金属熔炼系统的制作方法

本发明涉及一种熔炼系统，尤其涉及一种金属熔炼系统。

背景技术：

在金属再生熔炼铸锭系统中，金属熔炼炉的形状、结构组成、不仅直接影响熔炼系统的运行效率、燃料的消耗等，如金属熔炼炉物料流动性、炉腔压力和温度的均匀程度等；而且还直接影响熔炼工艺操作，如金属熔炼炉的维修维护清渣等，这对于单炉或结构组成不够合理的多炉组合，其影响越加明显。比如现有的金属熔炼炉由于其炉体内腔的形状结构等原因，如其底壁部位的形状呈反向梯形状，其不仅清渣不方便，需要花费时间长，而且清渣吃力、清渣不干净，影响生产效率。并且，由于其内外部结构等原因，清渣过程还对周围环境造成影响，金属熔炼渣掉满地，还是烫伤人，就是刺破运渣车胎。另外，由于金属熔炼的高温和特殊性，其不好设置具有高度可调的排放部，在这种情况下，现有的金属熔炼炉的流汤口（金属熔炼液排放口）设置结构不尽合理，并且使得熔炼液的排放与浸没标高和炉腔清渣存在矛盾，不能够相互协调配合。要么清渣不便，要么金属浸没标高受限，而影响浸没熔炼效果，增加了能源消耗和降低了生产效率。

而在熔炼铸锭系统中，通常铸锭是使用环形铸锭机比较多，但是该种铸锭机的结构不尽合理，如其铸模的连接结构和相应的形状存在一定的不足，其连接复杂，而且连接不可靠，容易发生松动，影响正常生产，甚至于在运行过程中因连接出现问题而造成安全生产事故。

另外铸锭冷却是熔炼铸锭的一个基本工序，传统的铸锭冷却通常有两种方式，一是直接将冷却水输入到铸模内部的冷却孔中，从而达到铸模中的铸件快速冷却，这种冷却装置和相应的冷却方式由于铸锭的冷却速度快，冷却不均匀，因此容易造成铸锭件在冷却过程中变形严重，当浇注铸锭零部件具有一定的精度时，其变形程度影响更为突出；同时其冷却水直接与铸件接触，使得铸锭件表面质量降低，使得铸件时淬火的性质，在锭某种金属如铝时会使铸件发黑变色等，导致铸锭铸件质量不良。另一种方式是用水喷洒冷却，这种方式同样存在冷却不均匀，冷却效果不好的问题，同时，这种冷却装置和相应的冷却方式会产生大量的水蒸汽，影响生产现场和周围生产环境，而其产生的水雾还可能影响现场操作人员的视线，以致于可能因操作人员的操作不当而产生不应有的操作安全事故；并且该冷却方式的另一个问题是与第一种方式一样，其会使得某种铸锭产品发黑和变色，影响铸件产品质量。

技术实现要素：

本发明的目的是针对现有技术存在的不足，提供一种金属熔炼系统。该金属熔炼系统原理结构简单、合理，能够改善熔炼铸锭生产现场环境，还可一定程度提高生产效率，并且清渣更为简单方便，降低劳动强度；同时，其具有更好地熔炼效果和更高的熔炼效率，适应性好，适用性强。

本发明的技术方案包括熔炼炉，相应的浇铸装置，设于所述熔炼炉炉体上的流汤口和/或清渣口，相应的料门装置，所述炉体包括构架层和内层，所述炉体的炉腔还设有一浸没调控口，所述浸没调控口的设置高度高于其相应的流汤口和/或清渣口设置高度。

所述浇铸装置包括铸锭机，所述铸锭机包括铸模。

所述浇铸装置还包括冷却装置。

所述浸没调控口设置于炉体的相对于流汤口的左侧、右侧或相对另一侧。

本发明金属熔炼系统由于其炉腔内形状结构简单合理，其清渣简单方便、快速，省时省力，并且清渣全过程始终不会出现掉渣于生产场所地面，既提高了安全性，又改善了生产环境；同时其解决了清渣或检修时需要金属液排尽与熔炼生产过程金属液浸没标高要求相互矛盾的问题。本金属熔炼系统具有相对生产效率高，且节能，适应于不同种类、特性的原材料的再生熔炼。其炉体内壁耐体腐蚀性强，维修成本低、维修花费时间短，使用寿命长。

附图说明

图1为本发明金属熔炼系统一实施例结构示意图。图2为本发明金属熔炼系统另一实施例结构示意图。图3为本发明金属熔炼系统再一实施例结构示意图。图4本金属熔炼系统再一实施例中的料门装置一实施例结构示意图。图5为本发明金属熔炼系统中的冷却装置一实施例结构示意图。图6为本发明金属熔炼系统中的冷却装置另一实施例结构示意图。图7为本发明金属熔炼系统中的铸锭装置的铸模一实施例结构示意图。

具体实施方式

现通过实施例结合附图对本发明作进一步说明，如图1所示。本例中的金属熔炼系统包括熔炼炉,其熔炼炉包括炉体1，设于炉体1的相应一侧（前部）上的流汤口（或熔炼液排放口）24、进料口2和相应的料门装置25等。其进料口2同时构成金属熔炼系统的熔炼炉的清渣口。其炉体1包括构架层10、保温层12和内层11，保温层12设置于构架层的相对外侧，其构架层由耐火砖砌而成。其保温层12由耐火泥粉刷于构架层的表面而形成。保温层12的外壁面设有一层铁皮包裹防护层。清渣口的设置高度高于流汤口。料门装置25设于清渣口。

其门体设有若干泄压孔31。对应于泄压孔31设有相应的集气罩32。由集气罩将泄压孔31排出的炉内的烟气等气体收集经输送至相应的烟气净化装置。以实施净化并进行余热回收利用。

本发明的熔炼炉或炉体其炉腔底壁面3设置呈自清渣口2往内侧的弧形壁面或无阶梯式倾斜壁面，亦或设置呈曲面壁面，其曲面壁面的靠清渣口（进料口）处的拱起高度高于相应的炉腔曲面壁面的其余部位，其曲面壁面包括正弦波式曲面壁面；或者其炉腔曲面底壁面的清渣口处之外的靠炉腔的其余四周侧壁处呈拱起状。

本例中的炉体其炉腔底壁面3设置呈自清渣口2往内侧的弧形壁面，且清渣口2处高于炉腔底壁面的其余部分，即炉体的炉腔底壁面其清渣口2处相对更高，且其与炉腔底壁面的其余部分形成弧形或坡度连接；其弧形壁面的弧度为20度左右。本发明的这种炉腔底部结构清渣更简单、方便、干净、省时和省力，特别是其在清渣时不会将混杂积累于炉腔内的熔炼液被炉渣带出炉腔底部而造成浪费、并增加清渣负担。

在炉体1的相对于流汤口24的相对另一侧（后部）开设有一浸没调控口4，其浸没调控口4的设置高度高于相应的流汤口24。

其通过浸没调控口与流汤口的相互配合，在通过流汤口对炉腔的熔炼液接近放干、便于清渣的同时，根据设置位置可以方便地控制炉腔内的金属熔炼液液面，根据不同原材料的需要可设置一熔炼效率高和熔炼效果更好的、适应和满足于不同性质的金属原料的浸没式熔炼时间的熔炼浸没液标高。以获得相对更高的熔炼效率和效果。同时，其可使熔炼炉具有灵活的排放铸锭方式。

本发明还包括一炉渣的导出装置，本例中其导出装置包括设于炉体1的位于清渣口2的下方、对应于该清渣口导出板5，导出板自流汤口的底壁向外侧往下倾斜凸出延伸于炉体外壁面。其与运渣车6配合使得在炉底清渣时其炉渣和少许的熔炼液不会掉落地面，既安全、又使生产现场干净，不需要专人对清渣现场进行清理维护。在清渣口设有控制门。其流汤口和浸没控制口分别设有石棉锥体堵头或碉高温控制阀。

本发明实施例2中，如图2所示，其炉体的炉腔底壁面3设置呈一近似于正弦波式的曲面壁面，其正弦波式的曲面壁面的靠清渣口处的拱起部高于靠炉腔的各相应的侧壁处的拱起部。其可以获得相对更好的清渣效果，可以真正做到清渣不留死角。本例其余结构等可与上述实施例类同。流汤口可以设置于炉腔最低点处。

本发明实施例3中，其炉腔的正弦波式曲面壁面的靠流汤口处的拱起部高于相应的炉腔底壁面的其余部分。本例其余结构等可与上述任一实施例类同。

本发明实施例4中，如图3、4所示，其炉体包括构架层10、保温层12和内层11，还包括一隔离贴层13，保温层12设置于构架层的相对外侧，其构架层由耐火砖砌而成。其保温层12由耐火泥粉刷于构架层或耐火砖砌层的表面形成。其内层11为由莫来石材料浇筑构成的炉胆层，在莫来石材料浇筑构成的内胆层与构架层或耐火砖砌层之间设有一隔离贴层。其隔离贴层由石棉布等材料构成。通过其对莫来石材料浇筑构成的内胆层进行隔离，在熔炼炉进行检修或莫来石材料的内胆层发生破损时只对要拆除内胆层进行维修既可，其不会损坏主体构架层，避免像现有的熔炼炉检修时需要连同主体构架层一起拆除更换，可以降低检修成本和工时。且其具有非常好的保温效果。其具有结构更简单、建造成本低、但保温效果却相对更好，检修方便简单、成本低，其可以减少熔炼液（如铝液）对炉壁的浸蚀，提高炉腔内壁面的使用寿命，其浸没调控口4设置于炉体的相对于流汤口或清渣口的左或右侧。

本例中其料门装置25包括门框26以及活动连接于门框26的门体27等，其门体27对应于相应的炉体（熔炼炉）的进料口（清渣口），其门体27可以通过相应的平移式导向装置或铰接装置34与门框26和/或熔炼炉相应部位活动式连接。其门框26固定连接于熔炼炉的进料口的四周相应部位。

门框26设有绕门体27的四周、包围于门体的冷却流道28，冷却流道28的介质进出口分别设置于门框或门体的一相邻的两条边的靠同一角部33位置，在冷却流道的该门框的同一角部33处设置有一堵体29，使冷却流道形成一绕门体流动的冷却介质流道；冷却流道28的出口连接于熔炼铸锭系统的余热回收装置。进行余热再利用。

门体27和门框26由相应的钢材制作构成。在门框26的冷却流道内腔相间隔分别设有若干节流装置30，其节流装置可以包括孔板，由孔板对冷却流道的冷却介质进行节流均衡自适应控制。其料门装置改现有的耐火砖材料为钢质材料、或为耐火砖材料与钢质材料复合制作构成，其机械强度大，密封性能好，密封结构简单，使用寿命长，且可一定程度节约能源，大大降低维修成本。本例其余结构等可与上述任一实施例类同。

本发明实施例5中，其炉体包括构架层、保温层和内层，在构架层与内层之间设置有一层分离浇注层，其分离浇注层由耐火材料或莫来石浇筑形成一罩（下端敝口）式或套筒（上下敝口）式整体，保温层设置于构架层的相对外侧，其构架层由耐火砖砌而成。其内层为由纳米sio2粉体为基体材料，莫来石纤维为增强体，tio2为红外遮光剂的，采用热压成型法制备制成的纳米材料贴片贴于分离浇注层的内壁面形成。该纳米材料贴片其大小尺寸可根据需要制成各种瓷砖大小。其具有更高的机械强度和相对更好地隔热效果的同时；还便于熔炼炉检修和维护，检修不用整体拆除。其可以减少熔炼液（如铝液）对炉壁的浸蚀，提高炉腔内壁面的使用寿命，检修方便简单、成本低。其浸没调控口包括若干呈横向或/和竖向的圆锥形通孔。其可进一步提高浸没液位的控制精度和范围，以适用于各种不同种类性质和类型的原材料的高效率、高效果熔炼。特别是，由于现有技术的熔炼炉在检修或炉腔内壁损坏后，需要将整个熔炼炉拆除重新制造，其成本特别高，而本例的熔炼炉结构和相应的材料，使得其无论是检修还是生产过程中出现炉膛（腔）内壁损坏，只需短暂停炉进行局部针对性修补既可解决问题，可以大幅度节约维护维修成本工时、运行成本和生产成本。本例其余结构等可与上述任一实施例类同。

本发明金属熔炼系统实施例6中，其浇铸装置包括铸锭机，冷却装置,所述铸锭机包括环形铸锭机，其铸锭机或环形铸锭机包括相互连接的若干铸模。

如图5所示，其冷却装置包括一个或若干个水冷盘19等，其水冷盘设置于相应的铸模下部,其水冷盘19为一船形式或其底壁面沿铸模行进方向呈一弧形渡槽式水冷盘；水冷盘19可对应设置于相应的铸模19的相应下部，并可将铸模的大部包围。

在水冷盘的前后两端壁面分别开设有进水口20和出水口14，水冷盘19的底壁面上开设有若干个排水口16，排水口连接有自动调节控制阀16，自动调节控制阀16电信号连接于相应的控制器，由控制器根据冷却情况进行排水量控制，以通过控制水冷盘内的水位及控制包围铸模的面积或深度，进而控制对铸模和其内的铸件的冷却程度。通常水冷盘的进水口的进水量大于其出水口的水量。

本例中其水冷盘上端口设置有相应的罩盖17，其罩盖17通过相应的支架对应设置位于铸模的上部。以避免冷却过程中产生的少量水蒸汽向外部扩散对生产现场产生不利影响。

本例中其若干铸模相互铰接通过环形铸锭机的相应的环形轨道运动，各铸模15在传送运动过程中，经过水冷盘时与水冷盘内的冷却介质（水）进行隔水热交换，进而使其及其内的铸锭冷却至一定程度。其铸锭冷却程度的控制可以通过控制环形铸锭机的速度、水冷盘的自动调节控制阀16等手段实施调节控制。本例其余结构等可与上述任一实施例类同。

本发明金属熔炼系统实施例7中，如图6所示，其对应于相应的环形铸锭机设有分别对应于相应的铸模的连续多个水冷盘2，其多个水冷盘进出水口可以依次串接（如图5所示），或由相应的冷却水源分别提供相应的冷却水。其可以获得相应更好更均匀的冷却效果，可以进一步避免出现急冷现象，并可对相应的冷却介质水进行再循环充分利用，能够获得较好的节能效果，相对降低生产成本。水冷盘的进水口设置于其靠铸模的进入方向一端。本例其余结构等可与上述实施例6类同。

本发明金属熔炼系统实施例8中，如图7所示，其铸模18的内腔形状呈圆台型或方台型，方台型的底面四边形面积大于其顶面四边形的面积。铸模其外底壁沿行进方向的相对两端棱角倒角呈弧形。各铸模的相互相向端分别设置有相互对应铰接的、呈横向的近似问号的耳形的交接体21，每两相互连接的铸模的相向端的呈横向的近似问号的耳形铰接体其开口相互相向对应扣接。

近似问号的耳形的铰接体的开口部22的开口在相对于环形铸锭机或形铰接体的径向方向上的高度或开度小于近似问号的耳形铰接体的弧形内空间23的相应的直径，两铸模的两相互连接的近似问号耳形铰接体自其轴向方向相互插入其内空间而相互活动扣接。在环形铸锭机使用运行过程中，两相扣接的近似问号耳形铰接体相互不能从其开口处脱出，只有在两铸模于行进方向相横向的方向上相互并行状态时，两铰接体才可以相互脱出。因此其铸模的相互连接十分简单方便，便于组装、维护和维修，无需任何紧固部件或销轴。其铰接休相互为销轴和轴套。呈问号的耳形的交接体的自由端同样设置呈类似于圆柱形状。便于动配合铰接。本例其余结构等可与上述任一实施例类同。

本发明其冷却装置的结构改进使得其冷却方式更为科学、合理，铸件隔水冷却，不仅相对冷却效率高，而且冷却均匀、效果好，冷却质量高，能够完全避免铸件表面发黑和变色，同时，由于其冷却均匀平稳，很少或不会产生水蒸汽，因而，不会因水雾对生产环境造成影响以致影响生产车间的正常操作，还可避免因雾水干扰工人操作而可能发生的安全生产事故。而由于不会出现急冷，因而对铸模的影响也就小，进而可以相对提高相关设备部件的使用寿命。同时，其环形铸锭机连接结构简单可靠，维护维修简单方便，运行安全可靠。

本发明金属熔炼系统实施例9中，如图8所示，其炉渣的导出装置包括导出板，以及对应开设于炉体外壁面上的清渣口的下部的异型耦合凹槽，其导出板5包括向外、下方倾斜延伸的主体导渣部5b，以及连接于该主体导渣部5b的内侧一端的、与异型耦合凹槽的锁定部35a相对应配合连接的向上凸起卡扣部5a；其异型耦合凹槽35包括靠外侧（或沿熔炼径向方向）的耦合引导部35b和位于内侧的向上凹陷的锁定部35a，其在上下方向上的截面形状呈一近似横向l型凹槽；其利用导出板的延伸出炉体外部的一端的自重量，使得凸起卡扣部与异型耦合凹槽的锁定部35a相互配合接触扣紧，实现无紧固件或其他任何固定连接部件或装置的自适应自动锁紧连接。导出板5的靠凸起卡扣部5a的一端的最大高度小于异型耦合凹槽35的耦合引导部35b的最小高度。本发明的导出装置其突出的特点不仅是免安装件自动活动连接，结构极其简单、科学和合理，使用极其简单、方便，由于其在熔炼炉熔炼期间，可以向上托起一端拉出既可卸掉，避免始终固定连接于炉体而占用空间，妨碍和影响熔炼现场的生产操作。其具有很强的实用性。本例其余结构等可与上述任一实施例类同。