CN207113585U - 一种具有耐火材料砌筑的双室熔铝炉 - Google Patents

一种具有耐火材料砌筑的双室熔铝炉 Download PDF

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徐培强
吴辉
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Abstract

本实用新型公开了一种具有耐火材料砌筑的双室熔铝炉，包括炉体和炉门，炉体包括炉体结构和炉体钢结构，炉体结构内设有中间隔墙，炉体结构的左侧上部形成大炉膛，炉体结构的左侧下部形成熔池，炉体结构的右侧形成小炉膛，小炉膛上连通设有搅拌池，小炉膛的顶部设有烟气排出通道；渣线部位的炉体内壁的最外层设有渣线砖，渣线砖为抗渗刚玉砖。本实用新型相较于现有技术，渣线部位采用抗渗刚玉砖，可以解决耐材、铝液、大气相交的界面上常会形成蘑菇状的结瘤问题，因为这种结瘤极为坚硬，其既减少炉容，清除时又会造成耐材损伤，这个问题的解决对炉衬耐火材料的使用寿命提高有明显的改善作用。

Description

一种具有耐火材料砌筑的双室熔铝炉
技术领域
本实用新型属于耐火熔铝炉设备领域，具体涉及一种具有耐火材料砌筑的双室熔铝炉。
背景技术
目前，铝熔化炉熔池部位用耐火材料的主要损坏方式是铝液的渗透，铝液渗透进入耐火材料中，金属铝和其中包含的其他合金元素，如Mg、Zn、Cu等与耐火材料中Al2O3、SiO2、Fe2O3等矿物发生反应形成新的物质，如铝液渗入耐材之中，将其中的SiO2还原成Si，即污染铝液，还破坏了耐材的结构；另外，熔铝炉中，在耐材、铝液、大气相交的界面上常会形成蘑菇状的结瘤，这种结瘤极为坚硬，既减少炉容，清除时又会造成耐材损伤，其是造成炉衬使用寿命低的主要原因。
双室熔铝炉主要用于冶炼废铝或者再生铝，上述造成熔铝炉炉衬耐火材料损坏和炉衬使用寿命低的问题比用于冶炼成品铝锭的熔铝炉更加严重，经常会影响熔铝炉的工作效率，无法满足生产需求。
因此，亟需一种结构性能稳定、使用寿命长的具有耐火材料砌筑的双室熔铝炉。
实用新型内容
为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种双室熔铝炉。
为了达到上述目的，本实用新型的技术方案如下：
本实用新型提供一种具有耐火材料砌筑的双室熔铝炉，包括
炉体，包括炉体结构和炉体钢结构，炉体结构为方体结构且其设置于炉体钢结构内，炉体结构内设有中间隔墙，中间隔墙上设有对流通道，炉体结构的左侧上部形成大炉膛，炉体结构的左侧下部形成熔池，炉体结构的右侧形成小炉膛，大炉膛的左侧面上设有第一烧嘴、第二烧嘴和放流口，大炉膛的前端面上且靠近炉体结构底部位置设有出铝口，小炉膛上连通设有搅拌池，小炉膛的顶部设有烟气排出通道；
炉门，包括炉门结构和炉门钢结构，炉门结构设置于炉门钢结构内，炉门结构分别设置于大炉膛和小炉膛的后端面上；
渣线部位的炉体内壁的最外层设有渣线砖，渣线砖为抗渗刚玉砖。
本实用新型相较于现有技术，渣线部位采用抗渗刚玉砖，可以解决耐材、铝液、大气相交的界面上常会形成蘑菇状的结瘤问题，因为这种结瘤极为坚硬，其既减少炉容，清除时又会造成耐材损伤，这个问题的解决对炉衬耐火材料的使用寿命提高有明显的改善作用。
在上述技术方案的基础上，还可做如下改进：
作为优选的方案，上述的炉体结构的顶部设有炉顶浇注层，炉顶浇注层由上向下依次设有保温浇注料、硅酸铝纤维毯、保温浇注料和炉顶工作层，炉顶浇注层内均匀分布有若干炉顶锚固钉；
炉体结构的左侧面、前端面和右侧面上且位于放流口的上方设有上炉墙浇注层，上炉墙浇注层由外向内依次设有硅酸铝纤维板、纳米板、硅藻土保温砖和上炉墙工作层，上炉墙浇注层内均匀分布有若干炉墙锚固爪；
炉体结构的左侧面、前端面和右侧面上且位于放流口附近设有下炉墙浇注层，下炉墙浇注层由内向外依次设有硅酸铝纤维板、纳米板、防渗层浇注料和渣线砖；
炉体结构的底部设有炉底浇注层，炉底浇注层由下向上依次设有硅藻土保温砖、熔池防渗层和熔池工作层；
炉顶浇注层和上炉墙浇注层的连接处还设有填充层，填充层包括硅酸纤维毯和黏土砖。
上述的大炉膛和小炉膛后端面的两侧设有炉门立柱，炉门立柱为钢纤维增强浇注料。
上述的炉门结构由靠近炉门钢结构至远离炉门钢结构方向依次设有硅酸铝限位板、保温浇注料和炉门工作层。
上述的炉顶工作层为莫来石质浇注料和浇注锚固砖，上炉墙工作层为低水泥浇注料，渣线砖为抗渗刚玉砖，熔池工作层为低水泥浇注料，炉岸为钢纤维增强浇注料，中间隔墙为刚玉耐火浇注料，出铝口出设有碳化硅质砖。
上述的第一烧嘴和第二烧嘴的周围设有刚玉耐火浇注料。
上述的炉体结构的底部且靠近炉门结构位置由内向外依次设有炉坡和炉岸，炉坡由炉门结构至炉体结构方向为由高到低倾斜设置。
采用上述优选的方案，对于易损部位进行了加强，提高结构的稳定性，避免炉体结构长期燃烧而产生变形。
作为优选的方案，上述的第一烧嘴和第二烧嘴的中心线由内向外为张开状。
采用上述优选的方案，第一烧嘴和第二烧嘴的中心线为张开状，燃烧的火焰交错向炉体结构的两侧，从而提高热辐射效率。
作为优选的方案，上述的炉体钢结构上且位于炉坡的下方设有支撑结构，支撑结构包括支撑柱和设置于支撑柱四周的锥体结构。
采用上述优选的方案，增加支撑结构，进一步提高结构强度。
附图说明
图1为本实用新型一种实施方式的整体结构示意图。
图2为本实用新型图1中A-A向的结构剖视图。
图3为本实用新型图1中B-B向的结构剖视图。
图4为本实用新型图1中C-C向的结构剖视图。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本实用新型的优选实施方式。
为了达到本实用新型的目的，如图1至图3所示，在本实用新型的其中一种实施方式中提供一种双室熔铝炉，包括
炉体，包括炉体结构10和炉体钢结构11，炉体结构10为方体结构且其设置于炉体钢结构11内，炉体结构10内设有中间隔墙12，中间隔墙12上设有对流通道，炉体结构10的左侧上部形成大炉膛13，炉体结构10的左侧下部形成熔池14，炉体结构10的右侧形成小炉膛15，大炉膛13的左侧面上设有第一烧嘴20、第二烧嘴21和放流口22，大炉膛13的前端面上且靠近炉体结构底部位置设有出铝口23，小炉膛15上连通设有搅拌池16，小炉膛15的顶部设有烟气排出通道；
炉门，包括炉门结构30和炉门钢结构31，炉门结构30设置于炉门钢结构31内，炉门结构30分别设置于大炉膛13和小炉膛15的后端面上；
渣线部位的炉体内壁的最外层设有渣线砖，渣线砖为抗渗刚玉砖。
本实施方式相较于现有技术，渣线部位采用抗渗刚玉砖，可以解决耐材、铝液、大气相交的界面上常会形成蘑菇状的结瘤问题，因为这种结瘤极为坚硬，其既减少炉容，清除时又会造成耐材损伤，这个问题的解决对炉衬耐火材料的使用寿命提高有明显的改善作用。
为了进一步地优化本实用新型的实施效果，在本实用新型的另一种实施方式中，在前述内容的基础上，上述的炉体结构的顶部设有炉顶浇注层，炉顶浇注层由上向向下依次设有保温浇注料、硅酸铝纤维毯、保温浇注料和炉顶工作层，炉顶浇注层内均匀分布有若干炉顶锚固钉；
炉体结构的左侧面、前端面和右侧面上且位于放流口的上方设有上炉墙浇注层，上炉墙浇注层由外向内依次设有硅酸铝纤维板、纳米板、硅藻土保温砖和上炉墙工作层，上炉墙浇注层内均匀分布有若干炉墙锚固爪；
炉体结构的左侧面、前端面和右侧面上且位于放流口附近设有下炉墙浇注层，下炉墙浇注层由内向外依次设有硅酸铝纤维板、纳米板、防渗层浇注料和渣线砖；
炉体结构的底部设有炉底浇注层，炉底浇注层由下向上依次设有硅藻土保温砖、熔池防渗层和熔池工作层；
炉顶浇注层和上炉墙浇注层的连接处还设有填充层，填充层包括硅酸纤维毯和黏土砖。
上述的大炉膛和小炉膛后端面的两侧设有炉门立柱，炉门立柱为钢纤维增强浇注料。
上述的炉门结构由靠近炉门钢结构至远离炉门钢结构方向依次设有硅酸铝限位板、保温浇注料和炉门工作层。
上述的炉顶工作层为莫来石质浇注料和浇注锚固砖，上炉墙工作层为低水泥浇注料，渣线砖为抗渗刚玉砖，熔池工作层为低水泥浇注料，炉岸为钢纤维增强浇注料，中间隔墙为刚玉耐火浇注料，出铝口出设有碳化硅质砖。
上述的第一烧嘴和第二烧嘴的周围设有刚玉耐火浇注料。
上述的炉体结构的底部且靠近炉门结构位置由内向外依次设有炉坡和炉岸，炉坡由炉门结构至炉体结构方向为由高到低倾斜设置。
采用上述优选的方案，对于易损部位进行了加强，提高结构的稳定性，避免炉体结构长期燃烧而产生变形。
（1）本实施方式中渣线砖采用可以解决耐材、铝液、大气相交的界面上常会形成蘑 菇状的结瘤问题的抗渗刚玉砖替代传统的JCL-ALFH抗铝渗透低水泥浇注料，二者材料性能 对比如下：
材料牌号 JCL-ALFH AR-85砖
最高使用温度，℃ 1300 1500
体积密度，g/cm3 ≥2.70(110℃*24h) 2.82-2.97
耐压强度,MPa ≥60 ≥88
烧后耐压强度，MPa(℃) ≥60(1200) /
烧后线变化率，%(℃) ±1.0(1200) /
Al2O3,% ≥70 ≥81
★抗铝渗透性能 优良 优良
改进目的：在保证材料优良抗铝渗透性能基础上，进一步提高材料的最高使用温度。
主要改进项目：
(a) 提高Al2O3含量，目前在用JCL-ALFH浇注料Al2O3含量~72%，改进后的抗渗刚玉砖Al2O3含量~85%。
(b) 降低CaO含量，目前在用JCL-ALFH浇注料CaO含量~1.8%，改进后的抗渗刚玉砖CaO含量~0.2%。
(c) 提高材料的最高使用温度：由于Al2O3含量增加，CaO含量降低，改进后的抗渗刚玉砖的最高使用温度提高到1500℃，而在用JCL-ALFH浇注料的最高使用温度为1300℃。
（2）本实施方式中中间隔墙浇注层采用刚玉耐火浇注料替代传统的JCL-160S浇注 料，二者材料性能对比如下：
材料牌号 JCL-160S JCL-ALFK
最高使用温度，℃ 1500 1500
110℃烘干体积密度，g/cm3 ≥2.4 ≥2.85
110℃烘干耐压强度,MPa ≥50 ≥35
烧后耐压强度，MPa(℃) 70(1500) ≥90(1400)
烧后线变化率，%(℃) ±1.0(1500) ±1.0(1400)
★抗热震性，1100℃水冷，次 ≥20 ≥30
Al2O3,% ≥60 ≥85
改进目的：进一步提高材料的抗热震性能。
主要改进项目：
(a) 提高Al2O3含量，目前在用JCL-160S浇注料Al2O3含量~60%，改进后的JCL-ALFK浇注料Al2O3含量~86%。
(b) 降低CaO含量，目前在用JCL-160S浇注料CaO含量~1.5%，改进后的JCL-ALFK浇注料CaO含量~1.1%。
(c) 提高材料的抗热震性能：改进后的JCL-ALFK浇注料的抗热震性能较在用JCL-160S浇注料提高10次(1100℃-水冷次数)以上。
(3)本实施方式第一烧嘴和第二烧嘴周围采用刚玉耐火浇注料替代传统的JCL- 160XY高铝浇注料，二者材料性能对比如下：
材料牌号 JCL-160XY JCL-ALFK
最高使用温度，℃ 1500 1500
110℃烘干体积密度，g/cm3 ≥2.5 ≥2.85
110℃烘干耐压强度,MPa ≥50 ≥35
烧后耐压强度，MPa(℃) ≥60(1200) ≥90(1400)
烧后线变化率，%(℃) ±1.0(1200) ±1.0(1400)
Al2O3,% ≥60 ≥85
★抗铝渗透性能 / 优良
改进目的：提高材料的抗铝渗透性能。
主要改进项目：
(a) 提高Al2O3含量，目前在用JCL-160XY浇注料Al2O3含量~60%，改进后的JCL-ALFK浇注料Al2O3含量~86%。
(b) 抗铝渗透性能，改进后的JCL-ALFK浇注料具有优良的抗铝渗透性能，而在用JCL-160XY浇注料没有考虑抗铝渗透性能。
(4) 本实施方式炉顶采用莫来石浇注料+浇注锚固砖替代传统的JCL-160XY低水 泥浇注料+普通烧成髙铝锚固砖，二者材料性能对比如下：
材料牌号 JCL-160XY JCL-150A
最高使用温度，℃ 1500 1500
110℃烘干体积密度，g/cm3 ≥2.5 ≥2.2
110℃烘干耐压强度,MPa ≥50 ≥40
烧后耐压强度，MPa(℃) ≥60(1200) ≥50(1400)
烧后线变化率，%(℃) ±1.0(1200) ±1.0(1400)
Al2O3,% ≥60 ≥50
改进目的：考虑平顶结构，在不降低材料最高使用温度的条件下，降低整个炉顶浇注料重量，同时提高炉顶的抗热震性能以保证炉顶结构的稳定性。
主要改进项目：
(1) 降低材料的体积密度，目前在用JCL-160XY低水泥浇注料体积密度~2.6g/cm3，改进后的JCL-150A莫来石浇注料体积密度~2.3g/cm3。
(2) 使用莫来石骨料(JCL-150A)替代髙铝矾土(JCL-160XY)，提高材料的抗热震性能。
(3) 使用与炉顶浇注料相同的材料浇注锚固砖，保证二者具有相同的热膨胀性能，降低由于浇注料和锚固砖热膨胀性能不同而产生的高温热应力，提高炉顶结构的稳定性。
为了进一步地优化本实用新型的实施效果，在本实用新型的另一种实施方式中，在前述内容的基础上，上述的第一烧嘴和第二烧嘴的中心线由内向外为张开状。
采用上述优选的方案，第一烧嘴和第二烧嘴的中心线为张开状，燃烧的火焰交错向炉体结构的两侧，从而提高热辐射效率。
为了进一步地优化本实用新型的实施效果，在本实用新型的另一种实施方式中，在前述内容的基础上，上述的炉体钢结构上且位于炉坡的下方设有支撑结构，支撑结构包括支撑柱和设置于支撑柱四周的锥体结构。
采用上述优选的方案，增加支撑结构，进一步提高结构强度。
以上所述的仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种具有耐火材料砌筑的双室熔铝炉，其特征在于，包括：
炉体，包括炉体结构和炉体钢结构，炉体结构为方体结构且其设置于炉体钢结构内，炉体结构内设有中间隔墙，中间隔墙上设有对流通道，炉体结构的左侧上部形成大炉膛，炉体结构的左侧下部形成熔池，炉体结构的右侧形成小炉膛，大炉膛的左侧面上设有第一烧嘴、第二烧嘴和放流口，大炉膛的前端面上且靠近炉体结构底部位置设有出铝口，小炉膛上连通设有搅拌池，小炉膛的顶部设有烟气排出通道；
炉门，包括炉门结构和炉门钢结构，炉门结构设置于炉门钢结构内，炉门结构分别设置于大炉膛和小炉膛的后端面上；
渣线部位的炉体内壁的最外层设有渣线砖，渣线砖为抗渗刚玉砖。
2.根据权利要求1所述的具有耐火材料砌筑的双室熔铝炉，其特征在于，炉体结构的顶部设有炉顶浇注层，炉顶浇注层由上向下依次设有保温浇注料、硅酸铝纤维毯、保温浇注料和炉顶工作层，炉顶浇注层内均匀分布有若干炉顶锚固钉；
炉体结构的左侧面、前端面和右侧面上且位于放流口的上方设有上炉墙浇注层，上炉墙浇注层由外向内依次设有硅酸铝纤维板、纳米板、硅藻土保温砖和上炉墙工作层，上炉墙浇注层内均匀分布有若干炉墙锚固爪；
炉体结构的左侧面、前端面和右侧面上且位于放流口附近设有下炉墙浇注层，下炉墙浇注层由内向外依次设有硅酸铝纤维板、纳米板、防渗层浇注料和渣线砖；
炉体结构的底部设有炉底浇注层，炉底浇注层由下向上依次设有硅藻土保温砖、熔池防渗层和熔池工作层；
炉顶浇注层和上炉墙浇注层的连接处还设有填充层，填充层包括硅酸纤维毯和黏土砖。
3.根据权利要求2所述的具有耐火材料砌筑的双室熔铝炉，其特征在于，大炉膛和小炉膛后端面的两侧设有炉门立柱，炉门立柱为钢纤维增强浇注料。
4.根据权利要求3所述的具有耐火材料砌筑的双室熔铝炉，其特征在于，炉门结构由靠近炉门钢结构至远离炉门钢结构方向依次设有硅酸铝限位板、保温浇注料和炉门工作层。
5.根据权利要求4所述的具有耐火材料砌筑的双室熔铝炉，其特征在于，炉顶工作层为莫来石质浇注料和浇注锚固砖，上炉墙工作层为低水泥浇注料，渣线砖为抗渗刚玉砖，熔池工作层为低水泥浇注料，炉岸为钢纤维增强浇注料，中间隔墙为刚玉耐火浇注料，出铝口出设有碳化硅质砖。
6.根据权利要求5所述的具有耐火材料砌筑的双室熔铝炉，其特征在于，第一烧嘴和第二烧嘴的周围设有刚玉耐火浇注料。
7.根据权利要求6所述的具有耐火材料砌筑的双室熔铝炉，其特征在于，第一烧嘴和第二烧嘴的中心线由内向外为张开状。
8.根据权利要求7所述的具有耐火材料砌筑的双室熔铝炉，其特征在于，炉体钢结构上且位于炉坡的下方设有支撑结构，支撑结构包括支撑柱和设置于支撑柱四周的锥体结构。
9.根据权利要求8所述的具有耐火材料砌筑的双室熔铝炉，其特征在于，炉体结构的底部且靠近炉门结构位置由内向外依次设有炉坡和炉岸，炉坡由炉门结构至炉体结构方向为由高到低倾斜设置。
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