專利名稱：一種高效節(jié)能的鋁及鋁合金等溫熔煉爐爐內(nèi)結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種鋁熔煉行業(yè)鋁及鋁合金的等溫熔煉爐，尤其涉及一種高效節(jié) 能的鋁及鋁合金等溫熔煉爐爐內(nèi)結(jié)構(gòu)，屬于金屬冶煉技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
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(shí)極易被氧化。對于鋁及鋁合金的工業(yè)熔煉，國內(nèi)外目 前應(yīng)用最廣泛的是反射式熔煉爐，其次是感應(yīng)熔煉爐和坩堝式熔煉爐，其中反射式熔煉爐 占絕大多數(shù)。這幾種爐型均有各自的優(yōu)缺點(diǎn)，但一個(gè)顯著的共同點(diǎn)就是能耗相對較高，熱效 率較低。等溫熔煉技術(shù)是一種全新的熔煉工藝，該技術(shù)能源消耗和金屬損耗都非常低，是 一種高效節(jié)能的熔煉工藝。等溫熔煉就是在恒定溫度下對爐料進(jìn)行熔煉，在等溫熔煉爐爐 膛內(nèi)的鋁熔體溫度在很小范圍內(nèi)變動(dòng)，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(jīng)導(dǎo)熱管壁被有效的傳遞給熔融材料，對爐料進(jìn)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(xiàn)象，熔體品質(zhì)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(jié)構(gòu)簡單，占 地面積小，投資大為下降。等溫熔煉在生產(chǎn)過程中鋁液溫度保持在680 760°C，同時(shí)向加 料井加入冷料，系統(tǒng)所需熱量由浸沒式加熱器供給。爐膛中鋁液的流動(dòng)可以加強(qiáng)鋁液與加 熱器之間的換熱能力，但并不是鋁液流動(dòng)速度越大，加熱器功率越大，系統(tǒng)的效率就越高。 加熱區(qū)鋁液能否與加熱器充分換熱非常重要，如果鋁液流經(jīng)加熱區(qū)時(shí)由于阻力的原因避開 了加熱器，或是只有部分鋁液經(jīng)過加熱器進(jìn)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(dǎo)致系統(tǒng)溫度不均勻，而且會影響加 熱器的壽命；根據(jù)流體的特性行程空間變化會產(chǎn)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(nèi)部結(jié)構(gòu)對于整個(gè)系統(tǒng)的影響較大。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種高效節(jié)能的鋁及鋁合金 等溫熔煉爐爐內(nèi)結(jié)構(gòu)，旨在確保鋁及鋁合金等溫熔煉爐內(nèi)鋁液流動(dòng)順暢，增強(qiáng)鋁液與浸沒 式加熱器有效換熱，提高系統(tǒng)熱效率，消除爐內(nèi)溫度不均勻性，提高金屬品質(zhì)，減小鋁液對 爐襯的沖刷，延長設(shè)備使用壽命。本實(shí)用新型的目的通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)—種高效節(jié)能的鋁及鋁合金等溫熔煉爐爐內(nèi)結(jié)構(gòu)，爐膛的中間部位設(shè)置有隔墻， 隔墻將爐膛劃分為啟爐熔化區(qū)和加熱區(qū)，爐體外布置有加料井和循環(huán)泵，循環(huán)泵的進(jìn)口與 加熱區(qū)的爐膛相連通，循環(huán)泵的出口與加料井相連通，加料井與啟爐熔化區(qū)的爐膛相連通， 特點(diǎn)是所述隔墻具有3 20°傾角的傾斜面，隔墻的一端設(shè)置有導(dǎo)流區(qū)；導(dǎo)流區(qū)設(shè)置在啟
3爐熔化區(qū)與加熱區(qū)之間，呈紡錘狀弧形。導(dǎo)流區(qū)根據(jù)流體特性設(shè)計(jì)，主要作用為改變鋁液 流動(dòng)方向，盡可能的使鋁液均勻流過加熱區(qū)，提高換熱效率，減少溫度集中現(xiàn)象。另外，整個(gè) 等溫熔煉系統(tǒng)還設(shè)置有加料井和循環(huán)泵，安裝在加熱區(qū)端墻的管路通過循環(huán)泵與加料井相 連，由加料井連出來的管路又與啟爐熔化區(qū)連通，這樣形成循環(huán)回路。正常生產(chǎn)時(shí)整個(gè)系統(tǒng) 的熱量由加熱區(qū)安裝的浸沒式加熱器提供，因此流動(dòng)的鋁液與加熱器之間的換熱能力直接 影響著整個(gè)系統(tǒng)的效率。進(jìn)一步地，上述的一種高效節(jié)能的鋁及鋁合金等溫熔煉爐爐內(nèi)結(jié)構(gòu)，其中，所述爐 膛內(nèi)各交接面設(shè)置為不同弧度的圓弧面。更進(jìn)一步地，上述的一種高效節(jié)能的鋁及鋁合金等溫熔煉爐爐內(nèi)結(jié)構(gòu)，其中，所述 加料井通過循環(huán)管路以3 15°角度與啟爐熔化區(qū)的爐膛相連通。本實(shí)用新型技術(shù)方案的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和進(jìn)步主要體現(xiàn)在①隔墻的一端設(shè)置有導(dǎo)流區(qū)，工作時(shí)啟爐熔化區(qū)內(nèi)的鋁液通過導(dǎo)流區(qū)，在導(dǎo)流區(qū) 作用下以更有利的流動(dòng)狀態(tài)進(jìn)入加熱區(qū)，提高換熱效率，減少溫度集中現(xiàn)象；導(dǎo)流區(qū)流線型 的曲線形狀使由啟爐熔化區(qū)流出的具有一定速度的鋁液更加均勻的流入加熱區(qū)，同時(shí)有效 減小鋁運(yùn)動(dòng)方向改變引起的能量損失；②爐膛內(nèi)各交接面均根據(jù)鋁液流動(dòng)情況，設(shè)置為不同弧度的圓弧面，有效的減少 鋁液循環(huán)流動(dòng)時(shí)在局部形成旋渦；③連接料井與啟爐熔化區(qū)的管路以3 20°角度進(jìn)入爐膛，該角度與隔墻在啟爐 熔化區(qū)一側(cè)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(qū)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(nèi)結(jié)構(gòu)，加強(qiáng)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(diào)整加熱區(qū)鋁液流向使溫度更加均勻。
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型技術(shù)方案作進(jìn)一步說明


圖1 等溫熔煉爐系統(tǒng)的俯視示意圖；圖2
圖1的A-A剖視示意圖；圖3 爐膛內(nèi)部鋁液流動(dòng)示意圖。圖中各附圖標(biāo)記的含義見下表
權(quán)利要求一種高效節(jié)能的鋁及鋁合金等溫熔煉爐爐內(nèi)結(jié)構(gòu)，爐膛的中間部位設(shè)置有隔墻，隔墻將爐膛劃分為啟爐熔化區(qū)和加熱區(qū)，爐體外布置有加料井和循環(huán)泵，循環(huán)泵的進(jìn)口與加熱區(qū)的爐膛相連通，循環(huán)泵的出口與加料井相連通，加料井與啟爐熔化區(qū)的爐膛相連通，其特征在于所述隔墻具有3～20°傾角的傾斜面，隔墻的一端設(shè)置有導(dǎo)流區(qū)，導(dǎo)流區(qū)設(shè)置在啟爐熔化區(qū)與加熱區(qū)之間，呈紡錘狀弧形。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高效節(jié)能的鋁及鋁合金等溫熔煉爐爐內(nèi)結(jié)構(gòu)，其特征在 于所述爐膛內(nèi)各交接面設(shè)置為不同弧度的圓弧面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高效節(jié)能的鋁及鋁合金等溫熔煉爐爐內(nèi)結(jié)構(gòu)，其特征在 于所述加料井通過循環(huán)管路以3 15°角度與啟爐熔化區(qū)的爐膛相連通。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種高效節(jié)能的鋁及鋁合金等溫熔煉爐爐內(nèi)結(jié)構(gòu)，爐膛的中間部位設(shè)置有隔墻，隔墻將爐膛劃分為啟爐熔化區(qū)和加熱區(qū)，爐體外布置有加料井和循環(huán)泵，循環(huán)泵的進(jìn)口與加熱區(qū)的爐膛相連通，循環(huán)泵的出口與加料井相連通，加料井與啟爐熔化區(qū)的爐膛相連通，隔墻具有3～20°傾角的傾斜面，隔墻的一端設(shè)置有導(dǎo)流區(qū)，導(dǎo)流區(qū)設(shè)置在啟爐熔化區(qū)與加熱區(qū)之間，呈紡錘狀小曲率弧形。工作時(shí)啟爐熔化區(qū)內(nèi)的鋁液通過導(dǎo)流區(qū)，在導(dǎo)流區(qū)作用下以更有利的流動(dòng)狀態(tài)進(jìn)入加熱區(qū)。該鋁及鋁合金等溫熔煉爐爐內(nèi)結(jié)構(gòu)，加強(qiáng)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(diào)整加熱區(qū)鋁液流向使溫度更加均勻。
文檔編號F27B3/10GK201751783SQ20102023654
公開日2011年2月23日 申請日期2010年6月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月24日
發(fā)明者盧煥瑞, 李世軒, 謝曉燕, 貴廣臣, 閆輝, 陳景閣 申請人:蘇州新長光熱能科技有限公司