一种熔炼炉、混合式熔炼保温压铸炉的制作方法

本发明涉及金属熔炼压铸设备和技术领域，具体涉及一种熔炼炉、混合式熔炼保温压铸炉及其使用生产工艺。

背景技术：

随着科学技术和国民经济的发展，铝压铸行业中，对熔炼设备提出了更高的要求。目前，铝压铸企业已开始从小作坊生产向规模化生产过渡，但市场中现有熔炼设备普遍存在能耗高、烧损大、温度难控制等缺点。

现对国内已使用的熔炼炉说明如下：

1、燃料反射炉：其利用高温火焰与炉气，通过炉衬反射与火焰冲击铝料加热熔化。优点：炉子容量大。缺点：a、热效率低，能耗80-100Kg标油/吨铝，热效率30-40%；b、铝烧损高，火焰接触铝料，铝烧损率一般在3-5%；c、生产效率低，一般每炉熔炼时间需6-8h，后续设备等待时间长；d、铝液氧化，吸气严重；e、温度难控制，易局部过热过烧，铝液上下层温差大。

2、竖式熔炼炉（冲天炉）利用竖炉预热与冲击加热快速熔化。优点：a、熔化速度极快，利用竖炉预热后，最高熔化速度相当于反射炉的2-3倍；能耗极低：竖炉预热充分利用烟气余热，最低能耗达35Kg标油/吨铝，热效率50-70%。缺点：a、炉子容量小，无法适应大规模生产；b、铝烧损率较高。

3、感应电炉：利用电热元件加热熔化铝料。优点：a、成分均匀化好；b、铝烧损率极低，铝烧损率一般在0.8-1.5%。缺点：a、感应炉磁场对测量仪有干扰；b、维修难；c、容量小，无法适应大规模生产；d、电耗高，生产成本及维修费用高。

综上所述，提出一种能耗低、容量大、成本小的熔炼炉。

技术实现要素：

针对背景技术提出的问题，本发明的目的之一是，提供一种双室结构的熔炼炉，将竖式熔化炉和反射炉的结构优点进行巧妙结合，降低能耗、提高热效率、加快熔化速度。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种熔炼炉，包括加料斗、竖炉、熔化室和加热室，所述加料斗位于竖炉上方，所述竖炉位于熔化室上方，所述熔化室底部与加热室相通，所述加热室低于熔化室，在所述加热室上配置主加热燃烧器。所述熔炼炉，除必要的炉门、烟道口、进料口、出液口外，外部全部填充或包覆隔热材料，加热室内的高温烟气，从加热室沿加热室与熔化室之间的通道，进入熔化室和竖炉，对原料加热，有效利用余热、降低能耗，同时还能起到加快熔炼速度、提高生产效率的作用。

进一步地，所述竖炉和熔化室底部为斜面。在原料被加热达到接近熔化状态后，自动沿着斜面流向熔化室底部通道，进入加热室。

进一步地，所述竖炉、熔化室和加热室均采用矩形或近似圆形的结构。

进一步地，在所述熔化室配置辅助燃烧器。

进一步地，所述主加热燃烧器在加热室的切向配置，所述辅助燃烧器在熔化室的切向配置。

进一步地，根据所述加热室内铝液容量来实现控制主加热燃烧器的火焰大小。

针对背景技术提出的问题，本发明的目的之二是，提供一种双室结构的熔炼炉的熔炼工艺，通过合理的工艺流程设计，充分利用加热室加热熔炼的烟气，加热熔化原料，达到节能、降耗、提升生产效率的目的。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

使用上述熔炼炉的熔炼工艺，包括如下步骤：

a）原料通过加料斗进入并填满竖炉，利用加热室产生的热烟气加热原料；

b）原料进入熔化室，利用加热室产生的高温热烟气加热至接近熔化状态；

c）接近熔化状态的原料进入加热室加热熔炼。

进一步地，所述的熔炼工艺，所述原料为铝料。

进一步地，使用上述熔炼炉的熔炼工艺，包括如下步骤：

a）原料通过加料斗进入并填满竖炉，利用加热室产生的热烟气加热原料；

b）原料进入熔化室，利用加热室产生的高温热烟气加热至接近熔化状态；

c）接近熔化状态的原料进入加热室加热熔炼；

d）正常连续生产过程中，所述主加热燃烧器始终工作，所述辅助燃烧器只在启动炉组时或非正常状态下使用。

针对背景技术提出的问题，本发明的目的之三是，提供混合式熔炼保温压铸炉，实现熔炼、压铸的连续作业。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种混合式熔炼保温压铸炉，包括如上所述熔炼炉、以及精炼室，所述精炼室与所述熔炼炉的加热室底部相通，所述精炼室与加热室采用碳化硅材料隔开，并低于加热室。

进一步地，所述的混合式熔炼保温压铸炉，还包括取水室和后续压铸设备，所述精炼室底部与取水室相通，精炼后的合格铝液直接进入到取水室。

进一步地，所述取水室向后续压铸设备连续供水。

针对背景技术提出的问题，本发明的目的之四是，提供一种混合式熔炼保温压铸工艺，实现熔炼、压铸的连续作业，提高生产效率。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种混合式熔炼保温压铸工艺，包括如下步骤：

a）如前所述的熔炼步骤；

b）熔炼后的铝液进入精炼室精炼；

c）精炼后的合格铝液直接进入到取水室；

d）当炉内铝液达到正常铝液深度时，取水室开始向后续压铸设备连续供水，而熔炼与加料同时进行。

本发明的优点是：

1、降低能耗：比反射炉节能45-70Kg/标油/吨铝，以年产量2万吨，油价5.5元/Kg计算，每年可节省能耗成本500-800万元；

2、降低烧损：比反射炉节约铝烧损2.5-4%，以年产量2万吨，铝价15000元/t，每年可节省烧损成本750-1200万元；

3、提高生产率：比同等容量的反射炉提高产能1倍以上。

附图说明

附图1混合式熔炼保温压铸炉的A-A剖面（正视）结构图；

附图2混合式熔炼保温压铸炉的B-B剖面（俯视）结构图；

附图3混合式熔炼保温压铸炉的C-C剖面（加热室）结构图；

附图4混合式熔炼保温压铸炉的D-D剖面（竖炉熔化室）结构图；

附图说明：1、加料斗，2、竖炉，3、熔化室，4、加热室，5、精炼室，6、取水室，7、加热主燃烧器，8、辅助燃烧器，9、第一通道，10、第二通道，11、第三通道，12、碳化硅隔热材料，13、放水口。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作进一步的说明，以便于本领域技术人员理解本发明。

实施例1：

结合附图1~4，本发明的混合式熔炼保温压铸炉，包括：加料斗1、竖炉2、熔化室3、加热室4、精炼室5、取水室6。

如附图4所示，加料斗1位于竖炉2的上方，熔化室3位于竖炉2的下方，并伸向一侧，熔化室3与竖炉2底部为斜面，在熔化室3的切向上布置辅助燃烧器8，熔化室3的底部有第一通道9，通过第一通道9与加热室4连通。

如附图2所示，熔化室3通过第一通道9与加热室4连通，加热室4的切向上布置加热主燃烧器7，加热室4的另一侧通过第二通道10与精炼室5连通，精炼室5通过第三通道11与取水室连通，加热室4与精炼室、取水室之间使用碳化硅隔热材料12隔开，精炼室的另一侧设置放水口13。

如附图1所示，熔化室3的位置高于加热室4，加热室4的位置高于精炼室5。

本发明的熔炼压铸工艺流程是，铝料从加料斗1加入，填满竖炉2，启动辅助燃烧器8，铝料被加热到接近熔化状态（550-560℃）后，沿熔化室3底部的斜面流向第一通道9，进入加热室4，启动主加热燃烧器7，加热熔炼进入加热室4的铝液（铝液工艺温度一般为720-760℃），关闭辅助燃烧器8，在正常连续生产过程中，主加热燃烧器7始终工作，对加热室4内铝液升温，高温铝液产生的烟气余热，通过第一通道9进入熔化室3、竖炉2熔化铝料，余热被二次利用后，烟气穿过竖炉2内铝料间隙排出，熔炼后的铝液沿第二通道10进入精炼室5，通过安装在精炼5内的精炼装置对铝液进行精炼，达到压铸所需的合格铝液，精炼后的合格铝液，通过第三通道11，直接进入到取水室6，当炉内铝液达到正常铝液深度时，取水室6开始向后续压铸设备连续供水，而熔炼与加料同时进行。

本发明的混合式熔炼保温压铸炉，为提高熔炼速度、降低能耗，以反射炉与竖式熔炼炉的基本结构为基础，将两者合二为一，设计双室结构的炉膛（加热室4和熔化室3），在熔化室3上部配置竖炉2，炉体设计均采用矩形或近似圆形的结构，铝料从竖炉2上方的加料斗1加入并填满竖炉2，烟气余热通过熔化室3与竖炉2二次利用后，排烟温度从反射炉的900-1000℃，竖式熔化炉的700-800℃下降到200-300℃，完全达到并低于竖式熔化炉的能耗水平，即能耗35-50Kg标油/吨铝，热效率60-75%，铝料在竖炉2与熔化室3内利用烟气余热达到接近熔化状态，在进入熔化室3底部后很快熔化，比加入冷料直接进入炉膛的反射炉提高熔化速度1-1.5倍以上。

本发明的混合式熔炼保温压铸炉，增加精炼室5与取水室6，熔炼后的铝液进入精炼室5后，通过安装在精炼室5内的精炼装置对铝液进行精炼，达到压铸所需的合格铝液，精炼后的合格铝液直接进入到取水室6，当炉内铝液达到正常铝液深度时，取水室6开始向后续压铸设备连续供水，而熔炼与加料同时进行。由于该产品解决了压铸企业配置多台机前熔化炉的缺点，避免二次熔炼，采用集中熔炼、保温与供水。

本发明通过合理布置燃烧器，控制熔炼、压铸过程的衔接：

在加热室4切向配置主加热燃烧器7，熔化室3配置辅助燃烧器8；在正常连续生产过程中，主加热燃烧器7始终工作，对加热室4内铝液升温，依靠高温铝液熔化铝料；燃烧器根据炉膛铝液容量来实现控制燃烧器的火焰大小，以保证炉组的连续性和防止满炉现象；熔化室3的辅助燃烧器8只在启动炉组时或非正常状态下使用。

本发明结合了竖式熔炼炉的低能耗与高生产率，反射炉的容量大，感应电炉的低烧损率等重大优点，并采用多项创新结构达到以上发明目的。

其他实施例：

本发明根据生产需求，可设计多种规格，如：

A：按熔化速率分为300Kg/h，500Kg/h，1000Kg/h，1250Kg/h，1750Kg/h，2000Kg /h，3000Kg /h七种规格；

B：按额定容量分为3t、5t、8t、10t、15t、20t六种规格。