出料口位于滚筒的第二端，所述滚筒内壁上倾斜设置有多个刮料板，当驱动装置驱动滚筒转动时，所述料片在刮料板作用下向出料口方向运动。

通过滚筒的转动使得料片在滚筒内被刮料板刮起呈帘状，并由进料口至出料口的方向运动，使得与料片与热气充分接触，预热效果好。

作为优选：所述滚筒包括同轴设置的内滚筒和外滚筒，内滚筒的长度小于所述外滚筒的长度，内滚筒和外滚筒之间通过支架固定，所述内滚筒内壁上倾斜设置有多个第一刮料板，外滚筒内壁上倾斜设置有多个第二刮料板，所述第二刮料板和第一刮料板的倾斜方向相反。

上述结构，由于外滚筒第二刮料板的方向与第一刮料板倾斜方向相反，而内滚筒和外滚筒同步转动，因此料片由内滚筒进入，经过进料端传送至出料端并进行热交换后，落入外滚筒靠近出料口的一端，再由外滚筒将料片传送至进料端，通过设置导板等机构使料片再次进入内滚筒内，从而使得料片持续在内滚筒和外滚筒内循环运动而预热。双层滚筒结构的设置，熔炼炉不需要加入料片时，可以使料片在内滚筒和外滚筒内来回运动，保证料片的温度，在需要加料时，打开出料口加入即可，由于热气进入滚筒后内滚筒内为主要换热通道，因此料片优选由内滚筒进入，当然料片也可由外滚筒与内滚筒之间的空间进入。

作为优选：所述驱动机构和滚筒均安装在支撑座上，所述滚筒进料端和出料端分别罩有第一端盖和第二端盖，第一端盖和第二端盖固定设置在支撑座上，并将所述滚筒两端密封，所述余热进气口开设在第二端盖中央，所述出料口位于余热进气口下方的第二端盖上，该出料口上设置有用于接料和关闭出料口的门板结构，所述出料口与投料井之间设置有计量斗。

门板结构在常态时关闭，当需要向熔炼炉投料时，转动门板结构，滚筒内的料片通过门板结构滑入投料的管道中，并通过计量斗进行定量精确投料。因而可以根据熔炼炉内熔液的深浅，调整加料的多少，防止料片过多冲击熔炼炉内的循环泵等设备；例如在熔液较浅时可以加少量的料片，在熔液较深时可以多加一些料片，实现精确控制。

作为优选：所述排烟口和进料口设在第一端盖上，所述投料机构的溜槽从进料口伸入内滚筒内或内滚筒与外滚筒之间；所述第一刮料板与内滚筒中心线之间的夹角为3°～5°，所述第二刮料板与外滚筒中心线之间的夹角为-3°～-5°。

作为优选：所述门板结构包括门板、横杆和两个气缸，所述横杆水平设置在滚筒的出料端，所述门板固定在横杆上，所述横杆的两端伸出滚筒两侧，并分别固定连接有转臂，两个所述气缸竖直设置在滚筒出料端的两侧，气缸下端与支撑座铰接，气缸上端与所述转臂铰接。

通过气缸杆的升降，调整横杆和门板的翻转，从而在卸料与关门之间切换，可以通过控制门板翻转的角度控制卸料的速度等。

作为优选：所述门板下方对应设置有卸料斗，卸料斗下方连接有溜管，溜管向下延伸至投料井上方，所述计量斗安装在溜管中部或下部，计量斗底部还设置有翻板，该翻板由设置在溜管上的第二气缸驱动翻转。

通过倾斜设置的溜管对料片的落下缓冲，第二气缸驱动翻板的翻转进行计量封闭和卸料。

作为优选：还包括破碎机构和保温炉，经破碎机构处理后的料片通过传送机构输送至投料机构，所述保温炉通过流液槽与所述熔炼炉连接，该保温炉的出液口还设置有熔液计量器。

破碎机构将废铝剪碎至一定规格的尺寸，再传送至投料机构进行投料，熔液成品后通过保温炉储存，熔液计量器对运送出的熔液精确计量。

作为优选：所述熔炼炉包括炉体和隔墙，所述隔墙将炉体分为燃烧室和加料室，加料室内设置有循环泵，所述投料井位于加料室的涡流上方，所述隔墙上设置有两个熔液流通孔，两个熔液流通孔分别位于涡流的上游和下游，所述余热排气口设置在燃烧室顶部。

上述结构，在投料井下方形成漩涡，当料片投下之后被涡流拉入底部，减少烧损，防止料片在熔液表面造成较大烧损，通过循环泵搅动熔液，使得熔液加热均匀，熔液里的元素混合均匀，提高熔液质量。

如上所述，实用新型的有益效果是：1、在熔炼炉熔炼之前设置预热装置对料片进行预热，减小料片与熔炼炉的温差，防止冷却的料片进入熔炼炉后发生爆炸，同时能够提高熔炼的效率，减少熔炼炉的燃烧加热时间。2、由于采用熔炼炉的烟气对料片进行预热，使得熔炼炉排气的余热得到充分利用，减少能量损失，降低能耗，实现能源的循环利用。3、同时，该系统工序得到精简，改变传统的两次熔化为一次熔炼，缩短了生产周期，熔炼炉出来的熔液可以根据需求转运出备用；该系统占地面积小，可适应各种企业的需求。4、第二刮料板的方向与第一刮料板倾斜方向相反，而内滚筒和外滚筒同步转动，因此料片进入滚筒后，可以持续在内滚筒和外滚筒内循环运动而预热，熔炼炉不需要加入料片时，可以使料片在内滚筒和外滚筒内来回运动，保证料片的温度。5、通过计量斗进行定量精确投料，因而可以根据熔炼炉内熔液的深浅，调整加料的多少，防止料片过多冲击熔炼炉内的循环泵等设备。6、熔液成品后通过保温炉储存，熔液计量器对运送出的熔液精确计量。

附图说明

图1为本实用新型实施例的平面布置示意图；

图2为本实用新型实施例的安装结构示意图；

图3为本实用新型图2中侧向的示意图；

图4为本实用新型实施例中预热装置的结构示意图；

图5为本实用新型实施例中门板结构与滚筒配合的示意图；

图6为本实用新型实施例中滚筒的结构示意图；

图7为本实用新型实施例中熔炼炉的结构示意图；

图8为图7中的A向视图。

零件标号说明

1   破碎机构

2   传送机构

21  提升机构

3   投料机构

31  溜槽

4   除尘装置

5   预热装置

51  内滚筒

52  外滚筒

53  第一刮料板

54  第二刮料板

55  第二端盖

56  第一端盖

571 电机

572 拖轮

573 扁带

581 门板

582 转臂

583 横杆

584 气缸

591 余热进气口

592 出料口

6   熔炼炉

61  燃烧室

62  加料室

63  循环泵

64  投料井

65  余热排气口

66  熔液流通孔

67  高出液口

68  低出液口

7   保温炉

8   熔液计量器

91  流液槽

92  烟道

93  溜管

94  计量斗

95  第二气缸

96  翻板

97  卸料斗

10  支撑架

11  支撑座

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解实用新型的其他优点及功效。

如图1至图3所示，本实用新型提供一种有色金属铸造熔体的环保、节能生产系统，包括熔炼炉6、破碎机构1、投料机构3和用于对有色金属料块进行加热的预热装置5，预热装置5包括预热腔室、进料口和出料口592，经破碎机构1剪碎的料片通过传送机构2输送至投料机构3，投料机构3通过溜槽31等与预热装置5的进料口连接，熔炼炉6上设置有投料井64和余热排气口65，投料井64与出料口592之间通过管道等连接，余热排气口65通过烟道92与预热腔室连通，预热装置5靠近出料口592的一端设置有余热进气口591，烟道92两端分别与余热排气口65和余热进气口591连接，预热装置5靠近进料口的一端设置有排烟口，该排烟口通过管道连接有除尘装置4。

如图7和图8所示，熔炼炉6包括炉体和隔墙，隔墙将炉体分为燃烧室61和加料室62，加料室62内设置有循环泵63，投料井64位于加料室62的涡流上方，隔墙上设置有两个熔液流通孔66，两个熔液流通孔66分别位于涡流的上游和下游，余热排气口65设置在燃烧室61顶部，燃烧室61还设置有高低两个出液口，高出液口67用于放出熔液，通常生产状态下要保证熔液高度在低出液口68以上，使熔液能够循环起来，当完全停机时通过低出液口68将熔液完全放出，保温炉7通过流液槽91与熔炼炉6连接，该保温炉7的出液口还设置有熔液计量器8。

如图4至图6所示，预热装置5包括至少一个滚筒以及驱动滚筒转动的驱动机构，驱动机构为安装在支撑座11上的4个电机571，电机571上连接有拖轮572，拖轮572与滚筒外壁上设置的扁带573配合驱动滚筒转动，进料口和排烟口位于滚筒的第一端，余热进气口591和出料口592位于滚筒的第二端，滚筒内壁上倾斜设置有多个刮料板，当驱动装置驱动滚筒转动时，料片在刮料板作用下向出料口592方向运动。

本例中为了使料片在滚筒内能够循环加热，滚筒包括同轴设置的内滚筒51和外滚筒52，其他实施例中可以设置一个滚筒进行传递，本例中的外滚筒52套在内滚筒51外，内滚筒51的长度小于外滚筒52的长度，内滚筒51和外滚筒52之间通过支架固定可以同步旋转，内滚筒51和外滚筒52均由耐热、耐磨材料制成，外滚筒52外壁上包裹有保温层，内滚筒51内壁上倾斜设置有多个第一刮料板53，外滚筒52内壁上倾斜设置有多个第二刮料板54，第二刮料板54和第一刮料板53的倾斜方向相反，第一刮料板53和第二刮料板54在内滚筒51和外滚筒52内壁上均匀分布，支撑座11上固定有第一端盖56和第二端盖55，第一端盖56和第二端盖55将滚筒进料端和出料端两端罩住并密封，余热进气口591开设在第二端盖55中央，出料口592位于余热进气口591下方的第二端盖55上，该出料口592上设置有用于接料和关闭出料口592的门板结构，出料口592与投料井64之间设置有计量斗94。排烟口和进料口设在第一端盖56上，投料机构3的溜槽从进料口伸入内滚筒51内或内滚筒51与外滚筒52之间；第一刮料板53与内滚筒51中心线之间的夹角为3°，第二刮料板54与外滚筒52中心线之间的夹角为-3°。

门板结构包括门板581、横杆583和两个气缸584，横杆583水平设置在滚筒的出料端，门板581固定在横杆583上，横杆583的两端伸出滚筒两侧，并分别固定连接有转臂582，两个气缸584竖直设置在滚筒出料端的两侧，气缸584下端与支撑座11铰接，气缸584上端与转臂582铰接。通过气缸584杆的升降，调整横杆583和门板581的翻转，从而在卸料与关门之间切换，可以通过控制门板581翻转的角度控制卸料的速度等，当然在横杆583与门板581之间也可以设置连杆机构，通过连杆机构拉动其翻转。

门板581下方对应设置有卸料斗97，卸料斗97下方连接有溜管93，溜管93向下延伸至投料井64上方，计量斗94安装在溜管93中部或下部，计量斗94底部还设置有翻板96，该翻板96由设置在溜管93上的第二气缸95驱动翻转，该结构与驱动门板581的结构类似。

本例中考虑到预热装置5的高度要高于熔炼炉6，因而通过框架结构的支撑架10将预热装置5支撑起，投料装置前方也设置有提升机构21，用于将破碎机构的料片传送到投料机构3中，这些机构都是常规手段，在此不再赘述，在其他实施例中高度差适宜的情况下可以省去支撑架10和提升机构21等。

本实用新型，在熔炼炉6熔炼之前设置预热装置5对料片进行预热，使进入熔炼炉6的料片温度能够达到300°至400°，减小与熔炼炉6的温差，防止冷却的料片进入熔炼炉6后发生爆炸，同时能够提高熔炼的效率，减少熔炼炉6的燃烧加热时间；由于采用熔炼炉6的烟气对料片进行预热，使得熔炼炉6排气的余热得到充分利用，减少能量损失，降低能耗，实现能源的循环利用。同时，该系统工序得到精简，改变传统的两次熔化为一次熔炼，缩短了生产周期，熔炼炉6出来的熔液可以根据需求转运出备用；该系统占地面积小，可适应各种企业的需求。

第二刮料板54的方向与第一刮料板53倾斜方向相反，而内滚筒51和外滚筒52同步转动，因此料片由内滚筒51进入，经过进料端传送至出料端并进行热交换后，落入外滚筒52靠近出料口592的一端，再由外滚筒52将料片传送至进料端，通过设置导板等机构使料片再次进入内滚筒51内，从而使得料片持续在内滚筒51和外滚筒52内循环运动而预热。双层滚筒结构的设置，熔炼炉6不需要加入料片时，可以使料片在内滚筒51和外滚筒52内来回运动，保证料片的温度，在需要加料时，打开出料口592加入即可，由于热气进入滚筒后内滚筒51内为主要换热通道，因此料片优选由内滚筒51进入，当然料片也可由外滚筒52与内滚筒51之间的空间进入。

通过计量斗94进行定量精确投料，因而可以根据熔炼炉6内熔液的深浅，调整加料的多少，防止料片过多冲击熔炼炉6内的循环泵63等设备；熔液成品后通过保温炉7储存，熔液计量器8对运送出的熔液精确计量。

此外本实用新型中的投料环节也可以采用人工投料替代；任何熟悉此技术的人士皆可在不违背实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由实用新型的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种有色金属铸造熔体的环保、节能生产系统，包括熔炼炉，所述熔炼炉上设置有投料井和余热排气口，其特征在于：还包括投料机构和用于对有色金属料片进行加热的预热装置，该预热装置包括预热腔室、进料口和出料口，所述投料机构与进料口连接，所述投料井与出料口连接，所述余热排气口通过烟道与预热腔室连通。

2.根据权利要求1所述的一种有色金属铸造熔体的环保、节能生产系统，其特征在于：所述预热装置靠近出料口的一端设置有余热进气口，所述烟道两端分别与余热排气口和余热进气口连接，所述预热装置靠近进料口的一端设置有排烟口，该排烟口通过管道连接有除尘装置。

3.根据权利要求2所述的一种有色金属铸造熔体的环保、节能生产系统，其特征在于：所述预热装置包括至少一个滚筒以及驱动滚筒转动的驱动机构，所述进料口和排烟口位于滚筒的第一端，所述余热进气口和出料口位于滚筒的第二端，所述滚筒内壁上倾斜设置有多个刮料板，当驱动装置驱动滚筒转动时，所述料片在刮料板作用下向出料口方向运动。

4.根据权利要求3所述的一种有色金属铸造熔体的环保、节能生产系统，其特征在于：所述滚筒包括同轴设置的内滚筒和外滚筒，内滚筒的长度小于所述外滚筒的长度，内滚筒和外滚筒之间通过支架固定，所述内滚筒内壁上倾斜设置有多个第一刮料板，外滚筒内壁上倾斜设置有多个第二刮料板，所述第二刮料板和第一刮料板的倾斜方向相反。

5.根据权利要求4所述的一种有色金属铸造熔体的环保、节能生产系统，其特征在于：所述驱动机构和滚筒均安装在支撑座上，所述滚筒进料端和出料端分别罩有第一端盖和第二端盖，第一端盖和第二端盖固定设置在支撑座上，并将所述滚筒两端密封，所述余热进气口开设在第二端盖中央，所述出料口位于余热进气口下方的第二端盖上，该出料口上设置有用于接料和关闭出料口的门板结构，所述出料口与投料井之间设置有计量斗。

6.根据权利要求4或5所述的一种有色金属铸造熔体的环保、节能生产系统，其特征在于：所述排烟口和进料口设在第一端盖上，所述投料机构的溜槽从进料口伸入内滚筒内或内滚筒与外滚筒之间；所述第一刮料板与内滚筒中心线之间的夹角为3°～5°，所述第二刮料板与外滚筒中心线之间的夹角为-3°～-5°。

7.根据权利要求5所述的一种有色金属铸造熔体的环保、节能生产系统，其特征在于：所述门板结构包括门板、横杆和两个气缸，所述横杆水平设置在滚筒的出料端，所述门板固定在横杆上，所述横杆的两端伸出滚筒两侧，并分别固定连接有转臂，两个所述气缸竖直设置在滚筒出料端的两侧，气缸下端与支撑座铰接，气缸上端与所述转臂铰接。

8.根据权利要求7所述的一种有色金属铸造熔体的环保、节能生产系统，其特征在于：所述门板下方对应设置有卸料斗，卸料斗下方连接有溜管，溜管向下延伸至投料井上方，所述计量斗安装在溜管中部或下部，计量斗底部还设置有翻板，该翻板由设置在溜管上的第二气缸驱动翻转。

9.根据权利要求1所述的一种有色金属铸造熔体的环保、节能生产系统，其特征在于：还包括破碎机构和保温炉，经破碎机构处理后的料片通过传送机构输送至投料机构，所述保温炉通过流液槽与所述熔炼炉连接，该保温炉的出液口还设置有熔液计量器。

10.根据权利要求1所述的一种有色金属铸造熔体的环保、节能生产系统，其特征在于：所述熔炼炉包括炉体和隔墙，所述隔墙将炉体分为燃烧室和加料室，加料室内设置有循环泵，所述投料井位于加料室的涡流上方，所述隔墙上设置有两个熔液流通孔，两个熔液流通孔分别位于涡流的上游和下游，所述余热排气口设置在燃烧室顶部。