无坩埚的双蓄热燃烧节能熔铝炉

325 编辑：中冶有色技术网来源：广东特司特科技有限公司

2024-10-29 14:37:29

权利要求

1.一种无坩埚的双蓄热燃烧节能熔铝炉，包括炉体(100)，炉体(100)的上炉口设置有炉盖(101)，炉盖(101)上开设有进料孔(1011)、A口(1012)以及B口(1013)，进料孔(1011)的孔口处延伸有进料管(103)，其特征在于，炉体(100)的下炉底设置有输出管(102)，炉盖(101)的下端面设置有若干个燃烧嘴(104)，若干个燃烧嘴(104)均分成两部分并分别靠近A口(1012)及B口(1013);

本熔铝炉还包括进出气构件(200)与输出构件(300)，进出气构件(200)用于向燃烧嘴(104)供应空气以及牵引废气向外输出，供应空气及废气输出的过程中，能够实现空气与废气之间的热量交换，输出构件(300)用于牵引炉体(100)内的铝溶液通过输出管(102)向外定量输出，定量输出过程中，能够实现对铝溶液的保温。

2.根据权利要求1所述的一种无坩埚的双蓄热燃烧节能熔铝炉，其特征在于，进出气构件(200)包括鼓风机(201)、引风机(202)、蓄热室(203)、排气室(204)以及四通换向阀(208)，四通换向阀(208)包括四个接口;

蓄热室(203)的上端设置有连接管一(205)、下端设置有连接管二(206)、内部设置有蓄热球，蓄热室(203)设置有两个，两个蓄热室(203)上的连接管一(205)分别与A口(1012)、B口(1013)连接;

排气室(204)的上端与引风机(202)连接、下端设置有连接管三(207);

鼓风机(201)、连接管三(207)以及两个蓄热室(203)的连接管二(206)分别与四通换向阀(208)的四个接口连接。

3.根据权利要求2所述的一种无坩埚的双蓄热燃烧节能熔铝炉，其特征在于，排气室(204)包括由隔热材料制成的外罩壳(2041)与位于外罩壳(2041)内且由导热材料制成的内管道(2042)，引风机(202)与内管道(2042)的上端连接，连接管三(207)与内管道(2042)的下端连接。

4.根据权利要求3所述的一种无坩埚的双蓄热燃烧节能熔铝炉，其特征在于，内管道(2042)呈螺旋管道形状，内管道(2042)的内壁阵列分布有若干翅片。

5.根据权利要求3所述的一种无坩埚的双蓄热燃烧节能熔铝炉，其特征在于，外罩壳(2041)的下端设置有接嘴，接嘴与空气压缩机连接，接嘴上设置有下阀(303)，外罩壳(2041)的上端连接有气管(301)且连接处设置有上阀(302)。

6.根据权利要求5所述的一种无坩埚的双蓄热燃烧节能熔铝炉，其特征在于，输出构件(300)包括设置在炉盖(101)上端面的上支架(304)，炉盖(101)的端面同轴开设有套孔，套孔内同轴套设有闸柱(305)，闸柱(305)的上下两端开口，初始时，闸柱(305)的下开口端与炉体(100)的炉底贴合，闸柱(305)的上开口端伸出炉体(100)并设置有接头，接头与气管(301)连接，上支架(304)上设置有用于驱使闸柱(305)沿竖直方向发生运动的直线模组(306)。

7.根据权利要求6所述的一种无坩埚的双蓄热燃烧节能熔铝炉，其特征在于，炉盖(101)的上端面设置有呈竖直布置的导杆(308)，闸柱(305)上端的外部延伸有凸耳(309)，凸耳(309)与导杆(308)构成滑动连接。

8.根据权利要求6所述的一种无坩埚的双蓄热燃烧节能熔铝炉，其特征在于，闸柱(305)上端的外部延伸有凸耳(309)，直线模组(306)的输出轴穿过设置在凸耳(309)上的穿设孔，直线模组(306)的输出轴底部设置有限位环，输出轴的外部还设置有位于凸耳(309)上方的轴肩，输出轴的外部套设有位于轴肩与凸耳(309)之间的弹簧(307)。

9.根据权利要求6所述的一种无坩埚的双蓄热燃烧节能熔铝炉，其特征在于，炉体(100)的下炉底呈水平横截面积由下至上递增的圆锥形状，闸柱(305)的底部呈与下炉底匹配的弧面形状。

说明书

技术领域

[0001]本发明涉及金属冶炼领域，具体涉及铝熔炼领域，特别涉及一种无坩埚的双蓄热燃烧节能熔铝炉。

背景技术

[0002]铝熔炼行业中，熔铝炉包括坩埚式与无坩埚式，坩埚式指的是从熔铝炉的侧面及底部加热，无坩埚式指的是利用高温火焰直接在熔铝炉内部加热铝炉料，双蓄热式高温空气燃烧技术是无坩埚式熔铝炉使用的加热技术，具体的，燃料燃烧时，助燃空气由A口进入，高温烟气由B口排出且热量积蓄在蓄热室B内的蓄热体中，预设时间后，助燃空气经过蓄热室B热交换后从B口进入，高温废气则通过A口排出且热量积蓄在蓄热室A内的蓄热体中，如此往复，回收高温废气中的热量，实现节能目的，然而，此种方式存在着一些不足：蓄热体与高温烟气之间为热交换，高温废气中的热量利用率相对较差，不能充分利用高温烟气，有待改进。

[0003]除此之外，现有技术中，熔炼结束后，常见的熔炼炉中的铝溶液输出方式有两种，其一，直接从熔炼炉的炉口处将铝溶液舀出;其二，倾斜熔炼炉，将铝溶液倾倒出来，不论哪种方式，均存在着一些不足：铝溶液输出过程中，铝溶液与外界空气发生接触，导致热量流失，温度下降，不利于后续的利用;铝溶液输出后是用来制造各种工件，因此铝溶液利用时需要考虑到定量，上述两种方式均只能够实现铝溶液的输出，而不能实现铝溶液的定量输出，因此，铝溶液输出到铝溶液被利用这段时间内，还需要进行铝溶液的定量分配，这段时间被耽误的越久，铝溶液的热量流失越严重，越不利于铝溶液的后续利用;危险性相对较高;这些均有待改进。

[0004]基于上述，本发明提出了一种无坩埚的双蓄热燃烧节能熔铝炉。

发明内容

[0005]为解决上述背景中提到的问题，本发明提供了一种无坩埚的双蓄热燃烧节能熔铝炉。

[0006]为实现上述技术目的，本发明所采用的技术方案如下。

[0007]一种无坩埚的双蓄热燃烧节能熔铝炉，包括炉体，炉体的上炉口设置有炉盖，炉盖上开设有进料孔、A口以及B口，进料孔的孔口处延伸有进料管，炉体的下炉底设置有输出管，炉盖的下端面设置有若干个燃烧嘴，若干个燃烧嘴均分成两部分并分别靠近A口及B口;

本熔铝炉还包括进出气构件与输出构件，进出气构件用于向燃烧嘴供应空气以及牵引废气向外输出，供应空气及废气输出的过程中，能够实现空气与废气之间的热量交换，输出构件用于牵引炉体内的铝溶液通过输出管向外定量输出，定量输出过程中，能够实现对铝溶液的保温。

[0008]作为本发明进一步的改进与优化，进出气构件包括鼓风机、引风机、蓄热室、排气室以及四通换向阀，四通换向阀包括四个接口;

蓄热室的上端设置有连接管一、下端设置有连接管二、内部设置有蓄热球，蓄热室设置有两个，两个蓄热室上的连接管一分别与A口、B口连接;

排气室包括由隔热材料制成的外罩壳与位于外罩壳内且由导热材料制成的内管道，内管道的上端与引风机连接、下端设置有连接管三;

鼓风机、连接管三以及两个蓄热室的连接管二分别与四通换向阀的四个接口连接。

[0009]作为本发明进一步的改进与优化，内管道呈螺旋管道形状，内管道的内壁阵列分布有若干翅片。

[0010]作为本发明进一步的改进与优化，外罩壳的下端设置有接嘴，接嘴与空气压缩机连接，接嘴上设置有下阀，外罩壳的上端连接有气管且连接处设置有上阀。

[0011]作为本发明进一步的改进与优化，输出构件包括设置在炉盖上端面的上支架，炉盖的端面同轴开设有套孔，套孔内同轴套设有闸柱，闸柱的上下两端开口，初始时，闸柱的下开口端与炉体的炉底贴合，闸柱的上开口端伸出炉体并设置有接头，接头与气管连接，上支架上设置有用于驱使闸柱沿竖直方向发生运动的直线模组。

[0012]作为本发明进一步的改进与优化，炉盖的上端面设置有呈竖直布置的导杆，闸柱上端的外部延伸有凸耳，凸耳与导杆构成滑动连接。

[0013]作为本发明进一步的改进与优化，闸柱上端的外部延伸有凸耳，直线模组的输出轴穿过设置在凸耳上的穿设孔，直线模组的输出轴底部设置有限位环，输出轴的外部还设置有位于凸耳上方的轴肩，输出轴的外部套设有位于轴肩与凸耳之间的弹簧。

[0014]作为本发明进一步的改进与优化，炉体的下炉底呈水平横截面积由下至上递增的圆锥形状，闸柱的底部呈与下炉底匹配的弧面形状。

[0015]本发明与现有技术相比，有益效果在于：

本方案中的闸柱结构，能够在实现铝溶液定量输出的同时，还能够实现将火焰热量传导给更深层次的铝原料，提高熔炼效率，同时还能够大幅度降低铝溶液在输出过程的热量损失，同时还能够大幅度提高对废气热量的利用，进一步的：

铝原料熔炼过程中，闸柱落下，其下开口端与炉底紧密贴合，闸柱本身为导热性良好且耐高温的材料制成，因此，该过程中，火焰朝下与铝原料接触后，火焰会朝四周扩散，同时会灼烧到闸柱，闸柱相当于插在铝原料中，因此，能够将火焰热量传导给更深层次的铝原料，提高熔炼效率;

铝溶液输出过程中，是以空气介质作为输出介质，推着铝溶液输出，一方面，铝原料熔炼过程中，会使闸柱内部呈高温环境，废气输出时，与外罩壳内的压缩空气发生热交换，直至温度上升，故而能够提高对废气的热量利用，另一方面，炉体内的铝溶液与闸柱内的空气持续发生热交换，两者配合，使空气介质处于高温环境，因此，能够实现对铝溶液的保温，另外，铝溶液除了与高温空气介质接触外，与外界无其它热交换，因此，能够极大的降低铝溶液在输出过程中的热量损失;

除此之外，在铝溶液暂时不需要向外输出，需要在炉体内保留一段时间时，由于闸柱插在铝溶液中，因此可以作为导热介质，使铝溶液各部分的温度更均衡些，提高保温效果;

除此之外，保温过程中，由于炉底呈圆锥形状，因此，等量铝溶液条件下，圆锥形状的炉底相比于平面形状的炉底而言，能够使炉体内的铝溶液在竖直方向上的投影距离更大一些，故而铝溶液与闸柱之间的接触面积要更大一些，保温时，铝溶液的各部分温度的均衡性效果能够得到提升。

附图说明

[0016]图1为本发明的结构示意图一;

图2为本发明的结构示意图二;

图3为进出气构件的示意图一;

图4为进出气构件的示意图二;

图5为四通换向阀的示意图;

图6为排气室的剖视图;

图7为炉体与输出构件的示意图;

图8为炉盖与输出构件的示意图一;

图9为炉盖与输出构件的示意图二。

[0017]附图中的标号为：

100、炉体;101、炉盖;1011、进料孔;1012、A口;1013、B口;102、输出管;103、进料管;104、燃烧嘴;200、进出气构件;201、鼓风机;202、引风机;203、蓄热室;204、排气室;2041、外罩壳;2042、内管道;205、连接管一;206、连接管二;207、连接管三;208、四通换向阀;300、输出构件;301、气管;302、上阀;303、下阀;304、上支架;305、闸柱;306、直线模组;307、弹簧;308、导杆;309、凸耳;400、保温外壳。

具体实施方式

[0018]为更进一步阐述本发明为实现预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

[0019]参照图1-图9，一种无坩埚的双蓄热燃烧节能熔铝炉，包括炉体100，炉体100的上炉口设置有炉盖101、下炉底设置有输出管102，炉盖101上开设有进料孔1011、A口1012以及B口1013，进料孔1011的孔口处延伸有进料管103，通过进料管103将铝原料投入炉体100内，炉盖101的下端面设置有若干个燃烧嘴104，若干个燃烧嘴104均分成两部分并分别靠近A口1012及B口1013，燃烧嘴104利用燃料进行火焰燃烧，为现有技术可实现，不作赘述。

[0020]本熔铝炉还包括进出气构件200与输出构件300，其中，进出气构件200用于向燃烧嘴104供应空气以及牵引废气向外输出，该过程中，能够实现空气与废气之间的热交换，实现节能目的，输出构件300用于牵引炉体100内的铝溶液通过输出管102向外定量输出，输出过程中，能够实现铝溶液保温，大幅度降低铝溶液的热量流失。

[0021]进一步的，本申请中，炉体100的内衬用的是不锈钢包围四周，浇铸料为不粘铝的浇铸料。

[0022]进出气构件200：

参照图2-图6，进出气构件200包括鼓风机201、引风机202、蓄热室203、排气室204以及四通换向阀208，其中，四通换向阀208具备四个接口，四个接口两两连通且连通关系能够切换，例如，参照图5，四通换向阀208包括阀壳，四个接口沿圆周方向阵列设置在阀壳的外圆面上，阀壳内设置有隔板，能够使四个接口两两连通，隔板被电机驱使发生旋转时，接口的连通关系能够发生改变，此为现有技术可实现，不作赘述。

[0023]蓄热室203的上端设置有连接管一205、下端设置有连接管二206、内部设置有蓄热球，蓄热室203设置有两个并分别为蓄热室A与蓄热室B，其中，蓄热室A的连接管一205与A口1012连接，蓄热室B的连接管一205与B口1013连接。

[0024]排气室204包括外罩壳2041与位于外罩壳2041内的内管道2042，进一步的，内管道2042为导热材料制成，内部阵列分布有若干翅片，外罩壳2041为隔热保温材料制成，内管道2042的上端与引风机202连接、下端设置有连接管三207。

[0025]鼓风机201、连接管三207以及两个蓄热室203的连接管二206分别与四通换向阀208的四个接口连接。

[0026]进出气构件200的工作过程，具体表现为：

位于A口1012附近的燃烧嘴104启动，而鼓风机201运行，使空气通过四通换向阀208、蓄热室A、A口1012进入炉体100内，为火焰燃烧提供氧气，燃烧产生的高温废气则被引风机202牵引，通过B口1013、蓄热室B、四通换向阀208、连接管三207、内管道2042向外输出，输出过程中，废气中的热量被储存在蓄热室B内的蓄热球内;

预设时间后，四通换向阀208启动，位于A口1012附近的燃烧嘴104关闭，位于B口1013附近的燃烧嘴104启动，此时，鼓风机201运行，使空气通过四通换向阀208、蓄热室B、B口1013进入炉体100中，为火焰燃烧提供氧气，与此同时，空气与蓄热室B内的蓄热球发生热交换，起到蓄热节能的目的，燃烧产生的高温废气则被引风机202牵引，通过A口1012、蓄热室A、四通换向阀208、连接管三207、内管道2042向外输出，输出过程中，废气中的热量被储存在蓄热室A内的蓄热球内;

预设时间后，四通换向阀208再次启动，空气与废气的流通轨迹再次发生交替，如此往复，将高温废气的热量收集利用起来，起到蓄热节能的目的。

[0027]上述过程中，需要注意的是，高温废气的热量虽然有部分传导给蓄热球，但还剩下一部分，因此，废气在通过内管道2042时，废气与外罩壳2041内的空气之间也会发生热交换，即进一步降低废气的温度，外罩壳2041内的空气接收热量，温度会升高，其利用方式在后文阐述，进一步的，为了提高外罩壳2041内的空气与内管道2042中的废气之间的热交换效率，可以将内管道2042设置成螺旋管道形状，以及在内管道2042内阵列分布若干翅片，当然，其它能够有效提高热交换效率的技术手段亦可，螺旋管道形状在图中未示意。

[0028]输出构件300：

参照图3与图6，外罩壳2041的下端设置有接嘴，接嘴与空气压缩机连接，接嘴上设置有下阀303，外罩壳2041的上端连接有气管301且连接处设置有上阀302，上阀302与下阀303均为现有阀技术，例如电磁阀;在铝原料熔炼过程中，下阀303打开，通过空气压缩机向外罩壳2041内注入预设量的压缩空气，然后下阀303关闭，之后，废气通过热交换将热量传导给压缩空气，使之温度上升。

[0029]参照图7-图9，输出构件300包括设置在炉盖101上端面的上支架304与呈竖直布置的导杆308，炉盖101的端面同轴开设有套孔，套孔内同轴套设有闸柱305，闸柱305的上下两端开口，初始时，闸柱305的下开口端与炉体100的炉底贴合，闸柱305的上开口端伸出炉体100并设置有接头，接头与气管301连接。

[0030]进一步的，闸柱305上端的外部延伸有凸耳309，凸耳309与导杆308构成滑动连接，从而使闸柱305有且只能沿竖直方向发生运动。

[0031]上支架304上设置有直线模组306，用于驱使闸柱305发生运动，直线模组306可以为液压杆技术手段，不作赘述，进一步的，参照图7与图8，直线模组306的输出轴穿过设置在凸耳309上的穿设孔，直线模组306的输出轴底部设置有限位环，输出轴的外部还设置有位于凸耳309上方的轴肩，输出轴的外部套设有位于轴肩与凸耳309之间的弹簧307;其意义在于，直线模组306的输出轴上移时，能够通过限位环带着凸耳309与闸柱305一起上移，输出轴下移时，通过弹簧307带着闸柱305一起下移，当闸柱305的下端与炉体100的炉底贴合后，输出轴继续下移预设距离，使弹簧307被压缩，闸柱305与炉底的贴合更紧密。

[0032]输出构件300的工作过程，具体表现为：

铝原料熔炼过程中，闸柱305落下，其下开口端与炉底紧密贴合，闸柱305本身为导热性良好且耐高温的材料制成，因此，该过程中，火焰朝下与铝原料接触后，火焰会朝四周扩散，同时会灼烧到闸柱305，一方面，闸柱305相当于插在铝原料中，因此，能够将火焰热量传导给更深层次的铝原料，提高熔炼效率;另一方面，闸柱305内部处于高温环境;

熔炼结束后，火焰变小，通过直线模组306驱使闸柱305上移，由于闸柱305的上移距离可控，因此，预设时间后，驱使闸柱305下移，此时流入闸柱305内的铝溶液的量是已知的，即可以控制流入闸柱305内的铝溶液的量，需要注意的是，这部分量已知的铝溶液除了流入闸柱305内，还会流入输出管102;

然后，上阀302打开，外罩壳2041内的高温空气会立即通过气管301流入闸柱305内，从而抵推闸柱305内的铝溶液通过输出管102输出，优选的，可以直接将输出管102的末端与铝溶液利用设备连接，例如与铝工件铸造设备直接连接，这样一来，输出的铝溶液会在第一时间就那些铝构件加工，中间无耽搁，热量损失非常微小。

[0033]由上述描述可知：

除此之外，在铝溶液暂时不需要向外输出，需要在炉体内保留一段时间时，由于闸柱插在铝溶液中，因此可以作为导热介质，使铝溶液各部分的温度更均衡些，提高保温效果。

[0034]优选的实施例，参照图7与图9，炉体100的炉底呈圆锥形状，闸柱305的底部同样呈与之匹配的弧面形状，其意义在于，在保温过程中，由于炉底呈圆锥形状，因此，等量铝溶液条件下，圆锥形状的炉底相比于平面形状的炉底而言，能够使炉体100内的铝溶液在竖直方向上的投影距离更大一些，故而铝溶液与闸柱305之间的接触面积要更大一些，保温时，铝溶液的各部分温度的均衡性效果能够得到提升。

[0035]优选的实施例，参照图1，可以在本熔炼炉的外部匹配安装一个由隔热保温材料制成的保温外壳400，进一步提高保温效果。

[0036]以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简介修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

说明书附图(9)