一种铝合金熔炼电阻炉的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及工业炉耐火内衬技术领域，确切的说涉及一种可提高使用寿命、降低能耗的节能环保型铝合金熔炼电阻炉结构。
【背景技术】
[0002]铝合金熔炼电阻炉是铝合金熔炼过程的关键设备，泛指用于铝基合金熔炼的热工炉窖设备，常用的铝合金熔炼电阻炉包括电阻炉、感应炉及煤气(天然气)炉等。其中，电阻炉因其基本无烟尘和噪音、操作环境良好的优点而成为有色金属的熔炼的常用设备，这种炉子的中心有盛放炉料及金属液的坩祸，坩祸被一圈既能保护电热元件又能起到绝热效果的耐火材料所包裹，即炉衬，炉衬外面覆盖着炉体外壳。炉衬为整个铝合金熔炼电阻炉的关键组成部分，其组成整个炉子的工作空间，并起到减少高炉热损失、保护炉壳和其他金属结构免受热应力和化学侵蚀的作用。
[0003]目前国内铝合金熔炼电阻炉常见结构为双层式，即炉衬和金属外壳体两部分组成，金属外壳分布有加热线圈，通过圈产生热能，为整个铝合金熔炼电阻炉提供能量。但是，这种炉体结构针对连续工作的井式大容量炉合金熔炼炉存在以下缺点:(1)现有的炉衬层，多采用耐火砖砌筑而成，因为砖缝的存在将对炉衬层的整体性和气密性造成影响，极大的降低熔炼炉的性能。高温下，炉衬层因耐火砖和耐火泥浆产生会不一致的永久性收缩，使得和加热线圈间隙增大，使得热能不能较好的传导至炉衬层，降低了热效率，此外，炉衬砖缝的增大，铝液将随着砖缝渗入并与炉渣掺杂在一起，，使炉膛的有效容积减小的同时增大了熔炼过程中清渣的难度，渗铝严重时，熔池部分的衬体甚至炉体外的金属外壳都会被熔蚀，造成炉体变形等问题，直接影响熔炼炉的使用寿命。(2)针对连续工作的井式大容量炉合金熔炼炉因为工作环境较恶劣，需将多余的热量，通过炉衬层导出，现在技术是在炉衬层中添加氮化硼，然而并没有取到理想的效果。以上问题的存在，直接导致铝合金熔炼电阻炉的使用寿命短、炉体热损失高，能耗水平居高不下，必须采用新的工艺技术来解决这些难题。
【发明内容】
[0004]本实用新型的目的在于针对现有的铝合金熔炼电阻炉炉衬渗铝、脱落、坍塌、热效率低等不足，提供一种可提高熔炼炉使用寿命、降低能耗的节能环保型铝合金熔炼电阻炉。
[0005]为了实现上述的技术特征，本实用新型的目的是这样实现的:一种铝合金熔炼电阻炉，它包括金属外壳体，金属外壳体内表面嵌套有高导热石墨预制件，高导热石墨预制件内表面嵌套有炉衬层，所述金属外壳体由顶部的炉盖和外部的炉身构成，所述炉衬层由炉顶、炉墙和炉底构成，炉顶设置在炉盖内表面，炉墙设置在高导热石墨预制件内表面，炉底设置在底面的高导热石墨预制件的上表面。
[0006]所述金属外壳体、高导热石墨预制件和炉衬层之间为层层嵌套式结构，其形状为“U”型卡槽、四叶形、六叶形。
[0007]所述高导热石墨预制件主要由天然鳞片石墨经膨胀处理后由板材成型机压制成型的石墨板制成。
[0008]所述的炉墙根据铝液的深度以及铝液的压强产生的应力大小设计各段浇注料的厚度，即上部较薄、底部较厚。
[0009]本实用新型有如下有益效果:
[0010](I)通过对铝合金熔炼电阻炉金属外壳体结构进行优化，其内表面为便于和高导热石墨预制件相嵌套，预留有“U”型卡槽，增大了与高导热石墨预制件的接解面积，提高了一定的密封性。同时，这种金属外壳体可以很好的与内侧的高导热石墨预制件接触，即使高导热石墨预制件因受热膨胀也不会与之分离，较好的解决了壳体和高导热石墨预制件的接触问题。
[0011](2)所述的高导热石墨预制件主要原料为天然鳞片石墨，通过天然鳞片石墨经膨胀处理后制成与金属外壳体内表面相应嵌套结构的石墨板，安置于金属外壳体内部作为内衬支撑材料，每块预制件均很小，膨胀量很小，不易出现开裂现象，延长炉龄铸命，维护简单，增强了炉衬层的强度同时，减少了炉体的热损失，提高了热效率。
[0012](3)所述的铝合金熔炼电阻炉的炉衬层均采用浇注料一次性浇筑而成，炉墙部位的炉衬层外形设计成与高导热石墨预制件相嵌套的结构形式，增强炉衬层的密封性，提高强度，同时，根据铝液的深度以及铝液的压强产生的应力大小设计各段浇注料的厚度。增强炉衬的保温性、稳定性，减小结构性损坏发生的机率。
【附图说明】
[0013]下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
[0014]图1为现在铝合金熔炼电阻炉结构示意图。
[0015]图2为节能环保型铝合金熔炼电阻炉的结构示意图。
[0016]图3为实施例1示意图。
[0017]图4为实施例2示意图。
[0018]图中:1.金属外壳体，1-1.炉盖，1-2.炉身，2.高导热石墨预制件，3.炉衬层，3-1.炉顶，3-2.炉墙，3-3.炉底，4.浇筑料，5.壳体，6.加热线圈，7.炉衬。
【具体实施方式】
[0019]下面结合附图对本实用新型的实施方式做进一步的说明。
[0020]实施例1:如图2、图3所示，一种铝合金熔炼电阻炉，它包括金属外壳体1，金属外壳体I内表面嵌套有高导热石墨预制件2，高导热石墨预制件2内表面嵌套有炉衬层3，所述金属外壳体I由顶部的炉盖1-1和外部的炉身1-2构成，所述炉衬层3由炉顶3-1、炉墙3-2和炉底3-3构成，炉顶3-1设置在炉盖1-1内表面，炉墙3-2设置在高导热石墨预制件2内表面，炉底3-3设置在底面的高导热石墨预制件2的上表面。因为熔融后的铝液具有较强的渗透能力，采用传统耐火砖砌筑而成的炉衬已经无法满足使用要求，因此在现在的技术基础之上，选用整体浇注内衬方案的同时，对浇注内衬的结构等因素均进行了考虑。
[0021]优选的，金属外壳体1、高导热石墨预制件2、炉衬层3为便于相互嵌套，对其结构均做出了相应的改变，金属外壳体I内表面设计有“U”型卡槽，相应的高导热石墨预制件2作为金属外壳体1、炉衬层3之间的联接件设计为“Z”型结构，使之能与金属外壳体1、炉衬层3较好的接触，保证整体的强度要求。采用上述结构增大了金属外壳体I与高导热石墨预制件2的接解面积，增强了密封性。同时，这种金属外壳体I可以很好的与内侧的高导热石墨预制件2接触，即使高导热石墨预制件2因受热膨胀也不会与金属外壳体I分离，较好的解决了金属外壳体I和高导热石墨预制件2的接触问题。
[0022]优选的，所述高导热石墨预制件2主要由天然鳞片石墨经膨胀处理后由板材成型机压制成型的石墨板制成。安置于金属外壳体I内部作为内衬支撑材料，增强了炉衬层的强度的同时，减少了炉体的热损失，提高了热效率。
[0023]优选的，所述的炉墙3-2根据铝液的深度以及铝液的压强产生的应力大小设计各段浇注料的厚度，即上部较薄、底部较厚。炉墙3-2是整个铝合金熔炼电阻炉炉衬层中最关键的部位，其工作环境比较恶劣，上部接触炉内气氛和炉渣，下部被铝液侵蚀。因此，炉墙
3-2部位在采用整体式浇注成形的同时，对其结构和浇注料的厚度也做出了相应的调整。具体为:炉墙部位炉衬层外形设计成与耐热预制石墨板相嵌套的结构形式，增强炉衬层的密封性、提高强度，同时，根据铝液的深度以及铝液的压强产生的应力大小设计各段浇注料的厚度。
[0024]实施例2:如图2、图4所示一种铝合金熔炼电阻炉。其基本组成如同实施例1，不同的是，对金属外壳体1、高导热石墨预制件2、炉衬层3的嵌套结构做出了相应的改变，金属外壳体1、高导热石墨预制件2、炉衬层3形状相似，均为“四叶”结构，层层嵌套。
[0025]上述实施例用来解释说明本实用新型，而不是对本实用新型进行限制，在本实用新型的精神和权利要求的保护范围内，对本实用机新型做出的任何修改和改变，都落入本实用新型的保护范围。
[0026]尽管本文较多地使用了:金属外壳体1、高导热石墨预制件2、炉衬层3、炉盖1-1、炉身1-2、炉顶3-1、炉墙3-2、炉底3-3等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。
【主权项】
1.一种铝合金熔炼电阻炉，其特征在于:它包括金属外壳体(1)，金属外壳体(I)内表面嵌套有高导热石墨预制件(2)，高导热石墨预制件(2)内表面嵌套有炉衬层(3)，所述金属外壳体(I)由顶部的炉盖(1-1)和外部的炉身(1-2 )构成，所述炉衬层(3 )由炉顶(3-1 )、炉墙(3-2)和炉底(3-3)构成，炉顶(3-1)设置在炉盖(1-1)内表面，炉墙(3-2)设置在高导热石墨预制件(2)内表面，炉底(3-3)设置在底面的高导热石墨预制件(2)的上表面。
2.根据权利要求1所述的一种铝合金熔炼电阻炉，其特征在于:所述金属外壳体(1)、高导热石墨预制件(2)和炉衬层(3)之间为层层嵌套式结构，其形状为“U”型卡槽、四叶形或六叶形。
3.根据权利要求1所述的一种铝合金熔炼电阻炉，其特征在于:所述高导热石墨预制件(2)主要由天然鳞片石墨经膨胀处理后由板材成型机压制成型的石墨板制成。
4.根据权利要求1所述的一种铝合金熔炼电阻炉，其特征在于:所述的炉墙(3-2)根据铝液的深度以及铝液的压强产生的应力大小设计各段浇注料的厚度，即上部较薄、底部较厚。
【专利摘要】本实用新型公开了一种铝合金熔炼电阻炉。它主要包括：金属外壳体、高导热石墨预制件、炉衬层三个部分，其中金属外壳体主要由炉盖和炉身组成，炉衬层由炉顶、炉墙、炉底三部分组成；金属外壳体、高导热石墨预制件、炉衬层为层层嵌套式结构、增大了相互间的接触面积，具有较高的整体强度，增大了在使用过程中的结构稳定性，避免了结构损坏；利用石墨制成的高导热石墨预制件安置于金属外壳体内部作为内衬支撑材料，气孔率低、气密性好，在高温下有较好体积收缩稳定性、抗压、抗折强度高，抵抗应力能力强，增强了炉衬层的强度的同时，减少了炉体的热损失，提高了热效率；具有使用寿命长、能耗低的特点，是一种新型的节能环保型铝合金熔炼电阻炉结构。
【IPC分类】F27D1-00
【公开号】CN204574802
【申请号】CN201520278892
【发明人】吴海华, 郭辉, 熊盼, 柳宁
【申请人】三峡大学
【公开日】2015年8月19日
【申请日】2015年5月4日