[發明專利]提高鋁及鋁合金熔體溫度均勻性的等溫熔煉爐爐膛結構

有效

• 申請號: 201010208814.6
• 申請日: 2010-06-24
• 公開（公告）號: CN101852544A
• 公開（公告）日: 2010-10-06
• 發明（設計）人: 閆輝;薛冠霞;余銘皋;貴廣臣;馬科;謝曉燕
• 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

本發明涉及一種提高鋁及鋁合金熔體溫度均勻性的等溫熔煉爐爐膛結構，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，提供一種提高鋁及鋁合金熔體溫度均勻性的等溫熔煉爐爐膛結構，旨在消除鋁液在啟爐熔化區內產生的回旋渦流，減小加熱區內鋁液流量分配不均勻現象，避免溫度集中并降低鋁液整體溫差，加強爐內鋁液循環順暢性和加熱溫度均勻性，提高等溫熔煉效果。

本發明的目的通過以下技術方案來實現：

提高鋁及鋁合金熔體溫度均勻性的等溫熔煉爐爐膛結構，特點是：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，啟爐熔化區與加熱區之間設有通道，啟爐熔化區的爐壁上安裝有啟爐燃燒器，加熱區的爐頂上安裝有浸沒式加熱器，浸沒式加熱器垂直伸入加熱區爐膛；在加熱區入口處設置有分流擋板，爐體外布置有旋渦加料井和循環泵，循環泵的進口與加熱區的爐膛相連通，循環泵的出口與旋渦加料井相連通，旋渦加料井與啟爐熔化區的爐膛相連通，構成一個循環系統。

進一步地，上述的提高鋁及鋁合金熔體溫度均勻性的等溫熔煉爐爐膛結構，其中，所述隔墻與啟爐熔化區的爐壁呈鈍角，并圓弧過渡，圓弧角度范圍在97～105°。

更進一步地，上述的提高鋁及鋁合金熔體溫度均勻性的等溫熔煉爐爐膛結構，其中，所述分流擋板為梯形柱狀體，與豎直爐壁連為一體，分流擋板的橫截面呈直角梯形，梯形銳角為30°～60°。

再進一步地，上述的提高鋁及鋁合金熔體溫度均勻性的等溫熔煉爐爐膛結構，其中，所述分流擋板分為兩個部分，靠近加熱區部分為實體結構，靠近爐壁部分從上到下開通孔。

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：

加熱隔墻與啟爐熔化區爐壁呈鈍角并圓弧過渡，消除鋁液在隔墻附近產生的回旋渦流；加熱區入口設置分流擋板，在加熱區內均勻分配鋁液流量；該設計加強爐內鋁液循環順暢性和加熱溫度均勻性，減小爐內鋁液的整體溫差，增強等溫熔煉效果。

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：本發明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；

圖3：本發明爐膛結構及內部鋁液流動示意圖；

圖4：本發明爐膛內部分流擋板示意圖。

圖中各附圖標記的含義見下表：