一种端流式挡火拦截器及其制造方法与流程

1.本发明涉及炼镁技术领域，具体涉及一种端流式挡火拦截器及其制造方法。


背景技术：

2.现有的金属冶炼炉通常在其内部设置挡火板，用于阻挡金属冶炼炉内高温腔的热辐射，现有的挡火板其上均布有若干通孔，在使用的过程中，镁蒸气流经通孔，最终进入结晶腔，在此过程中，挡火板一定程度上能够起到阻挡热辐射的作用，但是，现有挡火板其不但热辐射阻挡效果不佳，而且无法过滤镁蒸气中的杂质，影响炼镁质量。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提供一种端流式挡火拦截器及其制造方法，以解决现有技术中存在的现有炼镁挡火板不具备过滤功能且阻热效果差的技术问题；本发明提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果(第一拦截体和第二拦截体均设置为桶体结构，能够形成导流腔室，通过其内部的环形流道，具有过滤镁蒸气中杂质的作用；第一拦截器的开口端沿边部设有第一环形边槽，第二拦截器的开口端边部设有第二环形边槽，第一环形边槽和第二环形边槽围成焊接槽，便于第一拦截体和第二拦截体的焊接，安装方便，同时采用该结构方式，第一拦截体和第二拦截体能够进行批量铸造，有效减低生产成本；焊接槽的截面形状设置为v形，便于加工；第一拦截体设置有第一导流套，第二拦截体设置有第二导流套，能够形成沿轴向往返的弯曲状流道，便于降温梯度的形成；根据第一导流套和第二导流套数量的不同，能够形成多种规格，结构多样；第一过流孔设置在第一拦截体上，第一拦截体一侧形成进口侧，第二过流孔设置在第二拦截体上，第二拦截体一侧形成出口侧；第二拦截体的边缘设置有环形凸缘，环形凸缘用于端流式挡火拦截器的安装；第一过流孔设置为长圆孔，便于镁蒸气进入，第二过流孔设置有倒角，便于镁蒸气排出，整个端流式挡火拦截器流通顺畅等)；详见下文阐述。
4.为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：
5.本发明提供的一种端流式挡火拦截器，包括拦截器本体，其中：所述拦截器本体内部沿径向从内到外依次套设有环形流道，相邻所述环形流道依次连通设置；所述拦截器本体相对设置有进口侧和出口侧，所述进口侧周向设置有第一过流孔，所述第一过流孔与最外侧环形流道相连通；所述出口侧设置有第二过流孔，所述第二过流孔与最内侧环形流道相连通。
6.优选地，所述拦截器本体包括第一拦截体和第二拦截体，其中：所述第一拦截体设置为一端开口的桶体结构；所述第二拦截体设置为一端开口的桶体结构；所述第一拦截体的开口端与所述第二拦截体的开口端相连，以围成导流腔室，所述环形流道设置在所述导流腔室内。
7.优选地，所述第一拦截体的开口端沿边缘位置设置有第一环形边槽，所述第二拦截体的开口端沿边缘位置设置有第二环形边槽，所述第一环形边槽和所述第二环形边槽围
成焊接槽。
8.优选地，所述焊接槽的截面形状设置为v形。
9.优选地，所述第一拦截体的内部设置有第一导流套，所述第二拦截体的内部设置有第二导流套，其中：所述第二导流套的内腔轴向贯穿所述第二拦截体，所述第二导流套的一端端口形成所述第二过流孔，所述第二导流套的另一端端口位于所述第一导流套内。
10.优选地，所述第一导流套的数量设置为多个，所有所述第一导流套沿径向从内至外依次套设，相邻第一导流套之间形成第一环形夹腔；所述第二导流套的数量设置为多个，所有所述第二导流套沿径向从内至外依次套设，相邻所述第二导流套之间形成第二环形夹腔，最内侧所述第二导流套的内腔轴向贯穿所述第二拦截体；所述第一导流套插设至所述第二环形夹腔内，所述第二导流套插设至所述第一环形夹腔内，以形成依次套设所述环形流道。
11.优选地，所述第一过流孔周向均匀设置在所述第一拦截体远离所述第二拦截体的一侧；所述第二过流孔设置在所述第二拦截体远离所述第一拦截体的一侧。
12.优选地，所述第二拦截体远离所述第一拦截体的一侧边部位置向外延伸并形成环形凸缘。
13.优选地，所述第一过流孔设置为长圆孔。
14.本发明提供一种端流式挡火拦截器的制造方法，至少包括以下步骤：
15.步骤i：通过铸造得到内部设置有第一导流套的第一拦截体；
16.通过铸造得到内部设置有第二导流套的第二拦截体；
17.步骤ii：将所述第一拦截体的开口端与所述第二拦截体的开口端贴合，使第一环形边槽和第二环形边槽围成焊接槽；
18.步骤iii：沿所述焊接槽焊接，使所述第一拦截体和所述第二拦截体对接，所述端流式挡火拦截器制造完成。
19.本发明提供的一种端流式挡火拦截器及其制造方法至少具有以下有益效果：
20.所述端流式挡火拦截器包括拦截器本体，拦截器本体安装至金属冶炼炉内。
21.所述拦截器本体内部沿径向依次套设有环形流道，相邻所述环形流道依次连通，当镁蒸气流经环形流道时，环形流道能够形成降温梯度，不但能够有效阻挡热辐射，而且通过温度的逐渐减低，使镁蒸气中的杂质能够结晶在拦截体本体内，从而有起到过滤杂质的作用，提高炼镁质量。
22.所述拦截器本体相对设置有进口侧和出口侧，所述进口侧周向均匀设置有第一过流孔，所述第一过流孔与最外侧环形流道相连通，所述出口侧设置有第二过流孔，所述第二过流孔与最内侧环形流道相连通，在使用的过程中，镁蒸气经第一过流孔流入，由第二过流孔流出，周向均匀设置的第一过流孔使镁蒸气的流入更加均匀，具有良好的流通性。
23.本发明所述端流式挡火拦截器在镁蒸气流通顺畅的前提下，通过形成降温阶梯，保证热辐射阻挡效果的同时，有效过滤镁蒸气中的杂质，提高炼镁质量。
24.所述端流式挡火拦截器的制造方法，包括步骤i铸造，通过铸造得到第一拦截体和第二拦截体，工艺简单，成本低廉，步骤ii对接组装，使第一拦截体和第二拦截体环形边槽对应，便于后续焊接；步骤iii沿焊接槽焊接，一方面采用焊接，第一拦截体和第二拦截体连接牢固，另一方面焊接槽限定焊接位置，操作方便的同时，焊接精准，有效保证产品质量。
25.本发明所述端流式挡火拦截器的制造方法不但整体制造工艺简单，制造便捷，质量稳定，便于批量生产，而且成本低廉，便于推广。
附图说明
26.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
27.图1是本发明结构示意图；
28.图2是本发明另一视角结构示意图；
29.图3是本发明实施例1剖视示意图；
30.图4是本发明实施例2剖视示意图；
31.图5是本发明实施例2第一拦截体剖视示意图；
32.图6是本发明实施例2第二拦截体剖视示意图；
33.图7是本发明制造方法工序图；
34.图8是本发明实施例1检测温度曲线图；
35.图9是本发明实施例2检测温度曲线图；
36.图10是本发明1200℃条件下，使用和不使用拦截器的没蒸汽出口测温曲线图；
37.图11是本发明1260℃条件下，使用和不使用拦截器的没蒸汽出口测温曲线图；
38.图12是本发明拦截器对1200℃加热条件下镁蒸气中各杂质含量的影响条形图；
39.图13是本发明拦截器对1260℃加热条件下镁蒸气中各杂质含量的影响条形图；
40.图14是本发明不同加热温度条件对使用拦截器时结晶镁中元素含量的影响条形图。
41.附图标记
42.1、拦截器本体；11、第一拦截体；111、第一过流孔；112、第一导流套；113、第一环形夹腔；114、第一环形边槽；12、第二拦截体；121、第二过流孔；122、第二导流套；123、环形凸缘；124、第二环形夹腔；125、第二环形边槽；126、倒角；2、环形流道。
具体实施方式
43.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
44.实施例1：
45.本发明提供了一种端流式挡火拦截器，如图1
‑
图3所示，所述端流式挡火拦截器包括拦截器本体1，拦截器本体1内部沿径向从内到外依次套设有环形流道2，相邻环形流道2依次连通设置。
46.拦截器本体1相对设置有进口侧和出口侧，所述进口侧的外围周向均匀设置有第一过流孔111，第一过流孔111与最外侧环形流道2相连通。
47.所述出口侧设置有第二过流孔121，第二过流孔121与最内侧环形流道2相连通。
48.所述端流式挡火拦截器设置在金属冶炼炉内，使用时，镁蒸气经第一过流孔111进入至最外侧环形流道2，之后流至最内侧环形流道2，并由第二过流孔121流出。
49.在上述过程中，镁蒸气阶段性降温，一方面能够阻挡金属冶炼炉高温区内的热辐射，另一方面镁蒸气中的杂质能够结晶在环形流道2内，从而起到过滤杂质的作用。
50.本发明不但具有阻挡热辐射的作用，而且能够过滤镁蒸气中含有的杂质，提高炼镁质量。
51.本发明随着杂质的不断凝固，需要定期进行清理或者直接更换新的所述端流式挡火拦截器。
52.作为可选地实施方式，如图3所示，拦截器本体1包括第一拦截体11和第二拦截体12，第一拦截体11和第二拦截体12铸造而成。
53.第一拦截体11设置为一端开口的桶体结构。
54.第二拦截体12设置为一端开口的桶体结构。
55.第一拦截体11的开口端与第二拦截体12的开口端相连，以围成导流腔室，环形流道2设置在所述导流腔室内。
56.分体设置在第一拦截体11和第二拦截体12便于生产和组装。
57.作为可选地实施方式，如图3所示，第一拦截体11的开口端沿边缘位置设置有第一环形边槽114，第二拦截体12的开口端沿边缘位置设置有第二环形边槽125，第一环形边槽114与第二环形边槽125尺寸配合，二者能够围成焊接槽，便于焊接。
58.作为可选地实施方式，如图3所示，所述焊接槽的截面形状设置为v形。
59.类似地，所述焊接槽的截面形状还可以设置为弧形等。
60.作为可选地实施方式，第一过流孔111周向均匀设置在第一拦截体11远离第二拦截体12的一侧，第一拦截体11远离第二拦截体12的一侧形成所述进口侧。
61.第二过流孔121设置在第二拦截体12远离第一拦截体11的一侧的中部位置，第二拦截体12远离第一拦截体11的一侧形成所述出口侧。
62.作为可选地实施方式，如图3所示，第二拦截体12远离第一拦截体11的一侧边部位置向外延伸并形成环形凸缘123，环形凸缘123用于所述端流式挡火拦截器的安装。
63.作为可选地实施方式，如图1所示，第一过流孔111设置为长圆孔。
64.如图2所示，第二过流孔121设置为圆孔。
65.作为可选地实施方式，如图1和图3所示，第二过流孔121设置有倒角126，倒角126为圆倒角。
66.作为可选地实施方式，如图3所示，第一拦截体11的内部设置有第一导流套112，第二拦截体12的内部设置有第二导流套122。
67.第二导流套122的内腔轴向贯穿第二拦截体12，第二导流套122的一端端口形成第二过流孔121，第二导流套122的另一端端口位于第一导流套112内。
68.第一导流套112与第二拦截体12内底壁之间存在连通间隙，第二导流套122与第一拦截体11的内顶壁之间存在连通间隙，以使所述导流腔室内形成从内至外依次套设的环形流道2。
69.实施例2
70.实施例2与实施例1的不同点在于：
71.如图4
‑
图6所示，第一导流套112的数量设置为两个，所有第一导流套112沿径向从内至外依次套设，相邻第一导流套112之间形成第一环形夹腔113。
72.第二导流套122的数量设置为两个，所有第二导流套122沿径向从内至外依次套设，相邻第二导流套122之间形成第二环形夹腔124，仅最内侧的第二导流套122轴向贯穿第二拦截体12。
73.第一导流套112插设至第二环形夹腔124内，第二导流套122插设至第一环形夹腔113内，从而形成依次套设环形流道2。
74.实施例2相比较实施例1具有更长的环形流道2。
75.根据第一导流套112和第二导流套122数量的不同，所述端流式挡火拦截器具有多种规格。
76.所述端流式挡火拦截器其阻热作用和过滤作用均基于其降温效果，为证明其降温效果，故对其进行温度检测。
77.如图8所示，图8为实施例1温度曲线图，图8所示的横坐标为位置坐标，纵坐标为金属冶炼炉炉壁的温度坐标，横坐标轴沿金属冶炼炉的轴向方向，坐标轴原点位于所述端流式挡火拦截器出口位置向高温区延伸300mm的位置，往所述端流式挡火拦截器出口的方向为坐标轴正向，与之相反的方向为坐标轴负向，因此所述端流式挡火拦截器出口位置的位置坐标为+300mm；由图8温度曲线可知，所述端流式挡火拦截器具有降温的作用。
78.如图9所示，图9为实施例2的温度曲线图，图9横纵坐标与图8横纵坐标示意相同，仅纵坐标最低温度为550℃，由图9温度曲线可知，所述端流式挡火拦截器具有降温的作用。
79.如图10所示，图10为炉膛温度1200℃条件下，有所述端流式挡火拦截器和无所述端流式挡火拦截器的温度曲线图。
80.如图11所示，图11为炉膛温度1260℃条件下，有所述端流式挡火拦截器和无所述端流式挡火拦截器的温度曲线图。
81.结合图10和图11，无所述端流式挡火拦截器时，镁蒸汽出口处的最高温度可达736℃(炉膛1200℃)～765℃(炉膛1260℃)，有所述端流式挡火拦截器时，镁蒸汽出口处的最高温度为600℃(炉膛1200℃)～620℃(炉膛1260℃)，由此，使用所述端流式挡火拦截器后，镁蒸气出口处的温度大幅度降低，降温幅度超过100℃，降温效果显著。
82.为验证所述端流式挡火拦截器其通过降温而达到过滤杂质的效果，对金属冶炼炉使用所述端流式挡火拦截器和不使用所述端流式挡火拦截器进行杂质含量检测。
83.如图12所示，在1200℃的加热条件下，所述端流式挡火拦截器可以使铝、锰、硅、钙四种杂质元素含量明显降低，硅和锰的含量可以降低至20ppm以下，铝元素的含量在60ppm左右，钙元素虽在200ppm左右，但是对比不使用所述端流式挡火拦截器时的钙元素含量，结晶镁精炼过程中，钙元素显著降低。
84.如图13所示，在1260℃的加热条件下，所述端流式挡火拦截器可以使铝、锰、硅、钙四种杂质元素含量明显降低，硅和锰的含量可以降低至20ppm以下，铝元素的含量在60ppm左右，钙元素虽在300ppm左右，但是对比不使用所述端流式挡火拦截器时的钙元素含量，结晶镁精炼过程中，钙元素含量显著降低。
85.因此所述端流式挡火拦截器杂质过滤效果显著，能够有效保证炼镁质量。
86.将图13和图12对比，相对于1200℃加热条件，在1260℃加热条件下，无所述端流式挡火拦截器时，结晶镁中钙含量比较稳定，而铝、锰和硅元素含量分别提高了34.59％、77.11％和87.56％不等，有所述端流式挡火拦截器时，温度升高对铝、锰和硅元素含量几乎没有影响，但是钙含量提升了100ppm；结合图14，图14中可进一步看出，温度升高对结晶镁中铝、锰、硅、铁元素含量影响不大，但是从1200℃升至1260℃明显提高了钙元素的含量，而降低了锌元素的含量，其原因为镁蒸气温度升高，使其内氟化钙杂质更难冷凝在所述端流式挡火拦截器内，从而进入结晶器。
87.因此在所述端流式挡火拦截器的实际使用过程中，可控制加热温度，以满足对应杂质的过滤需求。
88.综上，本发明能够有效降低温度，相比较现有挡火板，不但能够实现热辐射的阻挡，而且具有显著的过滤作用，有效提高炼镁质量。
89.实施例3
90.参考图7所示，本发明提供一种端流式挡火拦截器的制造方法，至少包括以下步骤：
91.步骤i：通过铸造得到内部设置有第一导流套112的第一拦截体11；
92.通过铸造得到内部设置有第二导流套122的第二拦截体12；
93.步骤ii：将第一拦截体11的开口端与第二拦截体12的开口端贴合，使第一环形边槽114和第二环形边槽125围成焊接槽；
94.步骤iii：沿所述焊接槽焊接，使第一拦截体11和第二拦截体12对接，所述端流式挡火拦截器制造完成。
95.该制造方法工艺简单，成本低廉，能够实现所述端流式挡火拦截器的批量生产，便于市场推广。
96.实施例4
97.实施例4与实施例3的不同点在于：
98.如图7所示，在步骤ii，贴合第一拦截体11开口端与第二拦截体12开口端的过程中，相应的第一导流套112插入至对应第二环形夹腔124内，相应第二导流套122插入至对应第一环形夹腔113内。
99.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
100.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本技术的描述中，“多个”、“若干”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
101.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术
语在本技术中的具体含义。
102.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。