CN218846864U - 一种节能型铝锭熔融装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种节能型铝锭熔融装置，它解决了熔炉内部保温等问题，其包括熔融炉，熔融炉内部安装有用于盛放坩埚的电热组件，熔融炉内部设置有铜钨合金材质的保温筒，保温筒与熔融炉侧壁设置有隔热层，熔融炉底部安装有与保温筒相对的二次加热组件，保温筒与电热组件之间设置有导热组件。本实用新型具有保温所需功耗较低、结构稳定等优点。

Description

一种节能型铝锭熔融装置

技术领域

本实用新型属于金属冶炼技术领域，具体涉及一种节能型铝锭熔融装置。

背景技术

熔铝炉是中频熔铝炉的简称，主要是废旧铝或者铝锭的重熔，把废旧合金铝重熔出渣后浇注制成铝制品。合金铝熔化传统的是以柴油炉、燃气炉、电阻炉为主要熔化炉。合金铝为非导磁材料，早期感应电炉熔化合金铝难度比较大。随着科技进步，中频元器件的成熟，中频炉熔铝已经成为趋势。在现有技术中，熔铝用熔炉在工作时会产生大量烟尘以及热量，烟尘通过后续过滤处理可得到有效控制，而对于散失的热量，现有的熔融炉缺乏相应的热回收功能。除此之外，现有熔融炉保温性能较差，若需要保持铝为熔化状态，则需要持续供电，导致熔炉整体功耗上升。

为了解决现有技术存在的不足，人们进行了长期的探索，提出了各式各样的解决方案。例如，中国专利文献公开了一种具有预热系统的熔铝用熔炉[201720827514.3]，其前端设有与炉腔相连通的熔铝出口，后端设有与炉腔相连通的燃烧器连接端口，熔炉本体的后端通过铰接件铰接在升降机构的顶端，熔炉本体的前端通过连接轴连接在支撑机构的顶端，升降机构、支撑机构均固设在底座上；熔炉本体的顶端设有预热室，预热室的顶端设有加料口，预热室的底端设有开口，使得预热室与熔炉本体相连通，预热室的底端左右两侧设有滑轨，拉板的左右两端与滑轨滑动连接；熔炉本体顶端的烟囱与预热室的左侧相连通，预热室的右侧设有排气管道。

上述方案在一定程度上解决了熔炉热量散失的问题，但是该方案依然存在着诸多不足，例如维持保温状态所需功耗较大等问题。

发明内容

本实用新型的目的是针对上述问题，提供一种设计合理，以低功耗维持炉内温度恒定的节能型铝锭熔融装置。

为达到上述目的，本实用新型采用了下列技术方案：一种节能型铝锭熔融装置，包括熔融炉，熔融炉内部安装有用于盛放坩埚的电热组件，熔融炉内部设置有铜钨合金材质的保温筒，保温筒与熔融炉侧壁设置有隔热层，熔融炉底部安装有与保温筒相对的二次加热组件，保温筒与电热组件之间设置有导热组件。铜钨合金材质的保温筒具有良好的耐高温性能以及较大的比热容，二次加热组件对保温筒间歇性加热即可维持熔融炉内部温度高于铝锭熔点，从而保证坩埚内的铝液温度，当熔融炉完全封闭后，以较低功率即可维持内部金属铝处于熔融状态。

在上述的一种节能型铝锭熔融装置中，保温筒侧壁厚度由上向下逐渐增大，保温筒上端一侧开有供电热组件插入的豁口，熔融炉内部设置有与保温筒上下端相对的隔离腔。保温筒下端厚度较大，与二次加热组件配合获得较好的储热效果，同时内部隔离腔保证熔融炉的隔热效果。

在上述的一种节能型铝锭熔融装置中，隔热层贴合在熔融炉内侧，隔热层与保温筒之间导流组件以及温度传感器；导流组件包括盘绕布置的导流管，导流管延伸至熔融炉外侧，导流管具有与隔热层以及保温筒相对的进气口，熔融炉底部连接有通气管。导流组件与外部连通，可实现熔融炉内部的气体流动。

在上述的一种节能型铝锭熔融装置中，二次加热组件包括盘绕布置在保温筒底部周围的电磁加热管，保温筒底部外侧设置有与电磁加热管相对的电热套筒。二次加热组件也采用电磁加热的方式，由于保温筒自身具有良好的导热性，外套的电热套筒提高其局部制热效果即可保证保温筒整体温度快速上升。

在上述的一种节能型铝锭熔融装置中，电热组件包括卷绕成筒状且沿坩埚周向环绕的电磁加热圈，熔融炉顶部安装有延伸至坩埚内的搅拌组件。电热组件利用涡流效应实现铝锭熔化，配合搅拌组件方便在熔化过程中添加还原剂。

在上述的一种节能型铝锭熔融装置中，搅拌组件包括设置在熔融炉顶部的收纳腔，收纳腔内部通过滚珠丝杠连接有搅拌杆体，滚珠丝杠的升降螺杆内部中空且转动安装有驱动杆，滚珠丝杠顶部安装有驱动电机，驱动电机通过联轴器与驱动杆连接，驱动杆与搅拌杆体螺纹连接。搅拌组件螺旋扰动坩埚内部铝液，通过驱动杆与滚珠丝杠间接连接，降低热量传导效率，对驱动电机起到保护作用。

在上述的一种节能型铝锭熔融装置中，搅拌杆体端头呈分叉结构，搅拌杆体的分叉杆之间设置有支撑环。支撑环维持支撑环的结构稳定，减少铝液内部气泡。

在上述的一种节能型铝锭熔融装置中，导热组件包括插接在保温筒与电热组件之间的导热翅片，熔融炉上设置有与导热翅片连通的导热管。导热组件可实现熔融炉内部温度快速降低或者预热，多余热量可通过导热组件回收用于其他工业生产。

在上述的一种节能型铝锭熔融装置中，导热翅片相对熔融炉中心对称布置且沿竖直方向延伸，导热管呈螺旋状且依次穿过各导热翅片。均匀分布的导热翅片提高导热组件的导热效果，同时对导热管起到一定支撑作用。

在上述的一种节能型铝锭熔融装置中，熔融炉底部设置有抬升架体，熔融炉上端通过法兰盘固定有炉盖，炉盖中心开有加料口且加料口由可翻转的副盖体封闭。熔融炉整体采用密封结构，顶部的加料口口径大于坩埚直径方便取料。

与现有的技术相比，本实用新型的优点在于：熔融炉内部设置有铜钨合金材质的保温筒并由二次加热组件间歇性加热，以较低功耗维持炉内温度恒定，具有较好的保温作用；导流组件实现熔融炉内外气体交换，方便去除铝锭内部杂质；导热组件实现熔融炉热量较好，方便回收多余热量或者对熔融炉内部进行预热。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型的结构剖视图；

图3是本实用新型的局部剖视图；

图4是本实用新型的局部剖视图；

图中，熔融炉1、抬升架体11、法兰盘12、炉盖13、加料口14、副盖体15、坩埚2、电热组件3、电磁加热圈31、收纳腔32、滚珠丝杠33、搅拌杆体34、驱动杆35、驱动电机36、联轴器37、分叉杆38、支撑环39、保温筒4、豁口41、隔离腔42、隔热层5、导流管51、进气口52、通气管53、二次加热组件6、电磁加热管61、电热套筒62、导热组件7、导热翅片71、导热管72。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步详细的说明。

如图1-2所示，一种节能型铝锭熔融装置，包括采用耐火材质的熔融炉1，熔融炉1可单独使用也可多个炉体并联使用。其中熔融炉1内部安装有用于盛放坩埚2的电热组件3，电热组件3启动后利用涡流效应加热熔化坩埚2内的铝锭，之后将坩埚2整体取出进行浇注。熔融炉1内部设置有铜钨合金材质的保温筒4，坩埚2设置在保温筒4中心位置。保温筒4与熔融炉1侧壁设置有隔热层5且隔热层5不与保温筒4接触。熔融炉1底部安装有与保温筒4相对的二次加热组件6用于对保温筒4进行间歇性加热，保温筒4依靠其良好的导热性以及储热效果维持保温筒4内侧温度恒定。保温筒4与电热组件3之间设置有导热组件7，除了实现熔融炉1内部热量快速散失，也可以对熔融炉1内部进行升温提高铝锭熔融稳定性。

具体地，保温筒4侧壁厚度由上向下逐渐增大，上窄下宽的结构充分利用保温筒4的导热性能，使其热量集中在保温筒4内部下方。保温筒4上端一侧开有供电热组件3插入的豁口41且豁口41不影响保温筒4正常热量传递。熔融炉1内部设置有与保温筒4上下端相对的隔离腔42，确保保温筒4不与熔融炉1内壁直接接触。

从图2可以看到，耐火纤维棉材质的隔热层5贴合在熔融炉1内侧，其具有低导热率、低蓄热以及良好的隔热性能。其中隔热层5与保温筒4之间导流组件以及温度传感器，温度传感器与二次加热组件6实现反馈调节，维持二次加热组件6稳定在指定范围内。导流组件将熔融炉1内外直接连通且包括盘绕布置的导流管51，导流管51延伸至熔融炉1外侧方便通入还原气体，从而实现铝锭的提纯。导流管51具有与隔热层5以及保温筒4相对的进气口52实现均匀进气，熔融炉1底部连接有通气管53将反应完成后的气体导出，不影响熔融炉1整体的密封性。

进一步地，二次加热组件6包括盘绕布置在保温筒4底部周围的电磁加热管61，电磁加热管61外接相应的变频控制模块实现周期性供电。保温筒4底部外侧设置有与电磁加热管61相对的电热套筒62，在涡流作用下对电热套筒62以及保温筒4下端进行加热，并通过保温筒4进行导热。

更进一步地，坩埚2内部铝锭利用电磁感应加热，其中坩埚2为活动结构可自由拆卸，方便进行浇注作业。电热组件3包括卷绕成筒状且沿坩埚2周向环绕的电磁加热圈31，熔融炉1顶部安装有延伸至坩埚2内的搅拌组件，在加热过程中由搅拌组件对坩埚2内部铝液持续搅拌，加快反应速率。

除此之外，不同与常规的手动搅拌，搅拌组件采用自动搅拌的方式且包括设置在熔融炉1顶部的收纳腔32，收纳腔32内部通过滚珠丝杠33连接有搅拌杆体34，滚珠丝杠33启动后可将搅拌杆体34完全收纳至收纳腔32中，不影响正常取料。滚珠丝杠33的升降螺杆内部中空且转动安装有驱动杆35，升降螺杆与驱动杆35同步升降。滚珠丝杠33顶部安装有驱动电机36，其中驱动电机36与滚珠丝杠33周向限位固定。驱动电机36通过联轴器37与驱动杆35连接实现同步转动，驱动杆35与搅拌杆体34螺纹连接方便快速拆卸更换搅拌杆体34。

如图4所示，除了采用扇片式结构，搅拌杆体34端头还可以采用分叉结构，搅拌杆体34的分叉杆38之间设置有支撑环39维持分叉杆38的结构稳定，搅拌完成后搅拌杆体34抬升完全收纳至收纳腔32内。

可见地，熔融炉1在停止工作后，若采用自然散热则冷却时间过长，因此利用导热组件7将内部热量导出或回收利用。导热组件7包括插接在保温筒4与电热组件3之间的导热翅片71，熔融炉1上设置有与导热翅片71连通的导热管72，导热翅片71增大导热翅片71的热交换面积，同时导热管72与熔融炉1内部腔体相对隔离，在熔融炉1封闭状态下通入导热介质即可实现散热，减少散失至环境内的热量。

如图2-3所示，相邻的导热翅片71之间留有间隙实现内部对流，同时导热翅片71相对熔融炉1中心对称布置且沿竖直方向延伸，导热管72呈螺旋状且依次穿过各导热翅片71。外部介质通入导热管72后完成热交换，之后从另一端导出，热交换完成后的介质可回收多余热量，维持其他热反应工作环境。

优选地，熔融炉1底部通过抬升架体11保持悬空状态，熔融炉1上端通过法兰盘12固定有炉盖13将导热管72上端封闭。炉盖13中心开有加料口14且加料口14由可翻转的副盖体15封闭，其中搅拌组件设置在副盖体15内部，副盖体15与炉盖13之间设置有密封结构降低内部热量散失。

综上所述，本实施例的原理在于：熔融炉1内部坩埚2周围配备有保温筒4并由二次加热组件6对保温筒4间歇性加热，从而维持保温筒4内部温度恒定，以较低的功率维持坩埚2内部温度稳定，保持铝材处于熔融状态。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了熔融炉1、抬升架体11、法兰盘12、炉盖13、加料口14、副盖体15、坩埚2、电热组件3、电磁加热圈31、收纳腔32、滚珠丝杠33、搅拌杆体34、驱动杆35、驱动电机36、联轴器37、分叉杆38、支撑环39、保温筒4、豁口41、隔离腔42、隔热层5、导流管51、进气口52、通气管53、二次加热组件6、电磁加热管61、电热套筒62、导热组件7、导热翅片71、导热管72等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。

Claims (10)

1.一种节能型铝锭熔融装置，包括熔融炉(1)，所述的熔融炉(1)内部安装有用于盛放坩埚(2)的电热组件(3)，其特征在于，所述的熔融炉(1)内部设置有铜钨合金材质的保温筒(4)，所述的保温筒(4)与熔融炉(1)侧壁设置有隔热层(5)，所述的熔融炉(1)底部安装有与保温筒(4)相对的二次加热组件(6)，所述的保温筒(4)与电热组件(3)之间设置有导热组件(7)。

2.根据权利要求1所述的一种节能型铝锭熔融装置，其特征在于，所述的保温筒(4)侧壁厚度由上向下逐渐增大，所述的保温筒(4)上端一侧开有供电热组件(3)插入的豁口(41)，所述的熔融炉(1)内部设置有与保温筒(4)上下端相对的隔离腔(42)。

3.根据权利要求2所述的一种节能型铝锭熔融装置，其特征在于，所述的隔热层(5)贴合在熔融炉(1)内侧，所述的隔热层(5)与保温筒(4)之间导流组件以及温度传感器；所述的导流组件包括盘绕布置的导流管(51)，所述的导流管(51)延伸至熔融炉(1)外侧，所述的导流管(51)具有与隔热层(5)以及保温筒(4)相对的进气口(52)，所述的熔融炉(1)底部连接有通气管(53)。

4.根据权利要求1所述的一种节能型铝锭熔融装置，其特征在于，所述的二次加热组件(6)包括盘绕布置在保温筒(4)底部周围的电磁加热管(61)，所述的保温筒(4)底部外侧设置有与电磁加热管(61)相对的电热套筒(62)。

5.根据权利要求1所述的一种节能型铝锭熔融装置，其特征在于，所述的电热组件(3)包括卷绕成筒状且沿坩埚(2)周向环绕的电磁加热圈(31)，所述的熔融炉(1)顶部安装有延伸至坩埚(2)内的搅拌组件。

6.根据权利要求5所述的一种节能型铝锭熔融装置，其特征在于，所述的搅拌组件包括设置在熔融炉(1)顶部的收纳腔(32)，所述的收纳腔(32)内部通过滚珠丝杠(33)连接有搅拌杆体(34)，所述的滚珠丝杠(33)的升降螺杆内部中空且转动安装有驱动杆(35)，所述的滚珠丝杠(33)顶部安装有驱动电机(36)，所述的驱动电机(36)通过联轴器(37)与驱动杆(35)连接，所述的驱动杆(35)与搅拌杆体(34)螺纹连接。

7.根据权利要求6所述的一种节能型铝锭熔融装置，其特征在于，所述的搅拌杆体(34)端头呈分叉结构，所述的搅拌杆体(34)的分叉杆(38)之间设置有支撑环(39)。

8.根据权利要求1所述的一种节能型铝锭熔融装置，其特征在于，所述的导热组件(7)包括插接在保温筒(4)与电热组件(3)之间的导热翅片(71)，所述的熔融炉(1)上设置有与导热翅片(71)连通的导热管(72)。

9.根据权利要求8所述的一种节能型铝锭熔融装置，其特征在于，所述的导热翅片(71)相对熔融炉(1)中心对称布置且沿竖直方向延伸，所述的导热管(72)呈螺旋状且依次穿过各导热翅片(71)。

10.根据权利要求1所述的一种节能型铝锭熔融装置，其特征在于，所述的熔融炉(1)底部设置有抬升架体(11)，所述的熔融炉(1)上端通过法兰盘(12)固定有炉盖(13)，所述的炉盖(13)中心开有加料口(14)且所述的加料口(14)由可翻转的副盖体(15)封闭。

Images