[發明專利]一種高效節能的鋁及鋁合金等溫熔煉爐爐內結構

有效

• 申請號: 201010208811.2
• 申請日: 2010-06-24
• 公開（公告）號: CN101852543A
• 公開（公告）日: 2010-10-06
• 發明（設計）人: 謝曉燕;閆輝;陳景閣;李世軒;貴廣臣;盧煥瑞
• 申請（專利權）人: 蘇州新長光熱能科技有限公司
• 主分類號: F27B3/10
• 分類號: F27B3/10
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責任公司 32102
• 代理人: 王玉國;陳忠輝

技術領域

本發明涉及一種鋁熔煉行業鋁及鋁合金的等溫熔煉爐，尤其涉及一種高效節能的鋁及鋁合金等溫熔煉爐爐內結構，屬于金屬冶煉技術領域。

背景技術

鋁及鋁合金熔煉中存在許多困難，首先，相對于其他金屬，鋁有較高的比熱容及熔化潛熱，其次，鋁的黑度很小且高溫時極易被氧化。對于鋁及鋁合金的工業熔煉，國內外目前應用最廣泛的是反射式熔煉爐，其次是感應熔煉爐和坩堝式熔煉爐，其中反射式熔煉爐占絕大多數。這幾種爐型均有各自的優缺點，但一個顯著的共同點就是能耗相對較高，熱效率較低。

等溫熔煉技術是一種全新的熔煉工藝，該技術能源消耗和金屬損耗都非常低，是一種高效節能的熔煉工藝。等溫熔煉就是在恒定溫度下對爐料進行熔煉，在等溫熔煉爐爐膛內的鋁熔體溫度在很小范圍內變動，而且各處的溫度幾乎一致。加熱器直接插入熔融材料中，熱量經導熱管壁被有效的傳遞給熔融材料，對爐料進行三維加熱，熔體溫度一致，成分均勻，不會形成溫度梯度和熱成層現象，熔體品質大大提高。加熱器熱量幾乎全被鋁液吸收，提高了熱效率，燃燒廢氣不與熔融金屬接觸，從而減少氧化損失，并且爐體結構簡單，占地面積小，投資大為下降。等溫熔煉在生產過程中鋁液溫度保持在680～760℃，同時向加料井加入冷料，系統所需熱量由浸沒式加熱器供給。爐膛中鋁液的流動可以加強鋁液與加熱器之間的換熱能力，但并不是鋁液流動速度越大，加熱器功率越大，系統的效率就越高。加熱區鋁液能否與加熱器充分換熱非常重要，如果鋁液流經加熱區時由于阻力的原因避開了加熱器，或是只有部分鋁液經過加熱器進行換熱，那么加熱器的熱量就不能充分利用；加熱器局部溫度很高但是不能被鋁液吸收，影響熱效率，導致系統溫度不均勻，而且會影響加熱器的壽命；根據流體的特性行程空間變化會產生旋流，旋流不僅耗能而且加大了對壁面的沖刷侵蝕。

由此可見，等溫熔煉爐內部結構對于整個系統的影響較大。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術存在的不足，提供一種高效節能的鋁及鋁合金等溫熔煉爐爐內結構，旨在確保鋁及鋁合金等溫熔煉爐內鋁液流動順暢，增強鋁液與浸沒式加熱器有效換熱，提高系統熱效率，消除爐內溫度不均勻性，提高金屬品質，減小鋁液對爐襯的沖刷，延長設備使用壽命。

本發明的目的通過以下技術方案來實現：

一種高效節能的鋁及鋁合金等溫熔煉爐爐內結構，爐膛的中間部位設置有隔墻，隔墻將爐膛劃分為啟爐熔化區和加熱區，爐體外布置有加料井和循環泵，循環泵的進口與加熱區的爐膛相連通，循環泵的出口與加料井相連通，加料井與啟爐熔化區的爐膛相連通，特點是：所述隔墻具有3～20°傾角的傾斜面，隔墻的一端設置有導流區；導流區設置在啟爐熔化區與加熱區之間，呈紡錘狀弧形。導流區根據流體特性設計，主要作用為改變鋁液流動方向，盡可能的使鋁液均勻流過加熱區，提高換熱效率，減少溫度集中現象。另外，整個等溫熔煉系統還設置有加料井和循環泵，安裝在加熱區端墻的管路通過循環泵與加料井相連，由加料井連出來的管路又與啟爐熔化區連通，這樣形成循環回路。正常生產時整個系統的熱量由加熱區安裝的浸沒式加熱器提供，因此流動的鋁液與加熱器之間的換熱能力直接影響著整個系統的效率。

進一步地，上述的一種高效節能的鋁及鋁合金等溫熔煉爐爐內結構，其中，所述爐膛內各交接面設置為不同弧度的圓弧面。

更進一步地，上述的一種高效節能的鋁及鋁合金等溫熔煉爐爐內結構，其中，所述加料井通過循環管路以3～15°角度與啟爐熔化區的爐膛相連通。

本發明技術方案突出的實質性特點和顯著的進步主要體現在：

①隔墻的一端設置有導流區，工作時啟爐熔化區內的鋁液通過導流區，在導流區作用下以更有利的流動狀態進入加熱區，提高換熱效率，減少溫度集中現象；導流區流線型的曲線形狀使由啟爐熔化區流出的具有一定速度的鋁液更加均勻的流入加熱區，同時有效減小鋁運動方向改變引起的能量損失；

②爐膛內各交接面均根據鋁液流動情況，設置為不同弧度的圓弧面，有效的減少鋁液循環流動時在局部形成旋渦；

③連接料井與啟爐熔化區的管路以3～20°角度進入爐膛，該角度與隔墻在啟爐熔化區一側的傾角相配合，既有效的消除鋁液在隔墻處形成旋渦，又能使啟爐熔化區具有一定裝載能力滿足啟爐要求；

④該鋁及鋁合金等溫熔煉爐爐內結構，加強了鋁液與加熱器之間的換熱，減少鋁液對壁面的沖刷侵蝕，調整加熱區鋁液流向使溫度更加均勻。

附圖說明

下面結合附圖對本發明技術方案作進一步說明：

圖1：等溫熔煉爐系統的俯視示意圖；

圖2：圖1的A-A剖視示意圖；