CN214426417U - 一种保温炉 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种保温炉，涉及铸造设备领域。保温炉包括炉体、保温盖板以及多孔介质远红外燃烧器。其中，炉体具有用于容置金属熔体的炉膛、与炉膛连通的排烟口、进液口以及出液口。保温盖板设置于炉体并选择性封闭进液口以及出液口。多孔介质远红外燃烧器设置于炉体的顶部，多孔介质远红外燃烧器的燃烧面朝向炉膛内且燃烧面产生的烟气能够在炉膛内向排烟口流动。在上述实现过程中，采用多孔介质远红外燃烧器通过烟气及红外热辐射的方式加热炉膛内的金属熔体，实现降低能效、燃烧的超低氮排放且提高热效率，延长了炉墙使用寿命，且燃烧功率的调节灵活度比较高。

Description

一种保温炉

技术领域

本申请涉及铸造设备领域，具体而言，涉及一种保温炉。

背景技术

保温炉是一类为了克服经高温点火及燃烧的料面，离开点火器后，骤然暴露在大气中，导致赤热的料面急冷，因而在表层烧结矿的矿物组成中，玻璃质明显增多，强度下降，这一弊端的一种仪器，为低压铸造炉的重要组成部分。

一般的烧嘴火焰处温度过高，燃烧面不均匀，且对保温炉炉墙寿命影响较大，为保证燃烧面均匀，目前保温炉多采用平焰烧嘴对炉膛及金属熔体进行加热。采用平焰烧嘴对炉膛及金属熔体进行加热，存在氮氧化物排量较高、热效率较低、在使用过程中通常不会改变功率燃烧，温度达到后通过熄火和再点火控制温度，并且由于平焰烧嘴是将火焰分散在出口呈饼状。该区域燃烧温度较高，对炉墙的耐火材料要求也相应增高。且炉墙的寿命也大大缩短。平焰烧嘴的出口处使用的金属的耐高温性能远不如炉墙所用的浇注料，所以平焰烧嘴需要定期的维护。

有鉴于此，特此提出本申请。

实用新型内容

本申请实施例的目的在于提供一种保温炉，其能够改善上述至少一个技术问题。

本申请实施例提供一种保温炉，其包括炉体、保温盖板以及多孔介质远红外燃烧器。

其中，炉体具有用于容置金属熔体的炉膛、与炉膛连通的排烟口、进液口以及出液口，排烟口位于进液口以及出液口的上方。

保温盖板设置于炉体并选择性封闭进液口以及出液口。

多孔介质远红外燃烧器，设置于炉体的顶部，多孔介质远红外燃烧器的燃烧面朝向炉膛内且燃烧面产生的烟气能够在炉膛内向排烟口流动，多孔介质远红外燃烧器通过烟气及红外热辐射的方式加热炉膛内的金属熔体。

本申请实施例提供的保温炉，相比于平焰烧嘴式保温炉，由于避免火焰直烧，因此避免了金属熔体的烧蚀，可有效延长炉膛寿命，有效降低操作难度，且可灵活便捷的调整加热温度，并且基于采用烟气及红外热辐射配合的方式加热，加热效率更高且燃烧更均匀。

在一种可能的实施方案中，炉体的顶部设有与炉膛连通的至少一个通道，每个通道内均设有多孔介质远红外燃烧器，其中，多孔介质远红外燃烧器位于通道的顶端并封闭通道的顶端，使燃烧面与炉膛的顶壁之间保持预设距离。

可选地，预设距离为10-30cm。

在上述实现过程中，通道的设置相比于燃烧面直接位于炉膛内的设置方式，可保证多孔介质远红外燃烧器的燃烧面与炉膛内的金属熔体之间保持足够的预设距离，防止因二者之间的距离较短且热量集中，对金属熔体表面产生不利影响。可选地，通道的数量为至少两个，至少两个通道间隔布置。

通过上述采用至少两个通道的设置方式，使得至少两个多孔介质远红外燃烧器布置在炉顶，实现炉膛内加热温度的均匀性。

在一种可能的实施方案中，进液口以及出液口为同一开口。

在上述实现过程中，将进液口以及出液口放在一起，可以增大炉膛面积(即加热面积)，以增加加热效率，同时减少炉内高温散热。

在一种可能的实施方案中，保温炉还包括：

温度检测件以及控制器。

温度检测件用于检测炉膛内金属熔体的温度；控制器与温度检测件连接以接收温度检测件反馈的金属熔体温度信号，控制器与多孔介质远红外燃烧器连接，控制器根据金属熔体温度信号调节多孔介质远红外燃烧器的燃烧功率。

在上述实现过程中，通过温度检测件以检测金属熔体温度，根据金属熔体温度的反馈来调节多孔介质远红外燃烧器的燃烧功率。也即是通过改变多孔介质远红外燃烧器的功率以控制炉膛温度，具体例如在启炉时以大功率进行燃烧，当达到设定炉温后降低多孔介质远红外燃烧器功率。通过上述设置使炉膛内温度与多孔介质远红外燃烧器功率达到一个平衡状态，实现炉温稳定且节能的目的。

在一种可能的实施方案中，炉体包括挡墙，挡墙的一端与炉膛的顶壁连接，另一端向炉膛的底壁延伸且与炉膛的底壁具有间隙，挡墙将炉膛分割为互相连通的第一炉膛和第二炉膛，第二炉膛的顶壁高于第一炉膛的顶壁，进液口以及出液口开设于第一炉膛的顶壁，多孔介质远红外燃烧器设置于第二炉膛的顶壁，排烟口开设于第二炉膛的侧壁。

在上述实现过程中，利用挡墙的设置，以避免在金属熔体液面变化时，炉膛内的加热烟气从进液口以及出液口排出，导致加热效率降低。

在一种可能的实施方案中，炉体设有进料口、以及选择性封闭进料口的炉门，进料口与第二炉膛连通。

在上述实现过程中，通过进料口可进行扒渣作业，清除炉膛内的铝渣和炉膛底的杂质，也可通过进料口加入铝锭等固体铝料，对铝锭等通过多孔介质远红外燃烧器加热融化并进行保温。

可选地，第二炉膛内设有斜坡，斜坡自进料口向第二炉膛的底壁倾斜布置，倾斜布置的斜坡与第二炉膛的底壁之间的夹角为钝角。

在上述实现过程中，利用斜坡的设置，便于进行扒渣作业，有效清除炉膛内的铝渣和炉膛底的杂质。

可选地，炉体具有与炉膛连通的放干口，放干口用于放干炉膛内的金属熔体。

在上述实现过程中，放干口用于需要彻底清理炉内铝水和铝渣时，将炉内的铝水全部排出。其中，放干口设置在炉体的底端。

在一种可能的实施方案中，排烟口连接有换热装置，换热装置用于对输出至排烟口烟气和用于输送至多孔介质远红外燃烧器的助燃气进行换热。

在上述实现过程中，通过换热装置对烟气余热回收，将助燃风与烟气进行换热，使助燃风加热到150-200℃，降低能耗，达到节能的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，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申请的某些实施例，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为实施例提供的保温炉的第一视角的剖视图；

图2为实施例提供的保温炉的第二视角的剖视图。

图标：10-保温炉；100-炉体；101-挡墙；102-第一炉膛；103-第二炉膛； 1031-斜坡；105-排烟口；106-进出液口；107-进料口；108-放干口；109-炉门；110-保温盖板；120-多孔介质远红外燃烧器；121-通道；123-保温层。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

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。

此外，术语“水平”并不表示要求部件绝对水平，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“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申请中的具体含义。

实施例

请参阅图1，一种保温炉10，其主要包括炉体100、保温盖板110以及多孔介质远红外燃烧器120。

炉体100具有炉膛、挡墙101，以及与炉膛连通的排烟口105、进液口以及出液口。

炉膛用于容置金属熔体，挡墙101设置于炉膛内。其中金属熔体包括但不局限于铝液，以下以铝液为例进行描述。

具体地，挡墙101的一端与炉膛的顶壁连接，另一端向炉膛的底壁延伸且与炉膛的底壁具有间隙，挡墙101将炉膛分割为互相连通的第一炉膛 102和第二炉膛103，第二炉膛103的顶壁高于第一炉膛102的顶壁。

在可选地方式中，进液口、出液口以及排烟口105可以设置于炉体100 对应第一炉膛102的位置，也可以设置于炉体100对应第二炉膛103的位置，或者根据需求，例如进液口、排烟口105设置于第一炉膛102，出液口设置于第二炉膛103等。

本实施例中，进液口以及出液口均设置于炉体100对应第一炉膛102 的部分且与第一炉膛102连通，具体地，进液口以及出液口开设于第一炉膛102的顶壁。

其中，进液口以及出液口可以分别独立设置，本实施例中，进液口以及出液口为同一开口，以增大炉膛面积(即加热面积)，进一步增加加热效率，同时减少炉内高温散热。以下为了便于描述，以进出液口106指代本实施中的进液口以及出液口。

保温盖板110设置于炉体100并选择性封闭进出液口106。

具体地，保温盖板110可拆卸设置于炉体100，此处的可拆卸例如为卡接、螺纹连接或过盈配合等，进而在铝液升温及保温阶段，保温盖板110 闭合并封闭进出液口106，减少铝水散热。当铝水温度达到或保温时间达到后，打开保温盖板110，直接用汤勺自进出液口106取出铝液进行压铸。

请参阅图1以及图2，排烟口105用于将炉内的高温烟气排出，本实施例中，排烟口105设置于第二炉膛103对应炉体100的部分且与第二炉膛 103连通。

具体地，排烟口105开设于第二炉膛103的侧壁，其中，排烟口105 可开设于第二炉膛103的单侧侧壁，也可以位于第二炉膛103的对侧侧壁或邻侧侧壁，为了减少炉内高温散热，同时便于后续回收热量，排烟口105 设置于第二炉膛103的单侧侧壁。

排烟口105位于进出液口106的上方，需注意的是，此处的上方是指：进出液口106的顶端所在的水平面的上方。利用上述设置方式，可与挡墙 101配合，避免铝液液面变化时烟气自进出液口106排出，以提高加热效率。

可选地，为了进一步有效提高烟气利用率，防止热量损耗，排烟口105 经管道连接有换热装置(图未示)，换热装置用于对排烟口105排出的烟气和用于输送至多孔介质远红外燃烧器120的助燃气进行换热，以对烟气余热回收，将助燃风与烟气进行换热，使助燃风加热到150-200℃，降低能耗，达到节能的目的。

请参阅图1，多孔介质远红外燃烧器120设置于炉体100的顶部，多孔介质远红外燃烧器120的燃烧面朝向炉膛内且燃烧面产生的烟气能够在炉膛内向排烟口流动，也即是多孔介质远红外燃烧器120采用顶烧的方式，通过烟气及红外热辐射的方式加热炉膛内的铝液。

采用多孔介质远红外燃烧器120通过烟气及红外热辐射的方式加热炉膛内的金属熔体，相比于现有的平焰烧嘴式加热炉膛，具有如下优势：A、实现燃烧的超低氮排放。B、多孔介质远红外燃烧器可通过红外辐射和烟气对流两种加热方式加热金属熔体，提高热效率。且燃烧充分，强度高，能够产生较强的热辐射。C、多孔介质红外多孔介质远红外燃烧器火焰是在多孔介质内燃烧，烧嘴出口是以高温烟气和热辐射的形式输出热能，炉墙温度与炉膛温度相当，没有热量集中，延长了炉墙和多孔介质远红外燃烧器本身的使用寿命。D、对气体流量要求较小，多孔介质远红外燃烧器的功率调节比大，工作过程中功率可调。E、由于燃烧强度高，燃烧充分，有效节能。F、燃烧功率的调节灵活度比较高：可根据炉体的状态调节多孔介质远红外燃烧器的燃烧功率。

具体地，多孔介质远红外燃烧器120设置于第二炉膛103的顶壁，且燃烧面竖直布置。

因多孔介质远红外燃烧器120无明焰，且进液口与出液口为同一开口的因素，因此可增大炉膛有效面积。基于上述条件下炉膛面积有效增大，因此相比于现有技术，可以增加多孔介质远红外燃烧器120的个数，以增加炉膛内温度的均匀性。

也即是，多孔介质远红外燃烧器120的数量为至少一个，其中当多孔介质远红外燃烧器120的数量为至少两个时，至少两个多孔介质远红外燃烧器120间隔分布于第二炉膛103的顶壁，以增加炉膛内温度的均匀性。

需要注意的是，虽然多孔介质远红外燃烧器120无明焰，但是为了避免加热的过程中因热量较为集中，对铝液表面产生不利影响，本申请采用通道121的设置以解决上述问题。

具体地，炉体100的顶部设有与第二炉膛103连通的至少一个通道121，每个通道121内均设有多孔介质远红外燃烧器120，使燃烧面与第二炉膛 103的顶壁之间保持预设距离，例如预设距离不小于10cm。具体地，通道 121与多孔介质远红外燃烧器120的数量一一对应；其中，多孔介质远红外燃烧器120位于通道121的顶端并封闭通道121的顶端，避免热量的流失，此时燃烧面位于通道121的顶部且面向第二炉膛103的底壁，此时多孔介质远红外燃烧器120的燃烧面产生的烟气也自第二炉膛103的顶部输出，经通道进入第二炉膛103。利用上述设置可保证多孔介质远红外燃烧器120 的燃烧面与第二炉膛103内的铝液之间保持足够的距离，防止因二者之间的距离较短且热量集中。

进一步地，通道121的内壁设有保温层123，利用保温层123的设置，有效减少通道121内高温散热，提高炉内加热效果。

可选地，为了有效增强保温效果，第二炉膛103的顶壁也设有保温层 123，也即是，利用第二炉膛103的顶壁以及通道121的内壁的保温层，有效对第二炉膛103保温。

其中，通道121的形状可以为棱柱、圆柱状或螺旋状等，为了便于加工，通道121的形状为圆柱体，且其轴线基本垂直于铝液的液面，相比于通道121的轴线倾斜设置的方式，有效提高加热效率。

实际加热过程中，需要对铝液熔化温度进行控制，通常使用铝水测温专用热电偶对铝水温度采用上下限方式进行控制，即铝水温度达到上限后燃烧器熄火，达到下限温度时点火，但上述操作方式需要不断的点火熄火，操作繁琐。

为了解决这一问题，本实施例中，保温炉10还包括温度检测件(图未示)以及控制器(图未示)。

其中，温度检测件用于检测炉膛内铝液的温度，其中温度检测件具体为铝水测温专用热电偶。

具体地，温度检测件设置于第二炉膛103内，相比于设置于第一炉膛102的方式，可较为精准获得多孔介质远红外燃烧器120对于铝液的作用，调节多孔介质远红外燃烧器120的功率，避免对铝液的表面产生不利影响。

控制器与温度检测件连接以接收温度检测件反馈的铝液温度信号，控制器与多孔介质远红外燃烧器120连接，控制器根据铝液温度信号调节多孔介质远红外燃烧器120的燃烧功率。也即是，本申请根据炉体100的状态，采用调节多孔介质远红外燃烧器120的燃烧功率调节铝液的温度，可做到无级变化多孔介质远红外燃烧器120的功率。

实际的保温及加热过程中，不可避免的产生一定的铝渣，需要进行扒渣作业，因此，为了扒渣作用的顺利进行，可选地，炉体100设有与炉膛连通的进料口107、与炉膛连通的放干口108以及选择性封闭进料口107的炉门109。

具体地，进料口107设置于第二炉膛103的侧壁且与第二炉膛103连通。通过进料口107可进行扒渣作业，清除炉膛内的铝渣和炉膛底的杂质，也可通过进料口107加入铝锭等固体铝料，对铝锭等通过多孔介质远红外燃烧器120加热融化并进行保温。

也即是，该保温炉10主要用于压铸机旁的机边作为普通的保温炉10 用，也可作为固态铝锭的熔化炉使用，其加入的铝料大部分为液态的铝水，从进出液口106加入，也可从进料口107处加入固态的铝锭和其他的金属。

可选地，进料口107的底端不低于进出液口106的顶端所在的水平面，有效防止铝液自进料口107溢出。此时，实际的使用过程中，可以直接打开炉门109观察第二炉膛103内的情况，为了避免观察时热量损耗或损耗较大，可选地，炉门109设有透明的观察窗口，或者炉门109设有观察孔，以及用于选择性封闭观察孔的盖子。

进一步地，第二炉膛103内设有斜坡1031，斜坡1031自进料口107向第二炉膛103的底壁倾斜布置，倾斜布置的斜坡1031与第二炉膛103的底壁之间的夹角为钝角，便于进行扒渣作业，有效清除炉膛内的铝渣和炉膛底的杂质。

炉门109由保温材料制得，进而在炉门109封闭后保温性较好，有效减少炉膛内的高温散热。

炉体100具有与炉膛连通的放干口108，放干口108用于放干炉膛内的铝液。

本实施例中，放干口108设置于第一炉膛102的底部且处于常闭状态，在需要放干铝液时打开，与进料口107配合进行彻底排渣。具体地，放干口108开设于第一炉膛102的侧壁且与第一炉膛102的底壁齐平。

其中，保温炉10的工作流程：

铝料进入炉膛后，多孔介质远红外燃烧器120利用热辐射和烟气对炉膛内的铝料进行加热。在该过程中，可通过设置在第二炉膛103内的温度检测件测量铝液的温度，控制器根据其自温度检测件获得的铝液温度信号来调节多孔介质远红外燃烧器120的燃烧功率。

多孔介质远红外燃烧器120产生的烟气由排烟口105排出或回收利用。保温或加热结束后，打开保温盖板110，从进出液口106将铝液取出。每次处理之后，产生的铝渣都需要从进料口107进行扒渣，以免影响下次热处理。同时，定期要将铝液从放干口108全部放出，并进行彻底排渣。

综上，本申请提供的保温炉，采用多孔介质远红外燃烧器通过烟气及红外热辐射的方式加热炉膛内的金属熔体，相比于现有的平焰烧嘴，可将氮氧化物排放降低到20mg/m³以内，实现燃烧的超低氮排放；能够提高热效率，避免热量集中，以延长炉墙和多孔介质远红外燃烧器本身的使用寿命，能够在节能方面能带来20％-30％的能效。

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

Claims (10)

1.一种保温炉，其特征在于，包括：

炉体，具有用于容置金属熔体的炉膛、与所述炉膛连通的排烟口、进液口以及出液口；

保温盖板，设置于所述炉体并选择性封闭所述进液口以及出液口；以及

多孔介质远红外燃烧器，设置于所述炉体的顶部，所述多孔介质远红外燃烧器的燃烧面朝向炉膛内且所述燃烧面产生的烟气能够在所述炉膛内向所述排烟口流动，所述多孔介质远红外燃烧器通过烟气及红外热辐射的方式加热所述炉膛内的所述金属熔体。

2.根据权利要求1所述的保温炉，其特征在于，所述炉体的顶部设有与所述炉膛连通的至少一个通道，每个所述通道内均设有所述多孔介质远红外燃烧器，其中，所述多孔介质远红外燃烧器位于所述通道的顶端并封闭所述通道的顶端，使所述燃烧面与所述炉膛的顶壁之间保持预设距离。

3.根据权利要求2所述的保温炉，其特征在于，所述预设距离为10cm-30cm。

4.根据权利要求1所述的保温炉，其特征在于，所述进液口以及出液口为同一开口。

5.根据权利要求1所述的保温炉，其特征在于，所述保温炉还包括：

温度检测件，用于检测所述炉膛内金属熔体的温度；以及

控制器，所述控制器与所述温度检测件连接以接收所述温度检测件反馈的金属熔体温度信号，所述控制器与所述多孔介质远红外燃烧器连接，所述控制器根据所述金属熔体温度信号调节所述多孔介质远红外燃烧器的燃烧功率。

6.根据权利要求1-5任一项所述的保温炉，其特征在于，所述炉体包括挡墙，所述挡墙的一端与所述炉膛的顶壁连接，另一端向所述炉膛的底壁延伸且与所述炉膛的底壁具有间隙，所述挡墙将所述炉膛分割为互相连通的第一炉膛和第二炉膛，所述第二炉膛的顶壁高于所述第一炉膛的顶壁，所述进液口以及出液口开设于所述第一炉膛的顶壁，所述多孔介质远红外燃烧器设置于所述第二炉膛的顶壁，所述排烟口开设于所述第二炉膛的侧壁。

7.根据权利要求6所述的保温炉，其特征在于，所述炉体设有进料口、以及选择性封闭所述进料口的炉门，所述进料口与所述第二炉膛连通。

8.根据权利要求7所述的保温炉，其特征在于，所述第二炉膛内设有斜坡，所述斜坡自所述进料口向所述第二炉膛的底壁倾斜布置，倾斜布置的所述斜坡与所述第二炉膛的底壁之间的夹角为钝角。

9.根据权利要求1-5任意一项所述的保温炉，其特征在于，所述炉体具有与所述炉膛连通的放干口，所述放干口用于放干所述炉膛内的金属熔体。

10.根据权利要求1-5任意一项所述的保温炉，其特征在于，所述排烟口连接有换热装置，所述换热装置用于对输出至所述排烟口所述烟气和用于输送至所述多孔介质远红外燃烧器的助燃气进行换热。

Images