专利名称：提高铝等温熔炼炉熔体温度分布均匀性的加热器排布结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及铝等温熔炼炉的加热器排布方式，尤其涉及一种提高铝等温熔炼炉熔 体温度分布均勻性的加热器排布结构，属于金属冶炼技术领域。
背景技术：
等温熔炼技术是一种高效、节能、环保的新型熔炼技术。与传统的火焰反射式熔炼 技术相比，等温熔炼技术具有节能、低污染物排放、低金属熔损、高熔体品质等突出优点。等 温熔炼技术在恒定温度下对炉料进行熔炼，在等温熔炼炉炉膛内的铝熔体温度在很小范围 内变动，而且各处的温度几乎一致，不会形成温度梯度和热成层现象，熔体品质大大提高。等温熔炼炉在生产过程中所需热量主要由安装于加热区的加热器提供(加热器 的发热 端浸没在熔体中，称为浸没式加热器，包括浸没式燃气加热器或浸没式电加热器，以 下统称为浸没式加热器)。由于炉体结构的局限性和流体的特性，熔体在加热区不能均勻的 流动，因此加热器也就不能与熔体进行充分的热量交换，从而导致加热区温度不均，降低等 温熔炼效果。因此，等温熔炼炉中浸没式加热器的排布方式对熔体的温度均勻性起着重要 的作用。铝及铝合金等温熔炼炉炉内结构中，等温熔炼炉炉膛的中间部位设置隔墙，隔墙 将炉膛划分为熔化区和加热区；加热区的炉顶上安装有浸没式加热器，浸没式加热器垂直 伸入加热区的炉膛内，在加热区的侧墙上设置有流口。在炉体外布置有铝液循环系统，使得 铝液可在炉内流动。以往的铝及铝合金等温熔炼炉，通常采用浸没式加热器在炉内均勻布置的方式， 在采用该排布方式下，加热区内存在温度分布不均勻现象。铝液从熔化区进入加热区时流 速较大，大部分液流直接冲到对面炉壁上，沿着炉壁流过加热区，该区域铝液流量较大，不 能与加热器有效换热，因此温度偏低，而较少量的熔体通过加热器流经加热区，流速较慢， 铝液量少且与加热器接触时间较长，该区域温度偏高。温度最高的部位集中在加热区靠近 隔墙附近的加热器处，这是由于该处位于加热区最里面，隔墙和加热器都会阻碍熔体流动， 容易形成温度集中现象。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种提高铝等温熔炼炉熔体温度 分布均勻性的加热器排布结构，旨在消除加热区温度集中现象，提高等温熔炼炉的等温熔 炼效果，减少熔体的氧化烧损，改善熔体的品质。本发明的目的通过以下技术方案来实现提高铝等温熔炼炉熔体温度分布均勻性的加热器排布结构，等温熔炼炉炉膛的中 间部位设置有隔墙，所述隔墙将炉膛划分为熔化区和加热区，其特征在于所述加热区非均 勻排布有加热器，所述加热器在隔墙与对面炉壁之间呈平行排布，数量逐排增多，分别递增 1根，每排的相邻加热器之间间距相等，排与排之间间距相等，加热器形成交错排列。
进一步地，上述的提高铝等温熔炼炉熔体温度分布均勻性的加热器排布结构，其 中，所述加热器为浸没式燃气加热器或浸没式电加热器。更进一步地，上述的提高铝等温熔炼炉熔体温度分布均勻性的加热器排布结构， 其中，所述等温熔炼炉炉体外布置有铝液循环泵，铝液循环泵的进口连通加热区，铝液循环 泵的出口连通熔化区。
再进一步地，上述的提高铝等温熔炼炉熔体温度分布均勻性的加热器排布结构， 其中，所述铝液循环泵为电磁泵、机械泵或永磁泵。本发明技术方案突出的实质性特点和显著的进步主要体现在①本发明的排布方式，能够消除加热区温度集中现象，使炉膛内的熔体铝液温度 在很小范围内变动，而且各处的温度几乎一致，提高了炉子的综合热效率，改善了能源利用 率，降低了能源消耗，减少了污染物排放；②加热器排布方式简单、运行可靠，使熔体温度一致，成分均勻，不会形成温度梯 度和热成层现象，熔体品质大大提高，金属烧损小，熔体中溶解的气体、固体夹杂物少，形成 的炉渣也明显减少，提高坯料质量。
下面结合附图对本发明技术方案作进一步说明图1 等温熔炼炉加热器排布示意图；图中各附图标记的含义见下表
具体实施例方式如图1所示，提高铝等温熔炼炉熔体温度分布均勻性的加热器排布结构，等温熔 炼炉炉膛的中间部位设置有隔墙2，隔墙2将炉膛划分为熔化区1和加热区3，加热区3非 均勻排布有加热器4，加热器4采用浸没式燃气加热器或浸没式电加热器，加热器4在隔墙 2与对面炉壁之间呈平行排布，数量逐排增多，分别递增1根，每排的相邻加热器之间间距 相等，排与排之间间距相等，加热器形成交错排列。等温熔炼炉炉体外布置有铝液循环泵5， 铝液循环泵5的进口连通加热区3，铝液循环泵5的出口连通熔化区1 ；铝液循环泵5为电 磁泵、机械泵或永磁泵，熔体在铝液循环泵5作用下从熔化区1向加热区3高速流动。在加热区3非均勻排布加热器4，加热器4的根数和排数根据等温熔炼炉的热负荷 输出要求及加热区的加热负荷进行计算后确定；排布方式为在隔墙2向对面炉壁之间平行 排布，数量逐排增多，分别增加1根，相邻加热器间距相等，相邻加热器排间距相等，各排加热器交错排列。间距大小与等温熔炼炉大小、炉膛结构尺寸、铝液循环能力等有关。当熔体由熔化区1高速流入加热区3时，由于流体的特性，大部分铝液会冲到炉壁上，由于在炉壁附近排布了较多的加热器，且对熔体流动有一定的阻碍作用，因此炉壁附近 区域相对于以前的排布方式流量减少，流速变小，熔体与加热器之间的有效换热增强，因而 该区域温度有所升高。而加热区靠近隔墙附近区域因为排布了较少的加热器，且流量相对 增多，因此该区域温度相对于加热器均勻布置的排布方式有所降低，温度集中现象消失，根 据流体的特性，本发明使加热区中的加热器均勻等距交错分布，因此熔体能较均勻地流经 加热器，各加热器与熔体换热能力基本相同，从而使加热区整体的温度均勻性得到提高，熔 体品质大大改善。本发明加热器排布方式下的等温熔炼炉，温度的均勻性可达到士5°C，炉膛内的铝 熔体温度在很小范围内变动，而且各处的温度几乎一致。加热器排布方式能消除加热区铝 熔体温度不均勻现象，提高等温熔炼效果，减少铝熔炼过程中的氧化烧损，改善熔体品质。综上所述，本发明加热器排布方式简单，运行可靠，能有效提高等温熔炼炉温度均 勻性，消除温度集中现象，使熔体温度一致，成分均勻，没有温度梯度和热成层现象，熔体品 质大大提高，熔体中溶解的气体、固体夹杂物少，简化后续处理工艺，提高坯料质量，降低成 本。需要理解到的是以上所述仅是本发明的优选实施方式，对于本技术领域的普通 技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润 饰也应视为本发明的保护范围。
权利要求
提高铝等温熔炼炉熔体温度分布均匀性的加热器排布结构，等温熔炼炉炉膛的中间部位设置有隔墙，所述隔墙将炉膛划分为熔化区和加热区，其特征在于所述加热区非均匀排布有加热器，所述加热器在隔墙与对面炉壁之间呈平行排布，数量逐排增多，分别递增1根，每排的相邻加热器之间间距相等，排与排之间间距相等，加热器形成交错排列。
2.根据权利要求1所述的提高铝等温熔炼炉熔体温度分布均勻性的加热器排布结构， 其特征在于所述加热器为浸没式燃气加热器或浸没式电加热器。
3.根据权利要求1所述的提高铝等温熔炼炉熔体温度分布均勻性的加热器排布结构， 其特征在于所述等温熔炼炉炉体外布置有铝液循环泵，铝液循环泵的进口连通加热区，铝 液循环泵的出口连通熔化区。
4.根据权利要求3所述的提高铝等温熔炼炉熔体温度分布均勻性的加热器排布结构， 其特征在于所述铝液循环泵为电磁泵、机械泵或永磁泵。
全文摘要
本发明涉及提高铝等温熔炼炉熔体温度分布均匀性的加热器排布结构，等温熔炼炉炉膛的中间部位设置有隔墙，隔墙将炉膛划分为熔化区和加热区，加热区非均匀排布有加热器，加热器在隔墙与对面炉壁之间呈平行排布，数量逐排增多，分别递增1根，每排的相邻加热器之间间距相等，排与排之间间距相等，加热器形成交错排列。该加热器排布方式能有效消除加热区铝熔体温度不均匀现象，提高等温熔炼效果，减少铝熔炼过程中的氧化烧损，改善熔体品质。
文档编号F27B3/20GK101865602SQ20101020882
公开日2010年10月20日 申请日期2010年6月24日 优先权日2010年6月24日
发明者王家淳, 薛冠霞, 谢晓燕, 闫辉, 马科 申请人:苏州新长光热能科技有限公司