CN206207410U - 燃烧系统及熔融铝液净化处理装置 - Google Patents

Abstract

一种燃烧系统，涉及铝及铝合金生产技术领域，该燃烧系统的烧嘴包括与燃气管道连通的多根分管，多根分管远离燃气管道的一端均延伸出来呈放射状设置，每根分管均开有多个第一喷火孔。烧嘴处产生的火焰通过分管的引导，遍布于包体内部的各个位置，并朝向包体内的各个方向均匀喷射而出，对包体内部进行快速、高效、全面的加热。另外，由于使用天然气和空气混合燃烧，因此能耗低；而且通过控制天然气和空气的流量，即可控制燃烧产生的火焰大小，从而实现对铝液温度的控制。本实用新型还提供一种熔融铝液净化处理装置，可在对熔融铝液进行净化的过程中，利用燃烧系统对包体内部进行快速、高效、全面的加热，且能耗低，实现对铝液温度的控制。

Description

燃烧系统及熔融铝液净化处理装置

技术领域

本实用新型涉及铝及铝合金生产技术领域，具体而言，涉及一种燃烧系统及熔融铝液净化处理装置。

背景技术

铝及铝合金熔铸是利用电解铝液或铝锭、返回废料、中间合金为主要原料，经熔化、保温、精炼、铸造后形成外形各异的产品。铝及铝合金熔铸工艺过程中，如果对熔融铝液里所溶入的气体和非金属夹杂物处理不当，就会造成铸锭中疏松、气孔、夹渣等冶金缺陷，这些缺陷会直接影响最终产品的质量，特别是产品的内部组织和性能。为了避免上述冶金缺陷，除了采取措施防止熔融铝液氧化和烧损外，关键在于对熔融铝液进行净化处理。

目前，国内大部分企业开始使用电解铝水直接生产熔铸产品，相较于使用电解铝水先生产重熔铝锭，再生产熔铸产品所进行的二次重熔技术，减少了生产工艺步骤，降低了能源消耗。由于电解铝水温度高、含氢量高、渣含量高的特点，因此，对熔融铝液的净化工艺就尤为重要，它直接关系到熔铸产品的质量。

现在国内大部分企业是在电解铝液倒入熔炼炉后进行净化处理和在电解铝液输入铸造设备前进行除气，以实现对熔融铝液的净化。但这种净化方式存在很多不足，其中一点为：对于熔炼炉来讲，需要将倒入整个熔炼炉内的铝液搅动起来进行精炼处理，在此过程中，需要对液态铝的温度进行控制，使其保持在一个较小的温度变化范围内。由于熔炼炉的面积较大，铝液的黑度系数低，镜面反射率高，不易加热，一般加热炉的烧嘴火焰集中，辐射面积小，加热效率较低，耗费能源多，却不能达到很好的加热效果，难以实现对铝液温度的控制。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种燃烧系统，其可对包体内部进行快速、高效、全面的加热，且能耗低，从而实现对铝液温度的控制。

本实用新型的另一目的在于提供一种熔融铝液净化处理装置，可在对熔融铝液进行净化的过程中，对包体内部进行快速、高效、全面的加热，且能耗低，从而实现对铝液温度的控制。

本实用新型的实施例是这样实现的：

一种燃烧系统，作用于包体，燃烧系统包括天然气管道、助燃空气管道和插入包体内的燃气管道，燃气管道位于包体外的一端分别与天然气管道、助燃空气管道连通，燃气管道位于包体内的一端连接有烧嘴，烧嘴包括与燃气管道连通的多根分管，多根分管远离燃气管道的一端均延伸出来呈放射状设置，每根分管均开有多个第一喷火孔。

在本实用新型较佳的实施例中，上述燃烧系统还包括与包体内部连通的排烟管道，排烟管道设置有排烟蝶阀。

在本实用新型较佳的实施例中，上述排烟管道远离包体的一端与熔炼炉排烟管道连通。

在本实用新型较佳的实施例中，上述包体包括罐体和盖子，燃气管道插入包体的盖子，排烟管道插入罐体侧壁。

在本实用新型较佳的实施例中，上述燃烧系统还包括控制柜，包体内设置有温度感应器，天然气管道设置有第一风机，助燃空气管道设置有第二风机，温度感应器、第一风机和第二风机均与控制柜连接。

在本实用新型较佳的实施例中，上述烧嘴还包括开有多个第二喷火孔的环形管，多根分管远离燃气管道的一端共同连通环形管。

在本实用新型较佳的实施例中，上述燃气管道内设置有燃烧发生器，燃烧发生器包括隔板和点火电极，隔板将燃气管道分隔为输气段和燃烧段，燃烧段连接烧嘴，输气段内设置有输气管，输气管与天然气管道连通，输气管与燃气管道之间的管道与助燃空气管道连通，隔板开有用于使天然气通过的第一通孔和用于使助燃空气通过的第二通孔，点火电极穿过隔板，且电极头位于燃烧段内。

在本实用新型较佳的实施例中，上述隔板包括盖于输气管的燃气喷头，以及位于输气管和燃气通道之间的空气旋流盘，第一通孔位于燃气喷头上，第二通孔位于空气旋流盘上。

在本实用新型较佳的实施例中，上述隔板、燃烧段和烧嘴均采用碳化硅材料制成。

一种熔融铝液净化处理装置，其包括包体，以及燃烧系统，燃烧系统作用于包体。

本实用新型实施例的有益效果是：本实用新型燃烧系统的烧嘴包括与燃气管道连通的多根分管，多根分管远离燃气管道的一端均延伸出来呈放射状设置，每根分管均开有多个第一喷火孔。烧嘴处产生的火焰通过分管的引导，遍布于包体内部的各个位置，并朝向包体内的各个方向均匀喷射而出，对包体内部进行快速、高效、全面的加热。另外，由于使用天然气和空气混合燃烧，因此能耗低；而且通过控制天然气和空气的流量，即可控制燃烧产生的火焰大小，从而实现对铝液温度的控制。本实用新型的熔融铝液净化处理装置可在对熔融铝液进行净化的过程中，利用燃烧系统对包体内部进行快速、高效、全面的加热，且能耗低，从而实现对铝液温度的控制。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型实施例3提供的一种熔融铝液净化处理装置的结构示意图；

图2为图1中A部分的剖视图；

图3为本实用新型实施例4提供的一种熔融铝液净化处理装置的结构示意图。

说明书附图标记：

图标：001-熔融铝液净化处理装置；002-熔融铝液净化处理装置；110-包体；111-罐体；112-盖子；120-熔炼炉排烟管道；200-燃烧系统；300-燃烧系统；210-天然气管道；220-助燃空气管道；230-排烟管道；240-燃气管道；250-烧嘴；350-烧嘴；251-分管；252-第一喷火孔；351-环形管；352-第二喷火孔；260-输气管；270-隔板；271-燃气喷头；272-空气旋流盘；273-第一通孔；274-第二通孔；280-点火电极；281-电极头。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

第一实施例

请参照图1所示，本实施例提供一种作用于包体110的燃烧系统200，该燃烧系统200包括控制柜、天然气管道210、助燃空气管道220、插入包体110内的燃气管道240，以及与包体110内部连通的排烟管道230，其中，包体110包括罐体111和盖子112，燃气管道240插入包体110的盖子112，排烟管道230插入罐体111侧壁。燃气管道240位于包体110外的一端分别与天然气管道210、助燃空气管道220连通，燃气管道240位于包体110内的一端连接有烧嘴250，燃气管道240内设置有燃烧发生器。天然气由天然气管道210通入燃烧系统200内进行燃烧，天然气的燃烧产物干净、清洁，且可短时间释放较大热能，保温、升温性能优异，同时，助燃用的空气由助燃空气管道220通入燃烧系统200内进行燃烧。进行燃烧的过程为：天然气和助燃用的空气分别流入燃烧管道，在燃烧发生器的作用下，天然气和空气混合燃烧，在烧嘴250处产生火焰，对包体110内部进行加热，同时，在包体110内部燃烧产生的烟气由排烟管道230排出包体110外。本实施例中，烧嘴250包括与燃气管道240连通的多根分管251，多根分管251远离燃气管道240的一端均延伸出来呈放射状设置，每根分管251均开有多个第一喷火孔252。烧嘴250处产生的火焰通过分管251的引导，遍布于包体110内部的各个位置，最后由各个分管251上的第一喷火孔252朝向包体110内的各个方向均匀喷射而出，形成多束火焰，对包体110内部进行快速、高效、全面的加热。另外，由于使用天然气和空气混合燃烧，因此能耗低；而且通过控制天然气和空气的流量，即可控制燃烧产生的火焰大小，从而实现对铝液温度的控制。

本实施例中，排烟管道230设置有排烟蝶阀，用于控制包体110内部燃烧产生烟气的排出时机和效率。本实施例中，排烟管道230远离包体110的一端与熔炼炉排烟管道120连通。这是因为对于铝液净化处理系统来说，通常会设置用于排出整个系统产生气体的熔炼炉排烟管道120，熔炼炉排烟管道120与用于进行后续烟气处理的烟气净化系统连接，烟气净化系统包括排烟风机。将排烟管道230直接与熔炼炉排烟管道120连通，可将包体110内产生的烟气直接排到熔炼炉排烟管道120并进行处理，省略另外设置的专门将包体110内部烟气排出的抽风机。

参见图2所示，燃烧发生器包括隔板270和点火电极280，隔板270将燃气管道240分隔为输气段和燃烧段，燃烧段连接烧嘴250，输气段内设置有输气管260，输气管260与天然气管道210连通，输气管260与燃气管道240之间的管道与助燃空气管道220连通，隔板270开有用于使天然气通过的第一通孔273和用于使助燃空气通过的第二通孔274，点火电极280穿过隔板270，且电极头281位于燃烧段内。具体地，隔板270包括盖于输气管260的燃气喷头271，以及位于输气管260和燃气通道之间的空气旋流盘272，第一通孔273位于燃气喷头271上，第二通孔274位于空气旋流盘272上。本实施例中，空气旋流盘272和燃气喷头271位于同一平面。

隔板270将燃气管道240分隔为输气段和燃烧段，天然气管道210内的天然气通过输气管260，最后由第一通孔273进入燃烧段，助燃空气管道220内的空气通过输气管260与燃气管道240之间的管道，最后由第二通孔274进入燃烧段。天然气和空气通过输气段时，两种气体不会发生混合，避免燃烧现象；天然气和空气在燃烧段混合，并在点火电极280的放电点火作用下，燃烧产生热量。而且隔板270、燃烧段和烧嘴250均采用碳化硅材料制成。隔板270、燃烧段和烧嘴250会与燃烧产生的火焰直接接触，为了避免燃烧段和烧嘴250被烧坏，燃烧段和烧嘴250需采用耐高温的材料，在当代C、N、B等非氧化物高技术耐火原料中，碳化硅为应用最广泛、最经济的一种，可以称为金钢砂或耐火砂。

本实施例中，包体110内设置有温度感应器，天然气管道210设置有第一风机，助燃空气管道220设置有第二风机，温度感应器、第一风机和第二风机、点火电极280均与控制柜连接。温度感应器用于采集包体110内的温度，并将温度信号传输给控制柜，控制柜根据包体110内的温度，控制第一风机和第二风机、点火电极280的工作状态，以对包体110内部进行点火燃烧、火量大小和熄灭。具体为：控制柜控制第一风机、第二风机、点火电极280启动，实现对包体110内部燃烧加热；控制柜调节第一风机、第二风机的功率，实现对火焰大小的控制；控制柜控制第一风机、第二风机、点火电极280停止，即停止加热。

参见图1和图2所示，燃烧系统200的工作原理是：

控制柜控制第一风机、第二风机、点火电极280启动，天然气在第一风机的作用下，通过天然气管道210进入燃烧管道，再通过燃烧管道内的输气管260，最后由第一通孔273进入燃烧段；同时，空气在第二风机的作用下，通过助燃空气管道220进入燃烧管道，再通过输气管260与燃气管道240之间的管道，最后由第二通孔274进入燃烧段，燃烧段内的天然气、空气发生混合，并在点火电极280的放电点火作用下，燃烧产生火焰。火焰通过分管251的引导，遍布于包体110内部的各个位置，最后由各个分管251上的第一喷火孔252朝向包体110内的各个方向均匀喷溢而出，形成多束火焰，对包体110内部进行快速、高效、全面的加热，而且，在包体110内部燃烧产生的烟气由排烟管道230排出包体110外。

在燃烧加热过程中，控制柜根据温度感应器采集到的包体110内部温度，调节第一风机、第二风机的功率，实现对火焰大小的控制。当包体110内部的温度达到预定值后，控制柜控制第一风机、第二风机、点火电极280停止运行，即停止对包体110内部加热。

第二实施例

请参照图3，本实施例提供一种燃烧系统300，作用于包体110，燃烧系统300包括天然气管道210、助燃空气管道220、插入包体110内的燃气管道240，以及与包体110内部连通的排烟管道230，其中，包体110包括罐体111和盖子112，燃气管道240插入包体110的盖子112，排烟管道230插入罐体111侧壁。燃气管道240位于包体110外的一端分别与天然气管道210、助燃空气管道220连通，燃气管道240位于包体110内的一端连接有烧嘴350，燃气管道240内设置有燃烧发生器。天然气由天然气管道210通入燃烧系统300内进行燃烧，天然气的燃烧产物干净、清洁，且可短时间释放较大热能，保温、升温性能优异，同时，助燃用的空气由助燃空气管道220通入燃烧系统300内进行燃烧。进行燃烧的过程为：天然气和助燃用的空气分别流入燃烧管道，在燃烧发生器的作用下，天然气和空气混合燃烧，在烧嘴350处产生火焰，对包体110内部进行加热，同时，在包体110内部燃烧产生的烟气由排烟管道230排出包体110外。本实施例中，烧嘴350包括环形管351，以及与燃气管道240连通的多根分管251，多根分管251远离燃气管道240的一端均延伸出来呈放射状设置，多根分管251远离燃气管道240的一端共同连通环形管351，每根分管251均开有多个第一喷火孔252，环形管351开有多个第二喷火孔352。烧嘴350处产生的火焰通过分管251的引导，遍布于包体110内部的各个位置，最后由各个分管251上的第一喷火孔252朝向包体110内的各个方向均匀喷射而出，形成多束火焰，对包体110内部进行快速、高效、全面的加热。另外，由于使用天然气和空气混合燃烧，因此能耗低；而且通过控制天然气和空气的流量，即可控制燃烧产生的火焰大小，从而实现对铝液温度的控制。

第三实施例

请参照图1所示，本实施例提供一种熔融铝液净化处理装置001，其包括包体110，以及第一实施例中的燃烧系统200，该燃烧系统200作用于包体110。该燃烧系统200包括天然气管道210、助燃空气管道220、插入包体110内的燃气管道240，以及与包体110内部连通的排烟管道230，燃气管道240位于包体110外的一端分别与天然气管道210、助燃空气管道220连通，燃气管道240位于包体110内的一端连接有烧嘴250，燃气管道240内设置有燃烧发生器。烧嘴250包括与燃气管道240连通的个多根分管251，多根分管251远离燃气管道240的一端均延伸出来呈放射状设置，每根分管251均开有多个第一喷火孔252。本实施例中，燃气管道240于包体110的中心线不重合，为了使分管251能作用包体110的各个位置，多根分管251的长度不等，但每根分管251的端部与包体110的内壁之间的距离相等。另一方面，分管251的设置不能妨碍熔融铝液净化处理装置001其他部件的设置和工作。

熔融铝液净化处理装置001的工作过程为：

(1)准备工作：打开入铝溜槽的入料口、排烟接口阀，关闭放铝口、激光液位控制器；将包体110旋转至零位(直立静止位置)；石墨转子处于高位，关闭转子插入口。

(2)燃烧系统200对包体110内部进行燃烧升温，直至预设温度，燃烧系统200停止工作。

(3)入料：使用行车将电解铝液台包运到入铝溜槽前，倾动电解铝液台包，将电解铝液注入到包体110内。

(4)精炼处理：关闭入铝溜槽的入料口，打开石墨转子插入口，石墨转子下降至处于中位，开启氩气系统；石墨转子插入铝液处于低位，石墨转子转动，喷粉精炼运行；5-10分钟后关闭喷粉精炼(氩气系统正常运行)，石墨转子上升处于中位，关闭氩气系统及转子旋转，使石墨转子处于高位，关闭石墨转子插入口；在此精炼处理过程中，燃烧系统200工作，对包体110内的滤液进行燃烧加热，使其保持在一定的温度范围内。

(5)静置处理：将铝液静置4-5分钟，在此静置处理过程中，燃烧系统200工作，对包体110内的滤液进行燃烧加热，使其保持在一定的温度范围内。待铝液中精炼剂充分反应出的杂质在弥散于铝液中的惰性气体小气泡完全上浮带出后，燃烧系统200停止工作。

(6)放流：打开激光液位控制器口，激光液位控制器开始工作，然后打开放铝口，铝液注入到熔炼炉内，当激光到设置液位高度时，关闭放铝口。

重复以上工作过程(1)-(6)，直至熔炼炉充满净化处理后的铝液。

第四实施例

请参照图3所示，本实施例提供一种熔融铝液净化处理装置002，其包括包体110，以及第二实施例中的燃烧系统300，该燃烧系统300作用于包体110。

综上所述，本实用新型的燃烧系统可对包体内部进行快速、高效、全面的加热，且能耗低，从而实现对铝液温度的控制；熔融铝液净化处理装置可在对熔融铝液进行净化的过程中，对包体内部进行快速、高效、全面的加热，且能耗低，从而实现对铝液温度的控制。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种燃烧系统，作用于包体，其特征在于，所述燃烧系统包括天然气管道、助燃空气管道和插入所述包体内的燃气管道，所述燃气管道位于所述包体外的一端分别与所述天然气管道、所述助燃空气管道连通，所述燃气管道位于所述包体内的一端连接有烧嘴，所述烧嘴包括与所述燃气管道连通的多根分管，所述多根分管远离所述燃气管道的一端均延伸出来呈放射状设置，每根所述分管均开有多个第一喷火孔。

2.根据权利要求1所述的燃烧系统，其特征在于，所述燃烧系统还包括与所述包体内部连通的排烟管道，所述排烟管道设置有排烟蝶阀。

3.根据权利要求2所述的燃烧系统，其特征在于，所述排烟管道远离所述包体的一端与熔炼炉排烟管道连通。

4.根据权利要求3所述的燃烧系统，其特征在于，所述包体包括罐体和盖子，所述燃气管道插入所述包体的盖子，所述排烟管道插入所述罐体侧壁。

5.根据权利要求1所述的燃烧系统，其特征在于，所述燃烧系统还包括控制柜，所述包体内设置有温度感应器，所述天然气管道设置有第一风机，所述助燃空气管道设置有第二风机，所述温度感应器、所述第一风机和所述第二风机均与所述控制柜连接。

6.根据权利要求1所述的燃烧系统，其特征在于，所述烧嘴还包括开有多个第二喷火孔的环形管，所述多根分管远离所述燃气管道的一端共同连通所述环形管。

7.根据权利要求1所述的燃烧系统，其特征在于，所述燃气管道内设置有燃烧发生器，所述燃烧发生器包括隔板和点火电极，所述隔板将所述燃气管道分隔为输气段和燃烧段，所述燃烧段连接所述烧嘴，所述输气段内设置有输气管，所述输气管与所述天然气管道连通，所述输气管与所述燃气管道之间的管道与所述助燃空气管道连通，所述隔板开有用于使天然气通过的第一通孔和用于使助燃空气通过的第二通孔，所述点火电极穿过所述隔板，且电极头位于燃烧段内。

8.根据权利要求7所述的燃烧系统，其特征在于，所述隔板包括盖于所述输气管的燃气喷头，以及位于所述输气管和燃气通道之间的空气旋流盘，所述第一通孔位于所述燃气喷头上，所述第二通孔位于所述空气旋流盘上。

9.根据权利要求7所述的燃烧系统，其特征在于，所述隔板、所述燃烧段和所述烧嘴均采用碳化硅材料制成。

10.一种熔融铝液净化处理装置，其特征在于，其包括包体，以及如权利要求1至8中任一项所述的燃烧系统，所述燃烧系统作用于所述包体。