高效节能组合式熔铝炉及其熔炼方法

摘要

本发明公开了一种生产效率高、能耗低、可实现连续生产的高效节能组合式熔铝炉，及其操作工艺简单、烧损率低的熔炼方法。该组合式熔铝炉包括通过互通式流槽相互连接的铝屑炉、中炉和两保温炉。该方法包括将铝屑炉的高温铝液排放入中炉对中炉中的铝进行浸没式熔化，再由两保温炉对中炉依先后排入的铝液分别进行成份调整后交替铸锭。

说明书

技术领域  本发明涉及一种熔铝炉，尤其涉及一种高效节能组合式熔铝炉及其熔炼方法。

背景技术  目前比较先进的再生铝熔炼炉是通过高、低两炉组合构成，一个中炉，一个保温炉。这种结构的熔铝炉能够在一定程度上节约能源，提高生产效率，降低成本，但其生产效率的提高和节能效果并不明显。这种熔铝炉当把中炉熔化的铝液放入保温炉时，必须将中炉中的铝液全部放干净，这样才能清出沉积于炉底的熔点高于铝的炉渣(如铁)，因此无法实现浸没式熔炼，铝的烧损较大。而且现有的熔炼装置大多余热利用率不够高，燃料的充分燃烧不够理想，以至于能耗高，熔炼成本高。

发明内容  本发明的目的是针对上述现有技术存在的不足，提供一种高效节能组合式熔铝炉及其熔炼方法。该组合式熔铝炉在实现高效率连续生产的同时，可以降低烧损、能耗和熔炼成本。本方法操作工艺简单、方便，可降低消耗，提高效率和设备的利用率。

本发明的技术方案包括保温炉和中炉，所述保温炉和中炉连接有至少一台铝屑炉。

所述保温炉设有至少两台，铝屑炉和中炉与该两台保温炉通过流槽相互连接；所述铝屑炉、中炉和\或保温炉为蓄热式熔铝炉。

所述铝屑炉和中炉在通过互通式流槽相互连接的同时，还经一直通式流槽相互连接，所述铝屑炉、中炉、保温炉三者的设置高度相对依次梯减。

所述铝屑炉、中炉和\或保温炉其燃烧器的燃烧室经富氧管道连接于制氮机的空气排出口。

所述富氧管道位于燃烧室内的一端连接有喷头；所述喷头为其出口由若干通孔构成的网孔式均配喷头。

所述铝屑炉、中炉和\或保温炉其燃烧器的蓄热桶、或蓄热桶的通风室内设有热交换器。

所述热交换器为一外壁布设有吸热片的蛇形管或盘管、亦或为一外壁布设有吸热片的由相互串接的若干个箱形管构成的箱形管组。

所述熔化、成份调整和铸锭是利用权利要求1所述的高效节能组合式熔铝炉采用如下方法进行：在铝屑炉和中炉中分别投入铝料，先熔化铝屑炉中的铝料制成铝液排放入中炉，对中炉中的铝料进行浸没式熔化。当中炉中的铝液熔化达到要求的温度后再排放入保温炉、或先后亦或同时排放入多台保温炉，再对保温炉中的铝液进行成份调整后进行单炉或多炉同时、亦或组合依次交替循环连续铸锭。

所述中炉中达到要求温度的铝液，先排放至两保温炉的其中一保温炉，经成份调整后进行铸锭。在该一保温沪进行成份调整期间，中炉中熔化达到要求温度的铝液，再排放入另一保温炉，经成份调整后铸锭。利用两保温炉进行铝液交替循环调整成份，实现连续铸铝。

所述成份调整是利用铝屑炉排放铝液至保温炉、或直接根据成份需要投料至保温炉，实现保温炉铝液的成份调整。

本发明将先进的熔炼技术和生产工艺融为一体，本熔炼方法操作工艺简单、方便，可提高设备的利用率和运行效率，降低能耗、烧损和生产成本，可连续化生产铸锭。本发明的组合式熔铝炉结构简单，组合方便。

本发明的熔化速度可提高30％左右，铝的烧损在原有基础上降低20％左右，能耗在现有窑炉的基础上降低50％左右，蓄热式熔铝炉外排烟气温度通过余热回收后低于80℃，粉尘CO₂大大低于国家排放标准。

附图说明  图1、图2和图3分别为本发明组合式熔铝炉第1～3种实施例结构示意图。

具体实施方式  现通过实施例并结合附图对本发明作进一步说明。

组合式熔铝炉实施例

实施例1：如图1所示。本发明的组合式熔铝炉由一台铝屑炉1、一台中炉2和两台保温炉3通过互通式流槽4相互连接构成。铝屑炉1、中炉2和两台保温炉3为分别设有燃烧器11的蓄热式熔铝炉。中炉2的炉底设置水平高度相对低于铝屑炉1的炉底，两台保温炉3的炉底设置水平高度相对低于中炉2的炉底。铝屑炉1还同时通过直通式流槽5与中炉2相连接。在铝屑炉1对中炉2放铝液时可通过直通式流槽5进行更为便捷畅通。

实施例2：如图2所示。本实施例是在上述实施例1或下述实施例3的基础上，在各燃烧器11的各相应的蓄热桶内的下部通风室7内分别各设置有蛇形管8。各通风室7内的蛇形管8相互串接联通后的进、出口9、10串接于组合式熔铝炉熔炼用的供油或供水管。蛇形管8的外周壁上相间隔分布连接有吸热片14。当蓄热器11工作时，流经蛇形管8的供熔炼用的低温燃油或水与通风室7的准备外排的烟气进行热交换，达到进一步回收烟气余热的目的。

实施例3：如图3所示。本实施例是在上述实施例1或2的基础上，在各燃烧器11的燃烧室17内分别设置有其出口由若干均匀分布的通孔18构成的网孔式均配喷头15，网孔式均配喷头15分别通过电磁阀16经富氧管道13与为熔炼铝液时除氢用的制氮机19的富氧空气排出口相连接。利用制氮机19制氮后排出的富含氧的空气引入燃烧器11的燃烧室17，以助燃料充分燃烧。富氧空气的流量可以通过电磁阀16进行控制。

本发明的熔炼方法

实施例1：在铝屑炉和中炉中分别投入铝料，先熔化铝屑炉中的铝料，将铝屑炉中熔化的铝液排放入中炉，对中炉中的铝料进行浸没式熔化。当中炉中的铝液达到要求的温度后，再将中炉中的铝液排放至两保温炉的其中一保温炉进行铝液成份调整，经成份调整(成份配比)后进行铸锭。在该一保温炉调整成份或铸锭期间，中炉中熔化的铝液达到要求的温度后，相继向另一保温炉排放铝液，进行成份调整，待该一保温炉铸锭完成，该另一保温炉成份调整也基本结束接着铸锭。这样两保温炉即可交替循环工作实现连续铸铝。

这样一来，蓄热式熔铝炉空置冷却的时间可以大为缩短。即可提高设备的利用率和生产效率，降低能耗。

铝液的成份调整是利用铝屑炉排放铝液至保温炉、或直接根据成份需要投料至保温炉实现保温炉铝液的成份调整。前种调整方法便于控制，调整精度比较高。后种调整方法的调整时间短、速度快。

铝屑炉通过互通式或直通式流槽对中炉排放铝液，铝屑炉和中炉通过互通式流槽对两保温炉排放铝液，各炉铝液的排放输送是通过相关炉之间的高度落差实现。

当保温炉成份调整所需时间短时，通过控制中炉的燃烧器，可对中炉铝料的浸没式熔化进行辅助熔化。

在保温炉成份调整速度比较快时，同时铝屑炉和中炉的熔化能够适应的情况下，或通过控制铝屑炉和中炉的燃烧器控制熔化速度，来适应保温炉的调整速度，可以实现两保温炉的同时成份调整铸锭。

四台炉均可通过自身的燃烧器控制单独运行。

实施例2，本实施例中，铝屑炉投入的铝料为纯铝，中炉投入的铝料为含铁量较高的铝。在本实施例中，铝屑炉主要用于熔化纯铝，它的作用一是向中炉提供作为浸没式熔化的高温铝液，二是向保温炉提供铝液进行成份配比调整，因为铝屑炉中的铝液铝的成份比较高，其他成份如铁、镁、锌等所含比例较少。中炉主要用于熔化含铁量较高的铝，起到熔铝除铁的作用。本实施例的其余工艺方法和\或步聚与上述实施例类同。