专利名称：金属熔化设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于将碎金属片熔化成熔融金属液的耐热井。
背景技术：
本发明试图提供用于将碎金属片熔化成熔融金属液的改善的耐热井。
发明内容
因此，本发明提供用于将碎金属片熔化成熔融金属液的耐热井，包括用于将金属引导进入所述井内的入口，所述入口定位成导致熔融金属在所述井内循环流动；适于金属从所述井流出的出口 ；以及位于耐热井之下的用于将所述熔融金属从所述井泵送通过所述出口的电磁泵。在本发明的优选形式中，电磁泵定位成将力施加于处于所述入口和所述出口(19) 至少之一下游的所述金属，从而吸引所述金属通过所述井。优选的，出口通路与所述出口连通，以及电磁泵位于所述井的出口或出口通路附近。优选的，出口通路与所述出口连通，以及电磁泵垂直位于所述井的出口和出口通路至少之一的下方。优选的，入口配置成与井正切地将熔融金属引导进入所述井内，以便在所述井内的所述金属内产生涡流。入口可形成为延伸至少一部分空腔高度的细长开口，可形成为从空腔基部附近延伸的细长开口，或可形成为延伸空腔整个高度的细长开口。优选的，出口形成为处于所述空腔底部或邻近所述空腔底部的水平矩形槽，或形成为邻近所述空腔基部定位的水平矩形槽，或形成为开放到所述空腔侧壁内的水平矩形槽。优选的，出口从所述空腔基部向下延伸。优选的，井进一步包括用于将熔融金属传导通过所述出口的旁路装置，所述旁路装置配置成使得热能够从所述旁路内的金属传递到处于或邻近所述出口的所述井，从而将金属在所述出口内堵塞的危险最小化。优选的，所述出口和所述旁路彼此邻近并开放到所述出口通路内。有利的，所述出口于的所述井的下部壁中形成，并开放到所述出口通路内，以及所述旁路通过所述入口延伸过所述壁而形成，且开放到所述井和所述出口通路两者内。本发明还提供一种熔化碎金属的方法，包括提供耐热井，其具有用于将金属弓I导进入所述井内的入口以及适于金属从所述井流出的出口 ；导致所述井内的熔融金属朝向所述井的所述出口向下循环流动；将碎金属引导进入所述熔融金属流内；以及在一个位置处将泵送力施加于所述熔融金属，从而导致吸引而不是推动所述金属通过所述出口。电磁泵便利地定位成将力施加于处于所述入口和所述出口至少之一下游的所述金属，从而吸引所述金属通过所述井。优选的，所述方法包括与井正切地将熔融金属引导进入所述井内，以便在所述井内的所述金属内产生涡流。有利的，熔融金属沿着空腔高度的至少一部分、或邻近空腔基部或沿着空腔整个高度与井正切地被弓I导进入所述井内。优选的，所述方法还包括通过旁路将熔融金属传导通过所述出口，以便使得热能够从所述旁路内的金属传递到处于或邻近所述出口的所述井，从而将金属在所述出口内的堵塞危险最小化。优选的，所述出口和所述旁路邻近彼此并开放到所述出口通路内。
现在将通过实例的方式参照附图对本发明进行描述，其中图1示出根据本发明一个实施例设备的平面视图；图2示出图1所示实施例的透视图；图3示出如图1所示实施例的侧视图；图4示出图1所示实施例的另一侧视图；图5示出根据本发明另一实施例；图6示出如图5所示实施例的后视图；图7示出通过图6的A-A的截面；图8示出通过C-C的截面；图9示出图5所示实施例的端视图；图10示出通过图6的B-B的截面；图11示出图5所示实施例的透视剖面图；图12示出图5所示实施例的正视图；图13示出耐热井的另一实施例的平面视图；图14示出图13所示耐热井的透视图；图15至图17示出如图13所示的耐热井的各面侧视图；图18示出耐热井的另一实施例；图19示出图18所示耐热井的透视图；图20至图21示出图18所示耐热井的侧视图；图22示出耐热井的另一实施例；图23示出通过图22的A-A的截面；图24示出图22所示耐热井的透视图；以及图25和图沈示出图22所示耐热井的侧视图。
具体实施例方式图1示出铝再循环炉子10，其包括连接到炉渣井14和耐热井16的主腔室12，有时称之为涡流碗状物。主腔室是包含诸如熔融铝的熔融热金属的炉子主腔室。允许熔融金属经由入口 18流入耐热井16，然后经由井16的出口 19从耐热井16流入炉渣井14进入出口通路20。之后金属经由出口 21流回到主腔室12。示出的出口通路20的轴线是水平的， 但是任何允许金属流动的角度都是合适的。耐热井16通常是圆柱形的，以及入口 18通常正切于井16，这样随着熔融金属流入腔室12，熔融金属趋于导致井16内的通常为涡流形式的循环运动。诸如铝碎片的碎金属通常从传送装置(未示出)从上方送入到井16内。虽然示出的井16是圆柱形的，但是将意识到可以使用任意合适的形状。例如，井的基部可以是曲线形或漏斗形，以便引导金属朝向以及通过出口流动。井16的出口还可在横断面上成形或受到限制，以便形成涡流。耐热井内的金属运动产生适于金属流动的向下涡流动作。该金属流动模式迫使碎材料(其被连续引导到耐热井16的顶部内)变得快速浸没到金属表面之下。由于碎材料的表面积与体积之比通常頗高，碎材料否则将趋于停留于熔融金属的表面上且经受氧化。传送装置以均勻速率将碎材料送入到耐热井内，该速率小于或等于炉子的热容量，以便将金属温度维持在合适的水平。熔融金属然后从耐热井16通过出口通路20流到炉渣井14。在炉渣井14中，在熔融金属回到主腔室以便最终加热到炉子操作温度之前可执行另外的金属加工或处理。在所示实施例中，井16的出口 20位于井16的侧壁，但是其还可以位于井16的基部，从而允许金属向下流出井16，以便有助于产生涡流运动。为了将熔融金属从耐热井16泵送到炉渣井14，金属熔化设备设置有位于耐热井 16之下的电磁泵22。金属熔化设备可以被允许其围绕轴线X倾斜的方式支撑，从而允许接近电磁泵22以便于维修等。在炉渣井14和主腔室12之间的通路21邻近或处干炉渣井14底部，并优选在远离耐热井16的出口通路20的端部或位置处设置。主腔室12中的熔融金属通常在其最上部表面处最热以及在其最下部表面处最凉。通到井16的入口 18可为任意合适的形状，但优选为垂直延伸的常规细长形。入口 18可延伸至井16高度的一部分或其整个高度，且理想地是延伸整个高度。这允许熔融金属自由流入到井16内，并且使得炉子在熔融金属处于相对低水平甚至当炉渣于熔融金属表面上形成的情况下能够持续操作。通过在耐热井16之下设置泵22，可以将相应大量的熔融金属水平从耐热井16泵送到炉渣井14。泵22还可紧接在出口 19或出口通路20之下或紧接在出口 19或出口通路 20的下游定位。这样电磁泵22定位成将运动力施加于位于通到井16的入口 18上游以及优选位于出口 19或出口通路20上游的熔融金属，这样熔融金属被吸引而不是被推动通过井16。结果，泵将张力施加于熔融金属以便吸引其通过出口 19以及优选通过出口通路20。 以该方式可避免会导致井16的溢流的，在入口 18或出口 19或出口通路20中的堵塞。泵定位在井的外部还使得泵的维护和修理相对容易。图5至图12示出本发明设备的第二实施例。该设备包括主腔室112、耐热井116 以及炉渣井114。在所示实施例中，炉渣井包括位于炉渣井114 一端的门110。在所示实施例中，耐热井116具有在耐热井116和炉渣井114之间的连接部或通路120，其位于沿着炉渣井114 一侧的中部。如图6所示，设置通气管IllA和IllB被設置，且分别连接到主腔室112和炉渣井114以便允许任何气体从主腔室和炉渣井溢出，如图11中所看到的那样，其是封闭单元。电磁泵122在耐热井116和炉渣井114之间的连接部之下的区域中设置在耐热井 116下部。在图7中，可看到如箭头所指示的熔融金属流动，箭头示出从主腔室112通过耐热井116流到炉渣井114以及返回到主腔室的熔融金属流动。如图11所示，主腔室112和炉渣井114的每一个基本为箱形，分别具有平坦的侧壁和平坦的上壁和下壁。如图11 (其是图5所示实施例的剖面视图)所示，可看到分别在主腔室112和炉渣井114的每一个中的熔融金属水平111、113。图13至图17示出耐热井216的另一实施例，其包括正切的入口 218和出口 220。 电磁泵222设置在耐热井216之下。在该可选的耐热井216中，入口 218和出口 220两者都设置在耐热井216的同一侧上。该可选的耐热井216可任选地用作金属熔化设备上的螺栓。图18至图21示出耐热井316的另一实施例，其具有与图1至图17所示实施例相同的许多特征。具体的，耐热井包括圆柱形的井或空腔317，以及还具有形成为细长槽的入口 318。当入口 318被设置为长槽时确保来自主腔室顶部和底部的熔融金属可被吸引到耐热井316中。耐热井316的出口 319形成为矩形的水平对准槽。电磁泵322位于耐热井316 之下并且优选地位于出口 319之下或仅仅在出口 319或出口通路320的下游。出口 3219 位于耐热井316底部处。图22示出耐热井416的另一实施例，其包括入口槽418、出口 419以及出口通路 420。电磁泵422设置于且位于耐热井416之下，优选位于出口 419和/或出口通路420之下或仅仅在出口 419或出口通路420的下游。如图23 (其是图22的A-A上的截面)所示， 井416的出口 419为在井416的圆柱形腔室417底部处的限制形式，其有助于形成由熔融金属通过入口 418流动产生的涡流形成。如图23中可看出的，从入口 418到出口通路420形成旁路，其繞过出口 419。上述的通过入口 418从井顶部往下延伸到出口通路420而便利地实现。该配置允许来自主腔室的一些熔融金属繞过井416和出口 419并直接流过419进入出口通路420，优选与通过出口 419的熔融金属混合。这具有加热位于出口 419内和其周围的金属的优势。在落入井内的固体金属在进入出口 419之前没有充分熔化的情况下，出口会部分或完全被堵塞。在出口附近提供旁路以便允许熔融金属流动通过出口导致将热施加于出口周围的金属，以防止形成堵塞。将意识到如果旁路金属与出口 419分离足够地小，可允许热从旁路金属传递到出口 419内的金属，堵塞的危险将被最小化。本发明的上述优选实施例具有优于已知技术的优势，首先，在已知技术中，通常高水平的熔融金属需被保持在主腔室内，而本发明可容纳和处理相当低水平的熔融金属。将熔融金属从耐热井吸引出的电磁泵的定位避免流出时形成堵塞，其堵塞在熔融金属“被推动”通过出口时会发生，从而导致耐热井的溢流。在本发明中，泵可紧接位于出口之下，其可在耐热井的一侧或处于基部内，而在传统设备中上述简直是不可能的。电磁泵的定位还提供熔融金属通过耐热井出口的更有效操作以及热传递。本领域的那些技术人员将意识到所述任意实施例的特征可在实施例之间互换，以及任意实施例的任意特征可与任意其它实施例的特征组合。
已知设备的主要劣势是通到耐热井的熔融金属入口被通常形成于铝再循环炉子 12中的炉渣而变得堵塞。因此炉子设计师和炉子操作人员试图将炉渣数量和其对炉子操作的负面影响最小化。由于炉渣的较低密度，形成于主腔室12中的炉渣通常漂浮在主腔室12 中的熔融金属表面上。结果，该漂浮的炉渣受到热金属运动的吸引通过入口 18进入耐热井 16中。但是在如上述的本发明中，由于炉渣漂浮在金属表面上，其将仅仅堵塞入口 18的垂直槽的上部，井16将持续接收通过入口 18下部的熔融金属。结果，耐热井和涡流持续有效操作。入口 18的部分堵塞部不会防碍涡流井操作，而是实际上由于下述原因而增强其操作1.在涡流井表面下产生熔融金属的更快速流动(以便补偿入口 18的堵塞的上部)。该更高的速度增强到井16中的热传递，以及增强碎材料的再熔化过程。2.堵塞力导致熔融金属从金属表面之下的主腔室12运动，即运动是表面下的运动。这对于主腔室中的金属表面产生更少的干扰。这通常导致主腔室中的铝更少被氧化以及形成更少的炉渣。3.入口 18的上部的堵塞还导致对井16中的主涡流表面的更少干扰。对涡流中熔融金属表面的该干扰降低导致涡流井中的更少氧化组合。其还在涡流井中产生热屏蔽，导致在操作过程中涡流井的更少热损耗。4.在主腔室表面下的熔融金属运动导致金属液的较少层化。这导致主腔室12中的更均勻温度分布，这依次导致由炉子产生更高质量的金属。
权利要求
1.用于将碎金属片熔化成熔融金属液的耐热井(16)，包括用于将金属弓I导进入所述井内的入口(18)，所述入口定位成导致熔融金属在所述井内循环流动；适于金属从所述井流出的出口(1 ；以及位于耐热井之下的用于将所述熔融金属从所述井泵送通过所述出口的电磁泵02)。
2.根据权利要求1所述的耐热井，其中电磁泵02)定位成将力施加于处于所述入口 (18)和所述出口(19)至少之一下游的所述金属，从而吸引所述金属通过所述井(16)。
3.根据权利要求1或2所述的耐热井，其中出口通路00)与所述出口(19)连通，以及电磁泵0 位于所述井(16)的出口(19)或出口通路00)附近。
4.根据任一前述权利要求所述的耐热井，其中出口通路OO)与所述出口(19)连通，以及电磁泵02)垂直位于所述井(16)的出口(19)和出口通路OO)至少之一的下方。
5.根据任一前述权利要求所述的耐热井，其中入口(18)配置成与井正切地将熔融金属弓I导进入所述井内，以便在所述井内的所述金属内产生涡流。
6.根据权利要求5所述的耐热井，其中入口(18)形成为延伸至少一部分空腔高度的细长开口。
7.根据权利要求5所述的耐热井，其中入口(18)形成为从空腔基部附近延伸的细长开
8.根据权利要求5所述的耐热井，其中入口(18)形成为延伸空腔整个高度的细长开
9.根据权利要求5至8任一项所述的耐热井，其中出口(19)形成为处于或邻近所述空腔底部的水平矩形槽。
10.根据权利要求5至8任一项所述的耐热井，其中出口(19)形成为邻近所述空腔基部定位的水平矩形槽。
11.根据权利要求5至8任一项所述的耐热井，其中出口(19)形成为开放到所述空腔侧壁内的水平矩形槽。
12.根据权利要求5至8任一项所述的耐热井，其中出口(19)从所述空腔基部向下延伸。
13.根据任一前述权利要求所述的耐热井，进一步包括用于将熔融金属传导通过所述出口(19)的旁路装置，所述旁路装置配置成使得热能够从所述旁路内的金属传递到处于或邻近所述出口(1 的所述井(16)，从而将金属在所述出口内的堵塞危险最小化。
14.根据权利要求13所述的耐热井，其中所述出口(19)和所述旁路邻近彼此开放到所述出口通路OO)内。
15.根据权利要求13或14所述的耐热井，其中所述出口(19)于所述井的下部壁中形成，并开放到所述出口通路OO)内，以及所述旁路通过所述入口(18)延伸过所述壁而形成，且开放到所述井(16)和所述出口通路OO)两者内。
16.熔化碎金属的方法，包括提供耐热井(16)，其具有用于将金属引导进入所述井内的入口(18)以及适于金属从所述井流出的出口(19)；导致所述井内的熔融金属朝向所述井的所述出口向下循环流动；将碎金属引导进入所述熔融金属流内；以及在一个位置处将泵送力施加于所述熔融金属，从而导致吸引所述金属通过所述出口或导致所述金属不被推动通过所述出口。
17.根据权利要求16所述的方法，其中电磁泵(22)定位成将力施加于处于所述入口 (18)和所述出口(19)至少之一下游的所述金属，从而吸引所述金属通过所述井(16)。
18.根据权利要求16或17所述的方法，其中出口通路(20)与所述出口(19)连通，以及电磁泵(22)位于所述井(16)的出口(19)或出口通路(20)附近。
19.根据权利要求16至18任一项所述的方法，其中出口通路(20)与所述出口(19)连通，以及电磁泵(22)垂直位于所述井(16)的出口(19)和出口通路(20)至少之一的下方。
20.根据权利要求16至19任一项所述的方法，其中包括与井正切地将熔融金属引导进入所述井内，以便在所述井内的所述金属内产生涡流。
21.根据权利要求20所述的方法，包括将熔融金属沿着空腔高度的至少一部分与井正切地引导进入所述井内。
22.根据权利要求20所述的方法，包括将熔融金属邻近空腔基部与井正切地引导进入所述井内。
23.根据权利要求20所述的方法，包括将熔融金属沿着空腔整个高度与井正切地引导进入所述井内。
24.根据权利要求16至23任一项所述的方法，其中出口(19)形成为处于所述空腔底部或邻近所述空腔底部定位的水平矩形槽。
25.根据权利要求16至23任一项所述的方法，其中出口(19)形成为邻近所述空腔基部定位的水平矩形槽。
26.根据权利要求16至23任一项所述的方法，其中出口(19)形成为开放到所述空腔侧壁内的水平矩形槽。
27.根据权利要求16至23任一项所述的方法，其中出口(19)从所述空腔基部向下延伸。
28.根据权利要求16至27任一项所述的方法，还包括通过旁路将熔融金属传导通过所述出口(19)，以便使得热能够从所述旁路内的金属传递到处于或邻近所述出口(19)的所述井(16)，从而将金属在所述出口内的堵塞危险最小化。
29.根据权利要求28所述的方法，其中所述出口(19)和所述旁路邻近彼此开放到所述出口通路(20)内。
30.根据权利要求28或29所述的方法，其中所述出口(19)于所述井的下部壁中形成， 且开放到所述出口通路(20)内，以及所述旁路通过所述入口(18)延伸过所述壁而形成，且开放到所述井(16)和所述出口通路(20)两者内。
全文摘要
本发明公开一种用于将碎金属片熔化成熔融金属液的耐热井(16)，包括用于将金属引导进入所述井内的入口(18)，所述入口定位成导致熔融金属在所述井内循环流动；适于金属从所述井流出的出口(19)；以及位于耐热井之下的用于将所述熔融金属从所述井泵送通过所述出口的电磁泵(22)。
文档编号C22B7/00GK102282275SQ200980154817
公开日2011年12月14日 申请日期2009年11月19日 优先权日2008年11月20日
发明者奥弗奈尔·亨利·帕瑞, 里法特·A·沙拉比 申请人:奥弗奈尔·亨利·帕瑞, 里法特·A·沙拉比