一种铝屑等温熔化设备及生产工艺的制作方法

本发明涉及废金属回收循环经济利用技术领域，特别涉及一种铝屑等温熔化设备及生产工艺。

背景技术：

当今世界将废铝回收看作是一项绿色环保的重要课题，尤其是中国每年有400万吨废铝金属存量亟待处理。作为循环经济的重要工业领域——废金属回收已经纳入了国家十三五计划重大课题。关闭小作坊式的脏乱差回收模式已成为中国环保整治的重要措施，也是基本国策。中国又是一个铝生产与铝消费的大国，在这种状态下，环保型的大工业生产废铝回收的先进基础工艺已经到了必须应运而生的时刻。

目前世界上有两种方式对废铝进行回收利用，一种是德国的双室炉，还有一种是常见的侧进炉方式。这两种生产工艺均在有氧状况下对铝屑进行熔化回收利用，金属的烧损率很高，其中的烟气疏散无法得到有效的控制，能源损耗也很大。要解决环保问题，必须对废铝进行预处理，这种除去表层残留物的预处理方法增加了其工艺流程与处理成本。

技术实现要素：

本发明为了解决上述现有技术存在的缺陷和不足，提供了一种铝屑等温熔化设备及生产工艺，将铝屑固体的熔化处理回收过程处于一个密闭的动态真空状态下进行，降低了烧损率、环境污染和能源消耗，生产成本低。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种铝屑等温熔化设备，包括箱体及其密封盖、螺旋输送机、铝屑固体存储箱、搅拌装置、负压控制系统和主控制器，箱体下沿设置有两个用于铝液流动的进出口，进出口所在侧的箱体外设置有流槽，位于两个进出口之间的流槽内设置有中间气动闸板，位于两个进出口之外的一侧或两侧流槽内设置有进出口气动闸板；所述负压控制系统包括真空发生器、压缩空气源和气体控制单元，所述箱体及其密封盖、螺旋输送机和铝屑固体存储箱形成密封空间，并通过负压控制系统形成真空。螺旋输送机的输送端出口和搅拌装置都位于密封盖上，搅拌装置的活动端穿过密封盖垂直伸入到箱体内，防止铝屑悬浮在真空熔铝液的表层得不到充分熔解。通过主控制器可监控设备中的螺旋输送机、搅拌装置、负压控制系统等装置。

作为优选，设有激光液位检测仪用于检测所述箱体内的液位高度并将信号传输至主控制器，在主控制器实时记录显示，便于监控管理。

作为优选，设有负压传感器用于检测密封空间内的负压值并将信号传输至主控制器，在主控制器实时记录显示，便于监控管理。

作为优选，位于两个所述进出口之间的箱体内设置有隔板，隔板将箱体内隔板所在的空间分隔成两部分，其意义在于使进出口流入的铝液需要向上流动，铝屑始终与温度较高的新铝液接触熔化，然后下降从另一个进出口流出。

一种铝屑等温熔化生产工艺，利用了上述熔化设备，所述生产工艺包括：

步骤1、将待熔化的铝屑固体装入铝屑固体存储箱后并将铝屑固体存储箱密封。

步骤2、通过主控制器打开中间气动闸板，关闭流槽其中一侧的进出口气动闸板，高温的铝液从流槽另一侧流入并通过两个进出口进入箱体内。

步骤3、当激光液位检测仪检测到铝液的液面高于进出口的高度后，即形成了液封，通过真空射流的方式使箱体——铝屑固体存储箱内的密封空间形成负压的真空状态，箱体内铝液的液面逐渐升高。

步骤4、当激光液位检测仪检测到铝液的液面到达设定高度后，主控制器启动螺旋输送机将铝屑固体存储箱中的铝屑固体输送落入箱体内的铝液中熔化，同时启动搅拌装置。

步骤5、通过负压传感器的检测及主控制器的控制，负压控制系统的真空发生器、压缩空气源和气体控制单元将负压值控制在设定范围内。

步骤6、通过主控制器关闭中间气动闸板，打开进出口气动闸板，流槽的其中一侧为铝液流出，另一侧为铝液流入，中间气动闸板两侧的液位产生落差，在真空环境下形成连续的动态流动，此过程中，负压控制系统始终将负压值控制在设定范围内。

作为优选，所述步骤4中铝液设定的高度为900mm～1100mm，此高度大于隔板的高度。

作为优选，所述步骤5中密封空间内的负压值为0.2mpa～0.5mpa，此负压值下，既保证了封闭空间内的真空度，又保证了铝液的高度在设定范围内。

作为优选，所述步骤2中流入的铝液温度范围为750℃～850℃，高于铝的熔点660℃。

作为优选，根据铝液的温度范围，主控制器控制螺旋输送机输送的铝屑固体量为铝液的15%～30%，即根据每吨原铝液温度可以熔化的固体铝屑固体的相对值，流入的铝液温度低，则输送的铝屑固体量少，反之则多，本发明中，在真空状态下可达到每小时3～6吨的铝屑熔化处理。

作为优选，所述步骤4中铝屑固体熔化产生的烟气通过负压控制系统收集控制，因为是始终保持真空密封的状态，所有烟气均通过集中收集后处理，不存在现场生产过程中的烟气排放的问题。

作为优选，搅拌装置设计转速为300转/min～500转/min。通过搅拌的方式可以增加铝屑的熔解速率，防止铝屑悬浮在真空熔铝液的表层得不到充分熔解，转速的快慢根据铝屑固体的输送量调节。

本发明的优点在于：a、在真空状态下固体铝屑是在无氧状态下熔化的，其金属的烧损率不超过3‰；

b、由于在密闭状态下的生产方式，所有的烟气均可通过一个吸出孔集中处理，不存在现场生产过程中的烟气泄露，真正做到环保生产；

c、用原铝液的自身温度熔化铝屑，其能耗节省了50%，降低成本；

d、满足大批量连续生产的要求，大大提高了生产效率。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1中a-a向的剖视图；

图中:1.箱体，1.1.进出口，2.密封盖，3.主控制器，4.螺旋输送机，5.铝屑固体存储箱，6.搅拌装置，7.激光液位检测仪，8.负压传感器，9.真空发生器，10.气体控制单元，11.中间气动闸板，12.进出口气动闸板，13.流槽，14.隔板，15.压缩空气源。

具体实施方式

下面通过具体实施方式和附图对本发明作进一步的说明。

实施方式为：如图1和图2所示，一种铝屑等温熔化设备，包括箱体1及其密封盖2、螺旋输送机4、铝屑固体存储箱5、搅拌装置6、负压控制系统和主控制器3，箱体1下沿设置有两个用于铝液流动的进出口1.1，进出口1.1所在侧的箱体1外设置有流槽13，位于两个进出口1.1之间的流槽13内设置有中间气动闸板11，位于两个进出口1.1之外的一侧或两侧流槽13内设置有进出口气动闸板12；其中，负压控制系统包括真空发生器9、压缩空气源15和气体控制单元10，设备中箱体1及其密封盖2、螺旋输送机4和铝屑固体存储箱5形成密封空间，并通过负压控制系统在密封空间形成真空。

其中，设备中还包括激光液位检测仪7和负压传感器8，分别用于检测箱体1内的液位高度和密封空间内的负压值，并将信号传输至主控制器3。

此外，在两个进出口1.1之间的箱体1内设置有隔板14，隔板14将箱体1内隔板14所在的下部空间分隔成两部分。

根据上述的熔化设备而产生的一种铝屑等温熔化生产工艺，生产工艺包括：

步骤1、将待熔化的铝屑固体装入铝屑固体存储箱5后并将铝屑固体存储箱5密封；

步骤2、通过主控制器3打开中间气动闸板11，关闭流槽13其中一侧的进出口气动闸板12，温度范围为750℃～850℃的高温铝液从流槽13另一侧流入并通过两个进出口1.1进入箱体1内；

步骤3、当激光液位检测仪7检测到铝液的液面高于进出口1.1的高度形成液封后，通过真空射流的方式使箱体1——铝屑固体存储箱5内的密封空间形成负压的真空状态，铝液的液面升高；

步骤4、当激光液位检测仪7检测到铝液的液面到达设定高度——900mm～1100mm后，根据铝液流入的温度，主控制器3启动螺旋输送机4将铝屑固体存储箱5中的铝屑固体输送落入箱体1内的铝液中熔化，输送的铝屑固体量为铝液的15%～30%，同时启动搅拌装置6；

步骤5、通过负压传感器8的检测及主控制器3的控制，负压控制系统的真空发生器9、压缩空气源15和气体控制单元10将负压值控制在设定范围——0.2mpa～0.5mpa以内；

步骤6、通过主控制器3关闭中间气动闸板11，打开进出口气动闸板12，流槽13的其中一侧为铝液流出，另一侧为铝液流入，中间气动闸板11两侧的液位产生落差，在真空环境下形成连续的动态流动。

在生产工艺中，需要设定液面的高度大于隔板14的高度以满足工作基本条件。

此外，在本发明生产过程中，铝屑固体熔化产生的烟气通过负压控制系统收集控制。

需要注意的是，本实施方式中可以任意选择两个进出口1.1中的一个在实际生产中作为铝液流出的出口，另一个作为入口。

以上所述仅为本发明的具体实施例，但本发明的结构特征并不局限于此，本发明可以用于类似的产品上，任何本领域的技术人员在本发明的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本发明的专利范围之中。