CN220959604U - 一种固定式矩形燃气熔铝炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型适用于熔铝炉技术领域，提供了一种固定式矩形燃气熔铝炉，包括钢结构主体，钢结构主体侧壁上开设有倾斜的炉口，炉口两侧均固定有一条导轨，两条导轨之间设有能够对炉口封堵的炉门，炉门两侧安装有与导轨配合连接的导向轮，钢结构主体远离炉口的一侧固定有配重导向槽，配重导向槽上滑动安装有配重箱，钢结构主体的顶部分别设有传动机构一和传动机构二，炉门上端连接有链条，链条还分别与传动机构一和传动机构二连接，链条远离炉门的一端与配重箱连接，传动机构一和传动机构二配合驱动链条运动，从而控制炉门升降。本实用新型采用斜拉式炉门结构，以及配置配重结构，降低维修工的工作量，故障率低，维护费用低。

Description

一种固定式矩形燃气熔铝炉

技术领域

本实用新型属于熔铝炉技术领域，尤其涉及一种固定式矩形燃气熔铝炉。

背景技术

熔铝炉是一种用于间歇作业、配合金及回炉料多的熔炼的设备，是依据铝熔炼工艺而开发的一种新型高效节能炉，能很好地满足铝熔炼工艺中合金成份要求严、生产不连续、单炉容量较大的要求。使用熔铝炉可以达到降低消耗、减小烧损、提高产品质量、降低劳动强度、改善劳动条件和提高生产效率的功效，应用比较广泛。

现有的熔铝炉，炉门结构布置不合理，采用现场气缸压紧的方式，行程的改变需要人工调整气缸行程，维修工的工作量大，且缺少炉门升降的配重结构，需要配置较大的电机功率，故障率高，维护费用高。

因此，针对以上现状，迫切需要开发一种固定式矩形燃气熔铝炉，以克服当前实际应用中的不足。

实用新型内容

本实用新型实施例的目的在于提供一种固定式矩形燃气熔铝炉，旨在解决上述背景技术中提到的问题。

本实用新型实施例是这样实现的，一种固定式矩形燃气熔铝炉，包括钢结构主体，所述钢结构主体侧壁上开设有倾斜的炉口，炉口两侧均固定有一条导轨，两条导轨之间设有能够对炉口封堵的炉门，炉门两侧安装有与所述导轨配合连接的导向轮，所述钢结构主体远离炉口的一侧固定有配重导向槽，配重导向槽上滑动安装有配重箱，所述钢结构主体的顶部分别设有传动机构一和传动机构二，所述炉门上端连接有链条，链条还分别与所述传动机构一和传动机构二连接，链条远离炉门的一端与所述配重箱连接，所述传动机构一和传动机构二配合驱动所述链条运动，从而控制所述炉门升降。

进一步的技术方案，所述传动机构一包括传动轴一、减速电机、传动链轮一和轴承座一，所述钢结构主体的顶部靠近炉口的一侧设有一根传动轴一，传动轴一的两端分别转动安装有一个轴承座一，轴承座一固定于钢结构主体的顶部，所述传动轴一上固定有与链条配合连接的传动链轮一，所述减速电机固定于钢结构主体的顶部，减速电机的输出端与所述传动轴一传动连接。

进一步的技术方案，所述传动机构二包括传动轴二、传动链轮二和轴承座二，所述钢结构主体的顶部远离炉口的一侧设有一根传动轴二，传动轴二的两端分别转动安装有一个轴承座二，轴承座二固定于钢结构主体的顶部，所述传动轴二上固定有与链条配合连接的传动链轮二。

进一步的技术方案，所述炉门两侧对称布置四个导向轮；所述炉门采用缩口炉门，炉门的倾斜角度为15°，炉门是由钢板及型钢拼接成的刚性整体，炉门板材采用10mm厚钢板，炉门加强结构采用矩形钢管。

进一步的技术方案，所述导轨上还开设有半圆槽，半圆槽的最低位置距离轨顶20mm，当所述炉门下降到指定位置时，导向轮落入半圆槽中，所述炉门相应的向炉膛方向落15～20mm，实现所述炉门与炉体的压紧；在所述导轨的下端还设有用于对导向轮进行限位的限位块。

进一步的技术方案，所述钢结构主体采用10mm厚的钢板拼焊而成，钢板外壳外还焊接固定有20#及以上型钢；所述钢结构主体的炉口采用耐火材料一体浇筑而成。

进一步的技术方案，所述炉门外侧上方还配合设有烟罩，烟罩通过收尘管道与收尘系统管道连接。

进一步的技术方案，所述钢结构主体的炉体衬里包括熔池、炉墙和炉顶，所述熔池采用不粘铝浇注料、防渗浇注料、保温浇注料及硅酸铝纤维板组成，所述炉墙采用高铝砖、保温浇注料、硅酸铝纤维板及硅酸铝纤维毯组成，所述炉顶采用低温水泥浇注料、硅酸铝纤维板及保温浇注料组成。

进一步的技术方案，该熔铝炉配置有稳定火焰不换向蓄热式燃烧系统，且采用低NO烧嘴燃烧天然气进行加热。

本实用新型实施例提供的一种固定式矩形燃气熔铝炉，采用斜拉式炉门结构，利用炉门的自重压紧结合部，省去了现场气缸压紧的弊端，不单省了气缸费用，重要的是将压紧行程根据需要来实现，避免行程的改变需要人工调整气缸行程的弊端，从结构设计上降低了维修工的工作量，实现用技术升级，降低劳动的强度，新设备带来的是维护人员的劳动量的降低，解决人员短缺的纨绔。另外，通过配重结构的布置，降低了炉门重量对炉门升降减速电机的危害，降低了升降系统的故障率和维护费用，从结构上实现运行费用的更节能；实现了用更小的配置电机功率，完成炉门升降要求，实现了新设备、新设计更节能的目的。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的固定式矩形燃气熔铝炉的分解结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的固定式矩形燃气熔铝炉的整体结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的固定式矩形燃气熔铝炉中钢结构主体的剖视结构示意图。

图中：1-钢结构主体，2-传动机构一，3-配重导向槽，4-配重箱，5-传动机构二，6-链条，7-炉门，8-烟罩，9-限位块，10-导轨。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

以下结合具体实施例对本实用新型的具体实现进行详细描述。

本实用新型主要适用于将1台10吨固定式电加热熔炼炉改为30吨的燃气熔炼炉，也即将电加热系统改为天然气加热，将炉体容积从10吨增加至30吨，并按要求实现一拖二配置。

原有设备尺寸为6400×4200×3200mm(长×宽×高，不含除尘管道)。为实现设备30t的处理能力，拟对熔炼炉尺寸进行加大。根据车间现有的空间布置，新建熔炼炉外部尺寸拟定为宽5000mm，长8600mm(不含燃烧系统占用空间)。因车间行车吊钩最大起升高度时距离地面4620mm，新建炉体及收尘系统总高度离地面约4300mm，其中炉子本体总高度约4000mm，高出地面约3300mm。设备炉膛有效尺寸为：7000mm(长)×(3460/2780)mm(宽度长边/短边)×2600mm(高)。

熔炼炉将采用天然气加热，配置不换向蓄热燃烧系统，该系统主要由燃气燃烧系统、供风系统、自动控制系统及安保检测系统组成。炉子配置两个出料口，出料口处分别配置导料溜槽，物料通过导料溜槽分别流向两个保温炉。

如图1-2所示，为本实用新型一个实施例提供的一种固定式矩形燃气熔铝炉，包括钢结构主体1，所述钢结构主体1侧壁上开设有倾斜的炉口，炉口两侧均固定有一条导轨10，两条导轨10之间设有能够对炉口封堵的炉门7，炉门7两侧安装有与所述导轨10配合连接的导向轮，所述钢结构主体1远离炉口的一侧固定有配重导向槽3，配重导向槽3上滑动安装有配重箱4，所述钢结构主体1的顶部分别设有传动机构一2和传动机构二5，所述炉门7上端连接有链条6，链条6还分别与所述传动机构一2和传动机构二5连接，链条6远离炉门7的一端与所述配重箱4连接，配重箱4的配重重量在设备安装调试时根据运行情况确定，所述传动机构一2和传动机构二5配合驱动所述链条6运动，从而控制所述炉门7升降。

优选的，所述炉门7外侧上方还配合设有烟罩8，通过收尘管道将收尘烟罩8与原收尘系统管道连接。收尘烟罩8采用钢制，主要采用3mm厚钢板加型钢加强，烟管采用螺旋缝管或现场卷制，通过将烟尘吸入收尘系统。

作为本实用新型的一种优选实施例，所述传动机构一2包括传动轴一、减速电机、传动链轮一和轴承座一，所述钢结构主体1的顶部靠近炉口的一侧设有一根传动轴一，传动轴一的两端分别转动安装有一个轴承座一，轴承座一固定于钢结构主体1的顶部，所述传动轴一上固定有与链条6配合连接的传动链轮一，所述减速电机固定于钢结构主体1的顶部，减速电机的输出端与所述传动轴一传动连接。

所述传动机构二5包括传动轴二、传动链轮二和轴承座二，所述钢结构主体1的顶部远离炉口的一侧设有一根传动轴二，传动轴二的两端分别转动安装有一个轴承座二，轴承座二固定于钢结构主体1的顶部，所述传动轴二上固定有与链条6配合连接的传动链轮二。

优选的，所述链条6可以设置两条，提升驱动炉门7升降的可靠性。

炉门提升结构的参数：

1)提升链条规格：40A-1；2)电机型号功率：制动电机4KW(带手动释放)；3)减速机速比：979.3：4)炉门提升速度：2.3m/min(可调)；5)减速机型号：K316HC/C309-E10-D401-MP112L4B40AC3-A0E00-011(博能传动)。

作为本实用新型的一种优选实施例，所述钢结构主体1采用10mm厚的钢板拼焊而成，并在钢板外壳外采用20#及以上型钢进行加强，通过合理的设计布置，使得炉体钢结构1具有足够的整体刚度，能够抵抗炉壳的高温变形。

其中，所述钢结构主体1的外形尺寸为8600×5000×4000mm，上述尺寸充分考虑了车间的实际配置，考虑了扒渣操作需要预留的最小空间。炉膛尺寸为7000mm×(3460/2780)mm(宽度长边/短边)×2600mm(长边)，熔池深度为670mm，炉膛容量为30+5％吨。炉底采用10mm钢板及20#槽钢拼焊而成，使其具有良好的强度与刚度。炉顶内膛为拱顶结构，由10mm厚钢板及20#工字钢焊接而成，并密布部分10#型钢，满足强度需要。炉体表面喷涂耐高温涂料，所用涂料应能承受75℃以上高温不起泡、不开裂、不脱落，设备表面美观耐用。

另外，所述钢结构主体1的炉口采用耐火材料一体浇筑而成，降低炉口因铸钢材料和浇注料的热膨胀系数不同而产生的变形量对炉门7的影响，避免产生间隙变化不一的跑火现象，因跑火引起的变形，缩短了炉体的使用周期，增加了运行费用。

作为本实用新型的一种优选实施例，所述炉门7两侧对称布置四个导向轮，利于炉门7沿着导轨10上下移动。

所述炉门7采用缩口炉门，更有利于炉膛气流、风场的循环，缩口炉门改变了风向，降低了火焰对直口炉门的冲刷力，降低炉门7跑火对炉口及炉门7的破坏力，延长了炉口及炉门7的使用寿命。

另外，采用斜拉炉门7结构，采用减速电机实现炉门7的启闭，利用炉门7的自重压紧结合部，省去了现场气缸压紧的弊端，不单省了气缸费用，重要的是将压紧行程根据需要来实现，避免行程的改变需要人工调整气缸行程的弊端，从结构设计上降低了维修工的工作量，实现用技术升级降低劳动强度，新设备带来的是维护人员的劳动量的降低，解决人员短缺的纨绔。

通过设置配重结构，降低了炉门7重量对炉门升降减速机的危害，降低了升降系统的故障率和维护费用，从结构上实现运行费用的更节能，实现了用更小的配置电机功率，实现了更节能的使用费用，正常设计4KW的电机完成炉门7升降要求，降低了升降电机功率，实现了新设备、新设计更节能的目的。

其中，炉门7是由钢板及型钢拼接成的刚性整体，炉门7板材选用10mm厚钢板，炉门7加强结构采用120×80×6mm的矩形钢管，提升架主体结构采用20#槽钢。炉门7设有锚固钩，内衬耐火浇注料及保温材料。

为方便扒渣与加料，采用缩口炉门7设计，炉口尺寸约为4700×1300mm(长×高)，炉口包括衬里的总厚度约为600mm。

炉门7的四周钢板采用Q245R锅炉容器板制作，其余部分采用Q235B制作。炉门7的设计倾斜角度约为15°，倾斜炉门7设计能够利用炉门7的自重实现炉门7与炉体的压紧，还可减少减速电机的扭矩。

为保证设备有较好的密封效果，炉门7与炉体的接合面应尽可能的保持平整，必要时采用打磨或机加工处理，炉门7四周开槽嵌入石棉盘根，以实现炉门7密封。在炉门7轨道上开平缓的半圆槽，半圆槽的最低位置距离轨顶约20mm，当炉门7下降到指定位置时，导向轮落入半圆槽中，炉门7相应的向炉膛方向落15～20mm，从而实现与炉体的压紧。另外，在所述导轨10的下端还设有用于对导向轮进行限位的限位块9。

可以理解的是，所述炉门7的衬里由高强浇注料200mm，保温浇注料100mm、陶瓷纤维板20mm构成。

作为本实用新型的一种优选实施例，熔铝炉的熔体原料为电解铝液、铝锭和铝废料等，熔铝炉配置稳定火焰不换向蓄热式燃烧系统，节能效果好；采用低NO烧嘴实现碳排放的要求，燃烧系统由燃气燃烧系统(包括燃气管路及控制阀、燃气烧嘴、蓄热室、蓄热球)、供风系统(包括供风管道及鼓风机，排烟管道及引风机，四通换向阀)、自动控制系统(包括燃烧、温度、压力自动监测控制)及安保检测系统组成。

燃烧系统具有如下优点：

1)燃烧系统采用弥散式炉膛混合燃烧的方式，将炉膛变为燃烧整体，使炉膛温度更加均匀，延长炉膛的使用寿命；实现了更高的混和比和更低的气耗，具体措施通过增加主火枪供风系统；对整个燃烧过程实施变量数据控制，燃烧更充分；降低炉膛中空气含量，不但降低了NO化合物的浓度和量的同步降低，同时由于控制空气进入量还降低了废气的排放量，实现了节能目的，而且NO化合物的降低了废气对管道的腐蚀危害，使管道使用寿命的增加，减少了运行费用的产生，通过燃烧方式的改变带来连锁节能效应(NO化合物合和H₂O形成强酸，具有强腐蚀性)，弥散式炉膛混合燃烧将炉压更稳定变为现实。

2)降低氧烧损：改变传统固定预混结构、固定燃烧点的燃烧方式，避免固定点产生的高温烧损，不会出现固定烧嘴附近出现的一烧一个洞的现象。避免了因炉膛尺寸需要增加火焰长度产生的烧损面积的增大弊端。

3)在熔铝过程中，待铝化平(此时固体铝已经基本熔化只是铝液温度较低)后，观察炉内火焰，明显看到火焰紧贴液面随着助燃空气的换向左右摆动；换向式燃烧需要的是足氧燃烧和过氧燃烧，这对降低炉膛氧气浓度，实现低氧烧损不利，该技术可以在含氧量低于21％的条件下燃烧，含氧15％也能充分燃烧，由于低氧，降低了氧化烧损，氧化烧损在原有基础上降低了20％以上，因此这方面所获得的经济效益也是相当可观的，被行业越来越多的人士认可和选用。

4)降低能耗，比换向式蓄热燃烧的天然气耗量低5-20％。

5)提高生产效率：通过风口设计，火焰实现了在燃烧的换向过程中左旋和右旋两个反方向的运动，避免了因换向而出现的断火和停火现象，使得炉膛整体加热更均匀，升温和熔铸速度提高。通过该设计，配合选择合适的炉体吨位和面积深度比，可以使熔铸速度从3吨/小时提高到6吨/小时，行业领先。

6)改善车间操作环境：将注铝口在不加铝液的时间关闭，改变原来炉膛与车间畅通的结构，把车间污染源从根本上实现治理。将炉膛烟尘通过燃烧系统的循环，送达烟气除尘系统，实现生产现场的整洁环保达标。

7)自动控制系统(对燃烧、温度、压力、安防等分别自动控制、智能显示)，根据长期的经验积累，用连锁控制把可能的故障用报警的形式显示在屏幕上，用声光报警提示现场，并显示故障处理目标和解决方法，实现现场的智能指导，故障恢复操作指南。

8)安全控制：在火焰监控上采用3套火焰监控实时不间断工作，采用UV检测技术，检测火的火焰，一旦没有火焰流经探头，系统在2秒内关闭天然气，使燃烧安全性更高。采用双路、串联、双截止阀控制天然气的关停。实时检测火焰轨迹，让各自独立的3套检测系统更精确的控制天然气的开关，监控的大火燃烧，使燃烧安全性更高。在控制设计上根据需要，选择大火的关停，从而杜绝了换向技术的火焰监测的误判，从技术上实现安全运行。将燃气检漏纳于控制系统中，提高燃气使用的安全性，可靠性。

作为本实用新型的一种优选实施例，如图3所示，所述钢结构主体1的炉体衬里分熔池部分、炉墙部分、炉顶部分。熔池部分采用不粘铝浇注料、防渗浇注料、保温浇注料及硅酸铝纤维板组成。上侧墙由高铝砖、保温浇注料、硅酸铝纤维板、硅酸铝纤维毯组成。炉顶由低温水泥浇注料、硅酸铝纤维板、保温浇注料组成。炉门坎采用高强浇注料。

具体各部分材料情况如下：

熔池(炉底、斜坡)由不粘铝浇注料230mm、防渗浇注料100mm(平均)、保温砖230mm、陶瓷纤维板20mm构成。

熔池侧墙(液面线上150mm以下)由不粘铝浇注料230mm、防渗浇注料115mm、保温砖230mm构成、硅酸铝纤维板20mm构成。

上侧墙由高铝砖230mm、保温砖345mm、硅酸铝纤维板20mm构成。

炉顶由高铝砌型砖230mm、高强浇铸料100mm、保温棉50mm、保温浇注料100mmh组成。

另外，各部件的控制、型号及电路连接不作具体限定，在实际应用时可灵活设置。

涉及到的电路、电子元器件和模块均为现有技术，本领域技术人员完全可以实现，无须赘言，本实用新型保护的内容也不涉及对于软件和方法的改进。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，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。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种固定式矩形燃气熔铝炉，包括钢结构主体，其特征在于，所述钢结构主体侧壁上开设有倾斜的炉口，炉口两侧均固定有一条导轨，两条导轨之间设有能够对炉口封堵的炉门，炉门两侧安装有与所述导轨配合连接的导向轮；

所述钢结构主体远离炉口的一侧固定有配重导向槽，配重导向槽上滑动安装有配重箱；

所述钢结构主体的顶部分别设有传动机构一和传动机构二；

所述炉门上端连接有链条，链条还分别与所述传动机构一和传动机构二连接，链条远离炉门的一端与所述配重箱连接，所述传动机构一和传动机构二配合驱动所述链条运动，从而控制所述炉门升降。

2.根据权利要求1所述的固定式矩形燃气熔铝炉，其特征在于，所述传动机构一包括传动轴一、减速电机、传动链轮一和轴承座一；

所述钢结构主体的顶部靠近炉口的一侧设有一根传动轴一，传动轴一的两端分别转动安装有一个轴承座一，轴承座一固定于钢结构主体的顶部；

所述传动轴一上固定有与链条配合连接的传动链轮一；

所述减速电机固定于钢结构主体的顶部，减速电机的输出端与所述传动轴一传动连接。

3.根据权利要求2所述的固定式矩形燃气熔铝炉，其特征在于，所述传动机构二包括传动轴二、传动链轮二和轴承座二；

所述钢结构主体的顶部远离炉口的一侧设有一根传动轴二，传动轴二的两端分别转动安装有一个轴承座二，轴承座二固定于钢结构主体的顶部；

所述传动轴二上固定有与链条配合连接的传动链轮二。

4.根据权利要求1-3任一项所述的固定式矩形燃气熔铝炉，其特征在于，所述炉门两侧对称布置四个导向轮；

所述炉门采用缩口炉门，炉门的倾斜角度为15°，炉门是由钢板及型钢拼接成的刚性整体，炉门板材采用10mm厚钢板，炉门加强结构采用矩形钢管。

5.根据权利要求4所述的固定式矩形燃气熔铝炉，其特征在于，所述导轨上还开设有半圆槽，半圆槽的最低位置距离轨顶20mm；

当所述炉门下降到指定位置时，导向轮落入半圆槽中，所述炉门相应的向炉膛方向落15～20mm，实现所述炉门与炉体的压紧；

在所述导轨的下端还设有用于对导向轮进行限位的限位块。

6.根据权利要求1-3任一项所述的固定式矩形燃气熔铝炉，其特征在于，所述钢结构主体采用10mm厚的钢板拼焊而成，钢板外壳外还焊接固定有20#及以上型钢；

所述钢结构主体的炉口采用耐火材料一体浇筑而成。

7.根据权利要求6所述的固定式矩形燃气熔铝炉，其特征在于，所述炉门外侧上方还配合设有烟罩，烟罩通过收尘管道与收尘系统管道连接。

8.根据权利要求6所述的固定式矩形燃气熔铝炉，其特征在于，所述钢结构主体的炉体衬里包括熔池、炉墙和炉顶；

所述熔池采用不粘铝浇注料、防渗浇注料、保温浇注料及硅酸铝纤维板组成，所述炉墙采用高铝砖、保温浇注料、硅酸铝纤维板及硅酸铝纤维毯组成，所述炉顶采用低温水泥浇注料、硅酸铝纤维板及保温浇注料组成。

9.根据权利要求8所述的固定式矩形燃气熔铝炉，其特征在于，该熔铝炉配置有稳定火焰不换向蓄热式燃烧系统，且采用低NO烧嘴燃烧天然气进行加热。