CN1745287A - 具有筛选及回收炉渣功能的用于熔化无盐铝的回转炉设备 - Google Patents
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Abstract
用于熔化原生铝和再生铝的设备，提供了内部装有螺旋单元(11)，实现不用盐浴的熔化的回转炉，在回转炉孔(4)和位于较低平面的深坑中的球罐(16)之间设置有连接倾倒通道(13)，倾倒通道(13)装有旋转联接器(17)使倾倒通道(13)具有连续的倾角，从而可以不间断熔化过程在储罐中获得熔融金属。该设备还一体的装有自动连续的挑选回收熔融矿渣的系统，以及能够很好的清除污染物并显著节约熔融熔炉能量的双系统气体管道。
Description
技术领域
本发明涉及用于熔化金属原料特别是废铝的模块化设备，包括回转炉、选择及回收炉渣熔合物的装置以及净化系统，其中回转炉的特点是不采用盐浴，而在球罐内直接倾注熔融金属。
背景技术
众所周知，用于生产合金铸块的废铝熔化过程以及铝锭的再熔都是在回转炉(也被称为盐浴炉)中实现的。在盐浴炉中海盐(通常混合有碳酸钠、碳酸钾以及黄色氰化钾)被熔炉产生的热量熔化。
盐是良好的热容体和热导体，并且加入的盐还能起到保护剂的作用，能够防止金属在熔融时氧化。盐在近似1000摄氏度时能够使废铝熔融炉渣变成球状。这些熔炉的主要缺点在于要对废铝熔融过程中与炉渣混合的盐产品进行大量的再熔生产。其产生了再熔处理问题，而再熔再循环处理并不总能进行，且从经济角度考虑也不适宜，因为其显著地影响铝块的最终价格。
发明的目标
本发明的主要目标是克服现有设备的缺点，实现原生铝和再生铝熔融的回转炉，不必通过盐浴实现铝的熔融。
本发明的另外一个目标是与前述目标一致，实现用于原生铝和再生铝熔融的回转炉，其直接连续的将熔融金属倒入球罐，熔融过程没有任何间断，从而提高燃料、劳动力、盐原料的利用率以及工作的安全条件。
本发明的另外一个目标是得到与前述目标一致的铝熔融设备，其直接具有与该设备一体的选择回收熔融炉渣的自动化连续生产系统，无需在别处继续处理，从而有降低炉渣处理或再循环的花费。
本发明的另外一个目标是得到与前述目标一致的完全模块化的生产用于铸造铸块的铝熔融设备，可设置在轨道上的各单元可拆开，从而易于施工安装以及使用过程中的设备维修更换。
本发明的另外一个目标是得到与前述目标一致的生产用于铸造铸块的铝熔融设备，其具有净化系统，使熔炉的热能浪费更小，同时在进入烟囱前净化气体中重的污染物，无疑与现有设备相比提高了员工呼吸的空气质量。
附图说明以及发明实现方式
发明的其他特征和优点将结合附图进行说明，下面的叙述仅仅为了表示发明，并非对发明的限定。
图1表示本发明熔融系统的立体总图。
图2表示本发明熔融系统立体总图的透视断面。
图3表示本发明熔融系统总图的纵截面。
图4示意性地表示具有通道的螺旋单元侧向局部视图。
图5表示配置有净化功能和运动轨道的处理矿渣装置的纵视图。
图6示意性地表示设备部件的总图，主要有熔融金属储罐和净化系统。
如图所示，实现原生铝和再生铝(废料)熔融的熔炉由具有圆截面、内装的耐火材料并耐热应力的圆柱形空心主体1构成；主体1一端由装填金属废料的舱口2封闭；另一端为加热废料的火焰入口3，其下面有平槽形的熔融液体排出孔4。
主体1的内径沿纵轴不断变化，从装料舱口2端开始到熔融金属排出孔4相对水平线形成负角。两端之间的倾角相对熔炉水平线每延米差2厘米。
熔炉由金属结构覆盖，横向位置由放置在滑块6上并滑动的金属旋转框架5控制，滑块6支撑在金属支架7上。主体1两端用于净化烟的开口8和9结合成排空单通道10。
主体1的内壁沿整个长度方向其表面为螺旋单元11，螺旋单元11的螺线首选具有圆截面的圆筒状，并具有不变的直径，内装耐热及耐熔融废料产生的机械应力的耐火材料。螺旋单元11的螺线上，靠近圆筒主体1壁的底部有许多首选为半圆截面的通道12。
倾倒通道13，具有适当的倾角，容纳在隔热箱体14中，并在孔4和位于较低平面的深坑中的球罐16之间设置窗口15。储罐16已在申请人相同的WO02/39044专利申请中描述并要求保护。旋转联接器17与上述专利申请中描述的形状不同，其能实现与倾倒通道13连续的倾角。
下而将介绍用于原生铝和再生铝熔融的回转炉的较佳实施例的主要特征：
外径：500厘米
内径：320厘米
耐火水泥厚度：90厘米
圆筒长度：1200厘米
倾倒倾角：24厘米
工作温度：750-800摄氏度
补给：甲烷、油
耗热量：每生产出1公斤液态铝需750千卡/每小时
熔炉在其中轴上由齿轮电动机驱动，保持缓慢转动，每分钟1至4转。
熔融工艺说明
如果希望熔化再生铝，首先完成不同废铝的选择和混合，其化学成分必须尽可能接近需要的合金。然后将废铝通过装填舱口2放入回转炉，不加作为防止金属氧化的保护剂的氯化钠。
由于熔炉的转动及其特别的内部构造，熔融的废料被机械再搅拌同时在熔炉壁的作用下传送材料。金属逐渐熔化，液态铝开始与熔炉一起转动；由于地心引力大于转动传送力，液态铝总是会位于熔炉低的部分。另外，由于转动，加上熔炉内部倾角，液态金属不断地滑到安装在最低点的排出孔4，流过设置在主体螺线11横向的小通道12。
由于位置低，液态金属不会直接被热气流吞噬(热气流横向流动，位于熔炉靠上的部分)，并且其不断通过倾倒通道13流入储存熔融金属的储罐16，防止了液态金属被空气氧化。炉渣残存在靠上的部分，由螺旋体11支撑，一旦全部铝熔化并已存入球罐，炉渣通过装填舱口附近的装有螺旋板的通道排出，完成熔化过程。
进入通道的炉渣被螺旋板从端部18推入挑选单元。上述挑选单元由三个空心金属同轴圆筒构成，一个插在另一个里面，开口向左，通过吊杆19及金属旋转框架20控制横向位置，金属旋转框架20与滑块21通过齿形支架23插接，金属旋转框架20设置在滑块21上，并在滑块21上滑动，滑块21与金属支架22连接。
圆筒24和25侧面设有孔，第一圆筒24的孔较大，第二圆筒25的孔较小，从而适应倾倒的矿渣的不同尺寸。三个圆筒构成的整体绕纵轴缓慢转动，使炉渣在沿圆筒被螺旋板推进的同时进行再混合。重量和尺寸一致的矿渣从第一圆筒24通过直到最后一个圆筒26。事实上直径较小的第一圆筒24中的矿渣基本上由铁、钢、铜构成，这些材料很少或没有通过熔融过程；第二圆筒25中的矿渣为氧化铝，而第三圆筒26中基本上是灰尘。很有意思的是，流动的矿渣一边冷却一边被挑选。接近环境温度的矿渣流出圆筒端部，落入设在每个圆筒下的通道27、28、29，由每个通道中的螺旋板系统推入存储桶。
回收的氧化铝再循环，加入熔融原料中。
在挑选单元和矿渣回收单元中产生的全部废气通过管道送入封盖30，不排入外界环境。
非常重要的是，挑选单元和矿渣回收单元由两个单元构成，设置在轨道31上，当检查与维修设备时可以断开。
虽然图中没有表示，熔融熔炉也是模块化的，其放在可在轨道上移动的支架上，也可以断开。
另一个重大的革新是由两单独的管道构成的净化系统。熔融熔炉产生的最高温度300摄氏度的热气通过管道32送入可通过检查舱口34进入的地下深坑33。在气体的动能源于其热量、到达深坑33产生的膨胀、烟囱35产生的压力损失以及空气气流产生的阻力的共同作用下，从熔融熔炉逸出的气体，快速从管道37的末端36排出。深坑33中，由于膨胀，热气温度下降，也就实现了气体里污染物中最重的颗粒的下落。
较低温度的单元中逸出的全部气体由抽气机送入管道37中，再送入地下管道38直到烟囱35，烟囱35装有清除有效法律规定的对环境有害气体的各种设备。
管道32和37安装有控制阀39，从而自动通过气体。该系统，除上述优点外，还实现了熔融熔炉的节能，因为气体以自然方式排空，系统只有在燃烧过程中需要能量，对排空的气体来说，不需要额外热量。
上面结合附图的说明，显然发明到达了目标。
根据需要可以调整尺寸和形状。
Claims (15)
1、一种能够筛选和回收矿渣的用于熔化原生铝和再生铝的设备，其特征在于，包括：实现不用盐浴熔融铝的回转炉，其内部装有螺旋单元(11)；倾倒通道(13)，具有适当倾角，容纳在隔离箱(14)中，并在回转炉孔(4)和位于较低平面的深坑中的球罐(16)之间设置窗口(15)，同时还装有按照倾倒通道(13)的倾角连接的旋转联接器(17)，从而使熔融金属直接、连续的倒入罐中；与设备一体的自动连续分选回收熔融矿渣的设备；双排气管道。
2、根据权利要求1所述的能够筛选和回收矿渣的用于熔化原生铝和再生铝的设备，其特征在于：用于熔融原生铝和再生铝(废料)的熔炉由空心圆柱体(1)构成，其具有圆截面，从装料舱口(2)到用于漏出熔融金属具有平槽的孔(4)端部的内径沿纵轴不断改变，在水平线上形成负角。
3、根据权利要求1或2所述的能够筛选和回收矿渣的用于熔化原生铝和再生铝的设备，其特征在于：相对熔炉水平线的负倾角最好为在熔炉长度上每延米2厘米。
4、根据权利要求1所述的能够筛选和回收矿渣的用于熔化原生铝和再生铝的设备，其特征在于：熔炉横向位置由放置在滑块(6)上滑动的金属旋转框架(5)控制，滑块(6)支撑在金属支架(7)上；主体(1)两端用于泄出排气的开口(8)和(9)结合成排空单通道(10)。
5、根据权利要求1、2或4所述的能够筛选和回收矿渣的用于熔化原生铝和再生铝的设备，其特征在于：主体(1)的内壁沿整个长度方靠着其表面为螺旋单元(11)，螺旋单元(11)的螺线首选为具有圆截面的圆筒状，其具有不变直径，内装耐热及耐熔融废料产生的机械应力的耐火材料，在圆筒(1)下部靠近壁的位置设置多个最好为半圆形截面通道(12)。
6、根据权利要求1或4所述的能够筛选和回收矿渣的用于熔化原生铝和再生铝的设备，其特征在于：螺线单元(11)具有椭圆形或多边形的截面。
7、根据权利要求1或5所述的能够筛选和回收矿渣的用于熔化原生铝和再生铝的设备，其特征在于：通道(12)为任何截面，例如圆形、椭圆形或多边形的截面。
8、根据权利要求1所述的能够筛选和回收矿渣的用于熔化原生铝和再生铝的设备，其特征在于：分选转动单元由三个空心同轴金属圆筒构成，一个圆筒插入另一个圆筒，左侧开口；圆筒(24)和圆筒(25)侧表面有孔，第一个圆筒(24)的孔较大，第二个圆筒(25)的孔较小，从而使直径较小的第一个圆筒(24)中为很少或没有经过熔融过程的材料构成的矿渣，第二个圆筒(25)为由氧化铝构成的矿渣，第三个圆筒(26)中基本为灰尘。
9、根据权利要求1或8所述的能够筛选和回收矿渣的用于熔化原生铝和再生铝的设备，其特征在于：选出的矿渣在螺旋板的推动下流出圆筒端部，落入设在每个圆筒下的通道(27)、(28)、(29)，由每个通道中的接近环境温度的螺旋板系统推入存储桶。
10、根据权利要求1、8或9所述的能够筛选和回收矿渣的用于熔化原生铝和再生铝的设备，其特征在于：挑选单元和矿渣回收单元由两个单元构成，设置在轨道(31)上，当检查与维修设备时可以断开。
11、根据前述权利要求所述的能够筛选和回收矿渣的用于熔化原生铝和再生铝的设备，其特征在于：熔化过程包括以下阶段：
a)对于熔化再生铝，最好首先完成不同废铝的选择和混合，其化学成分必须尽可能接近需要的合金；
b)将废铝通过装填舱口(2)放置入回转炉熔化，不加作为防止金属氧化的保护剂的氯化钠；
c)由于熔炉转动及其特别的内部构造，获得了熔融废料被机械再搅拌的效果同时在熔炉壁上产生拖拽作用；
d)金属逐渐熔化，液态铝开始与熔炉一起转动；由于地心引力大于转动托拽力，液态铝总是会位于熔炉低的部分；
e)转动，加上熔炉内部倾角使液态金属不断地流到安装在最低点的排出孔(4)，流过贯穿主体螺线(11)的小通道(12)；
f)由于液态金属低于热气流的位置，且其不断通过倾倒通道(13)流入储罐(16)，防止了液态金属的氧化；
g)留在上部的矿渣由螺旋体(11)支撑并排到临近的装料舱口；接着到达装有螺旋板的通道，螺旋板将矿渣推到挑选单元的端部(18)；
h)矿渣按照尺寸和重量分成惰性含铁材料(具有高熔点)、氧化铝和灰尘，并被自动导入装有螺旋板的各通道；再从通道进入存储桶；
i)回收的氧化铝再循环，与原料一起加入进行熔融。
12、根据权利要求1所述的能够筛选和回收矿渣的用于熔化原生铝和再生铝的设备，其特征在于：来自熔化熔炉的最高温度300摄氏度的热气通过管道(32)导入地下的深坑(33)。
13、根据权利要求1或12所述的能够筛选和回收矿渣的用于熔化原生铝和再生铝的设备，其特征在于：在逸出气体的动能(源于其热量)、到达深坑(33)产生的膨胀、烟囱(35)产生的压力损失以及空气气流产生的阻力的共同作用下，从熔融熔炉逸出的气体，快速从管道(37)的末端(36)排出。
14、根据权利要求1所述的能够筛选和回收矿渣的用于熔化原生铝和再生铝的设备，其特征在于：挑选回收矿渣单元中来自的储罐的较低温度的逸出气体由抽气机送入管道(37)中，再送入地下管道(38)直到烟囱(35)。
15、根据权利要求1、12、13或14所述的能够筛选和回收矿渣的用于熔化原生铝和再生铝的设备，其特征在于：管道(32)和(37)安装有控制阀(39)，从而自动通过气体。
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