CN219347259U - 一种卧式旋转精炼炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种卧式旋转精炼炉，包括：卧式炉体与支撑架，卧式炉体是一个密闭腔体，在顶端仅设有一个可开关的阀门作为进料与出料通道，减少热量的损耗同时可以更好的排出表层的液渣。另一方面，本实用新型通过设有转轴可实现炉内熔体的高速旋转，从而使熔体分散均匀，也避免使用传统的碳棒机械搅拌引入杂质的问题，提高产品质量。环绕式支撑架的设计可避免炉内熔体因设备故障导致的安全隐患，对工作人员进行一定程度的防护，本实用新型的卧式旋转精炼炉结构简单，操作便捷，使用该精炼炉制备铝钛硼中间合金的方法适用于工业化生产。

Description

一种卧式旋转精炼炉

技术领域

本实用新型涉及熔炼炉设备领域，具体涉及适用于氟盐反应法生产铝钛硼中间合金的精炼装置。

背景技术

熔炼炉采用200～2500Hz中频电源进行感应加热，功率范围为20～2500KW，根据其特点亦可称为中频电炉。传统的熔炼炉在生产铝钛硼中间合金时，往往整体使用稳定性较差，同时传统的熔炼炉为开口状结构，在热熔过程中，极易造成熔炼炉内部热量散失。在传统的氟盐反应法生产铝钛硼中间合金中，为了使氟盐的反应更加充分、均匀，往往需要碳棒或钛棒进行机械搅拌，碳棒在使用过程中寿命短，并且会引入杂质，而钛棒又有成本过高的弊端。机械搅拌又很难使熔体内部第二相微观粒子分布均匀。

现有技术有以下不足：在传统的氟盐反应法生产铝钛硼中间合金中，往往需要碳棒或钛棒进行机械搅拌，碳棒在使用过程中寿命短，并且会引入杂质，而钛棒又有成本过高的弊端。机械搅拌又很难使熔体内部第二相微观粒子分布均匀。并且传统的机械搅拌需露天进行，容易造成熔体飞溅，对施工人员存在安全隐患。

实用新型内容

为了解决现有技术中存在的问题，本实用新型提出了一种卧式精炼炉，以及使用该精炼炉制备铝钛硼中间合金的方法。

具体地，本实用新型提供的一种卧式旋转精炼炉，包括支撑架与炉体，所述炉体为密闭腔体，采用卧式，其顶端设置可开关的阀门，内部设有热电阻线圈；支撑架为凹形状，包括底座与基座，所述炉体通过转轴安装在支撑架的凹槽内且与支撑架的底座保持一定距离，支撑架将炉体环绕；所述转轴一端贯穿轴承与炉体连接，另一端与驱动电机连接，驱动电机内嵌于基座上，炉体通过轴承的转动实现旋转；所述轴承固定连接支撑架。

优选的，所述轴承通过轴承座固定在支撑架的底座上。所述轴承也可以通过焊接8根支撑柱固定连接于支撑架的基座。

优选的，所述8根支撑柱均采用分离式结构，固定在所述炉体的两端，与所述基座相连接，支撑柱之间间隔90度。

优选的，所述炉体炉壁为三层设计，最外层为炉体外壁，中间层为隔热层，最内层为保温层，增大炉体的保温性。

优选的，所述炉体内的热电阻线圈连接变频器，所述变频器安装在炉体外侧。变频器可加速炉体中金属的熔化速度。

优选的，所述炉体与转轴连接的内侧处设置热电偶，用于检测实时温度。

优选的，转轴由驱动电机直接带动旋转，因此其转速稳定，可实现反应过程中的自动旋转和手动控制旋转。优选的是，所述驱动电机的转速可通过电机控制端进行调整。

优选的，所述基座一侧设置可开关窗口，用于连接输料管道与炉体，通过窗口连接用于出料的管道，便于后续加工程序的进行。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果：

(1)本实用新型的卧式旋转精炼炉是针对氟盐法生产铝钛硼中间合金，在反应过程中会有氟铝酸钾液体产生，浮在熔体表面，在顶端仅设有一个可开关的阀门作为进料与出料通道，减少热量的损耗同时可以更好的排出表层的液渣。另一方面，本实用新型通过设有转轴可实现炉内熔体的高速旋转，从而使熔体分散均匀，也避免使用传统的碳棒机械搅拌引入杂质的问题，提高产品质量。

(2)通过设有基座的防护系统，利用基座和密闭式炉体，减少在生产过程中的热量损失，保证了整体热熔效果，且利用基座和支撑柱对炉体的支撑，可保证炉体稳定旋转，同时也可避免炉体内部加热过程中液体飞溅，可对工作人员进行防护。

(3)本实用新型通过设置驱动电机带动炉体旋转，可有效实现氟盐反应法中的副产物和产物的分层出料，提高了整体使用效果，提高了装置整体适用性。

附图说明

图1是本实用新型装置示意图；

附图标记：1基座，2支撑柱，3炉体，4变频器，5阀门，6转轴，7电机控制端，8底座，9热电偶，10轴承。

具体实施方式

为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，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方式，都属于本实用新型保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本实用新型实施方式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方式。

实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市场购得的常规产品。

如图1所示，一种卧式旋转精炼炉，包括支撑架与炉体3，所述炉体3采用卧式，为密闭腔体，其顶端设置可开关的阀门5，内部设有热电阻线圈(图中未示出)；支撑架为凹形状，包括底座8与基座1；炉体3通过转轴6安装在支撑架的凹槽内且与支撑架的底座8保持一定距离，支撑架将炉体3环绕；所述转轴6一端贯穿轴承10与炉体3连接，另一端与驱动电机连接(图中未示出)，驱动电机内嵌于基座1上，炉体3通过轴承10的转动实现旋转；所述轴承10固定连接支撑架。转轴6由驱动电机直接带动旋转，因此其转速稳定，可实现反应过程中的自动旋转和手动控制旋转。优选的是，所述驱动电机的转速可通过电机控制端7进行调整。支撑架将炉体3环绕，一方面起到固定支撑的作用，另一方面可以有效避免因故障对施工人员造成危险。

如图1所示，轴承10通过焊接8根支撑柱2固定连接于支撑架的基座1。其中，所述8根支撑柱2均采用分离式结构，固定在炉体3的两端，与基座1相连接，与炉体3两端的转轴6相连，支撑柱2之间间隔90度。轴承10也可以通过轴承座固定在支撑架的底座8上。

优选的，所述炉体3炉壁为三层设计，最外层为炉体外壁，中间层为隔热层，最内层为保温层，增大炉体3的保温性。

炉体3内的热电阻线圈连接变频器4，所述变频器4安装在炉体3外侧。变频器4可加速炉体3中金属的熔化速度。

炉体3与转轴6连接的内侧处设置热电偶9，用于检测实时温度。

在卧式旋转精炼炉使用时，首先将工业纯铝输送至炉体内部进行熔化处理，同时开启变频器4可加速炉体内部熔化速度。打开炉体顶端的阀门5加入铝锭，待工业纯铝完全熔化后，通过热电偶9监测实时温度，待温度升至设定温度时，关闭所述变频器4，停止炉内升温。再次打开阀门5加入事先混合好的氟钛酸钾(K₂TiF₆)和氟硼酸钾(KBF₄)，之后利用开启驱动电机带动炉体进行旋转，转速为15～40r/min；待炉内熔体完全反应后，通过手动控制驱动电机将阀门5旋转回位于炉体的顶端，之后打开阀门5，装上出料装置，通过炉体旋转控制出料，进行副产物和产物的依次排出。

本实用新型的设备是针对氟盐法生产铝钛硼中间合金，在反应过程中会有氟铝酸钾液体产生，浮在熔体表面，将顶端阀门作为出料口，而不是设置在炉体的两端，是为了更好地排出表层的液渣。如果把出料口设置在炉体的两端或者底部，液渣无法排除干净就会影响产品质量。

作为其中一个实施例，按照如下步骤使用本实用新型进行制备铝钛硼细化剂。

(1)将总质量100kg，纯度为99.7％工业纯铝通过阀门5加入到炉体3中，炉体3温度设为750℃，至铝完全熔化；

(2)将26kg氟钛酸钾和12kg氟硼酸钾均匀混合后，分两批加入到熔炉中反应；两批次加料可以是等量，也可以是不等量，根据需要调整；

(3)每批次加料后通过控制驱动电机带动炉体3进行旋转，使反应充分进行，转速为15～40r/min，炉体每次转动时间为10min；

(4)待氟盐全部加入充分反应后，通过手动控制驱动电机带动炉体3旋转，使阀门5位于炉体3顶部，此时打开阀门5，接入出料装置后旋转炉体3，使炉内上层副产物排出；

(5)步骤(4)处理后的熔液为Al-5Ti-1B中间合金熔体，因此通过连接出料装置和后续铸造机并且旋转炉体进行出料，出料时伴水冷的随温度控制引入自动化轮式铸造机中，压制成丝杆获得二次粒子分布均匀、细化效果好的的Al-5Ti-1B铝合金晶粒细化剂。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种卧式旋转精炼炉，其特征在于，包括支撑架与炉体(3)，所述炉体(3)为密闭腔体，采用卧式，其顶端设置可开关的阀门(5)，内部设有热电阻线圈；支撑架为凹形状，包括底座(8)与基座(1)，所述炉体(3)通过转轴(6)安装在支撑架的凹槽内且与支撑架的底座(8)保持一定距离，支撑架将炉体环绕；所述转轴(6)一端贯穿轴承(10)与炉体(3)连接，另一端与驱动电机连接，驱动电机内嵌于基座(1)上，炉体(3)通过轴承(10)的转动实现旋转；所述轴承(10)固定连接支撑架。

2.根据权利要求1所述的一种卧式旋转精炼炉，其特征在于，所述轴承(10)通过轴承座固定在支撑架的底座(8)上。

3.根据权利要求1所述的一种卧式旋转精炼炉，其特征在于，所述轴承(10)通过焊接8根支撑柱(2)固定连接于支撑架的基座(1)。

4.根据权利要求3所述的一种卧式旋转精炼炉，其特征在于，所述8根支撑柱(2)均采用分离式结构，固定在所述炉体(3)的两端，与所述基座(1)相连接，支撑柱(2)之间间隔90度。

5.根据权利要求1所述的一种卧式旋转精炼炉，其特征在于，所述炉体内的热电阻线圈连接变频器(4)，所述变频器(4)安装在炉体外侧。

6.根据权利要求1所述的一种卧式旋转精炼炉，其特征在于，所述炉体与转轴(6)连接的内侧处设置热电偶，用于检测实时温度。

7.根据权利要求1所述的一种卧式旋转精炼炉，其特征在于，所述炉体(3)炉壁为三层设计，最外层为炉体外壁，中间层为隔热层，最内层为保温层。

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