本发明创造涉及脱氧剂的生产装置及用此装置生产脱氧剂的工艺。具体地说是用铝罐通过干馏工艺生产脱氧剂的装置以及用此装置生产脱氧剂的工艺。
背景技术：
铁合金、硅铁和锰铁可作为从熔化铁或者合金中剔除氧气的脱氧剂，而铝脱氧剂是该领域的公知技术。铝脱氧剂的优点在于用少量也能够控制氧平衡，且可以通过废旧铝罐的再利用制造脱氧剂。该领域公知技术有许多种。例如，专利公开号10-2010-0024532技术说明了一种用废旧铝罐生产的铝颗粒成型为高密度盘状铝脱氧剂以及生产这种脱氧剂的工艺。专利注册号10-1428507技术则说明了一种用废旧铝罐和铝屑生产用于炼钢的脱氧剂的工艺。另外，专利公开号10-2004-0110181技术说明了一种提炼铝或者铝合金后不用铸造而通过压缩成型铝浮渣生产铝脱氧剂的工艺。上述现有技术说明的脱氧剂的生产工艺均存在采用碳化燃烧过程，剔除杂质不够充分而且在生产过程中产生烟气，在实用性方面存在成型不够标准等问题。
技术实现要素：
本发明创造旨在提供一种，采用干馏工艺剔除废旧铝罐等原料上的涂料等杂质后，经粉碎流程形成豆状颗粒后，再经压缩流程成型为设定尺寸和形状的脱氧剂的生产装置及用此装置生产脱氧剂的工艺。
本发明创造采用的技术方案是：脱氧剂生产装置，所述的脱氧剂生产装置包括下列组件：
粉碎投入的铝原料的粉碎模块；
对经粉碎模块粉碎的铝原料施加震动，分离杂质的震动筛选模块；
暂存震动筛选模块输送过来的经粉碎分离杂质的铝原料后，用传送带定量输送的投料调节模块；
在设定的温度下对投料调节模块输送过来的经粉碎分离杂质的铝原料进行干馏而进一步剔除杂质的干馏回转炉模块；
将干馏回转炉模块剔除杂质的干馏原料成型为豆状或粒状的颗粒成型模块；
对颗粒成型模块输送过来的豆状或粒状原料进行压缩成型为贝状的挤压成型模块；
对挤压成型模块输送过来的贝状的成型物料按照重量或者尺寸分拣的分拣模块。
进一步的，上述的脱氧剂生产装置，所述的干馏回转炉模块包括下列组件：用于将投料调节模块输送过来的经粉碎分离杂质的铝原料在内部干馏的回转炉单元、加热流入回转炉单元的空气的燃烧器单元、和回转炉单元连接而收集粉尘的旋风分离器。
进一步的，上述的脱氧剂生产装置，所述的挤压成型模块由一对设有贝状槽的压块辊构成。且将成型过程中产生的渣滓或毛刺收集并输送到颗粒成型模块。
利用上述的脱氧剂生产装置生产脱氧剂的工艺，用废旧铝原料生产铝脱氧剂，包括如下工序：
通过粉碎模块和震动筛选模块，粉碎废旧铝原料和分离杂质的工序；
将经粉碎分离杂质的废旧铝原料投入到干馏回转炉模块，在540～840℃的环境下用热风干馏而清除有机物，获得干馏铝原料的工序；
通过颗粒成型模块，将清除有机物的干馏铝原料成型为豆状或粒状的挤压成型的工序；
控制豆状或粒状的干馏铝原料的密度，投入到挤压成型模块的压块辊的工序；
用挤压成型模块的一对设有贝状槽的压块辊成型贝状铝脱氧剂，同时清除成型过程中产生的渣滓或毛刺的工序；
检测贝状铝脱氧剂而分拣的工序。
进一步的，上述的生产脱氧剂的工艺，所述的贝状铝脱氧剂的比重在1.8～2.2g/cm3范围，重量在78～82g范围。
本发明创造的有益效果是：
基于本发明创造的脱氧剂生产装置采用间接加热方式，在炉内处理挥发性有机化合物(voc)，不用熔化而直接压缩成型贝状脱氧剂，降低生产脱氧剂的能耗。此外，因未采用产生二氧化碳的熔炉内燃烧的过程而不需排放二氧化碳气体，属于环保型技术。基于本发明创造的生产工艺通过降低能耗提高竞争力，而且生产工艺未使用熔炉而节省初期设备费用且降低生产成本。另外，因未使用熔炉而采用压缩方式，可使设备间歇性地运转。还有，在压缩过程中将脱氧剂的比重控制在2.0或者以上，促使脱氧剂更容易渗透到熔融金属内。
附图说明
图1是基于本发明创造的脱氧剂生产装置的实施图例。
图2是基于本发明创造的用于脱氧剂生产装置的干馏工艺的实施图例。
图3是基于本发明创造的脱氧剂生产工艺的一个实施图例。
图4a是基于本发明创造的脱氧剂生产装置生产的豆状颗粒的一个实施图例。
图4b是基于本发明创造的脱氧剂生产装置生产的贝状脱氧剂的一个实施图例。
具体实施方式
下文参照所附实施图例详细描述本发明创造的实施方案，此实施方案是为了更明确地理解本发明创造，但本发明创造并不限于此实施方案。在下面的描述中，不同的附图中具有相同附图标记的组件具有相似的功能，因此除非对理解本发明创造有必要，否则将不会重复描述它们，可简要地描述或省略已知的组件，但不应该理解为被排除在本发明创造的实施方案之外。
图1是基于本发明创造的脱氧剂生产装置的实施图例。参照图1，用废铝制造脱氧剂生产装置包括下列组件：对投入的铝原料进行粉碎的粉碎模块(12)、对经粉碎模块(12)粉碎的铝原料施加震动分离杂质的震动筛选模块(13)、对震动筛选模块(13)输送过来的经粉碎分离杂质的铝原料进行存储后，通过传送带定量输送的投料调节模块(14)、在设定的温度下对投料调节模块(14)输送过来的经粉碎分离杂质的铝原料进行干馏而进一步剔除杂质的干馏回转炉模块(15)、将干馏回转炉模块(15)剔除杂质的干馏原料成型为豆状或者粒状的颗粒成型模块(16)、对颗粒成型模块(16)输送过来的豆状或粒状原料进行压缩成型为贝状的挤压成型模块(18)、对挤压成型模块(18)输送过来的贝状的成型物料按照重量或者尺寸进行分拣的分拣模块(20)。
废旧铝原料包括废旧饮料罐等废旧铝片打包块或者具有一定大小的铝压缩包。这些废旧铝原料含有多种杂质，而杂质里包括有机物和无机物，需要通过适当的工艺进行处理。打包块或散料的废旧铝原料通过各种投料方式(投料方式有很多种，包括机械或人工)投入(in)到生产装置，后通过传送带(cv)输送到解包机(11)。传送带可以是褶皱输送带，且可安装为倾斜结构，但不限于此。解包机(11)可解开打包块或者压缩块，而解包机(11)可以由一双面对面的分离滚筒构成。分离滚筒的面上可安装分离刀，分离刀互相吻合旋转时解开打包的废旧铝原料。解包机(11)可以具有解开打包或者压缩的废旧铝原料的同时剔除杂质的功能。解包机(11)的下方可安装有多个孔洞的丝网，通过丝网剔除打包或者压缩时掺入的各种杂质。解包机(11)可以采用壳状结构，外壳下方可以形成将解包的废旧铝原料导向传送带(cv)的导向通道。通过导向通道排放的解包的废旧铝原料经传送带(cv)输送到粉碎模块(12)。
基于本发明创造的脱氧剂生产装置可采用各种传送带(cv)，在不同位置安装的具有相同结构或者类似的结构或者不同结构的传送带都用一种符号表示。用一种符号表示的传送带(cv)根据用途各具有适当的结构，本发明创造并不限于某种特定的传送带。另外，废旧铝原料的处理过程中可能产生各种液体或者固体杂质，而这些杂质可以通过各种处理模块或者处理单元上安装的收集盒(d-1至d-n)进行收集。每一个收集盒(d-1至d-n)可以收集各种杂质，而这种收集盒(d-1至d-n)可以设计成适合收集处理过程中产生的各种杂质的结构，本发明创造并不限于某种特定的收集盒。
脱氧剂生产装置包括完成各种不同工序的多个模块或者单元，各工序处理的废旧铝原料可以通过传送带(cv)输送。各工序处理的废旧铝原料可以通过适合的传送带(cv)输送，如对传送带(cv)的说明，如果没有特别要求则省略不进行描述。
粉碎模块(12)可采用多种结构，其中建议采用水平式粉碎机，可采用粉碎模块(12)切碎解包的铝原料的方式。粉碎模块(12)可以采用滚筒结构，由滚筒轴以及沿着滚筒面均匀分布的切刀构成。粉碎模块(12)拥有可增加废旧铝原料和热风接触面积的功能。为了实现该功能，粉碎模块(12)需要防止切割过程中出现压缩或者不同的面互相粘接的现象。粉碎模块(12)滚筒面分布的切刀上有沿着滚筒面可延长的刀尖，而该刀尖竖向切断投入的废旧铝原料。切割废旧铝原料的方式可采用多种方式，并不限于所附实施图例。如上所述，被粉碎模块切割的废旧铝原料通过传送带(cv)输送到震动筛选模块(13)。
如果脱氧剂带着生产过程中的杂质添加到熔炉中，对炼钢或熔炼金属的质量产生影响，因此需要将脱氧剂中的杂质全部清除。据此，需要在输送过程或另设单独的装置剔除各种杂质。比如，在输送粉碎的铝原料的传送带(cv)上安装镁分离装置或者与此类似的永磁体的铁分离装置。输送过程中分离镁或者类似金属成份的分离铝原料被输送到震动筛选模块(13)，而震动筛选模块由震动给料机(131)和电控分离单元(132)构成。震动给料机(131)通过震动分离铝原料，将被粉碎为不同尺寸的分离铝原料搅混均匀。而电控分离单元(132)则是装有永磁铁滚筒的分离装置，通过高速旋转永磁铁滚筒分离磁性物质和非磁性物质。通过震动给料机(131)均匀搅混的分离铝原料投入到涡电流分选机(eddycurrentseparator：ecs)等电控分离单元(132)后，滚筒高速旋转可分离磁性物质和非磁性物质。电控分离单元(132)高速旋转时，搅混分离铝原料的同时可剔除铁等磁性杂质。通过上述方式剔除杂质并均匀搅混的分离铝原料通过s形传送带等输送装置输送到投料调节模块(14)。
投料调节模块(14)具有控制输送到干馏回转炉模块(15)的经粉碎分离杂质的铝原料的量的功能，由至少两个料斗构成。经震动筛选模块(13)剔除杂质并均匀搅混的经粉碎分离杂质的铝原料通过s形传送带及供料传送带输送到料仓(sl)。料仓(sl)可以具有控制供应给干馏回转炉模块(15)的铝原料的量的功能，并且可以通过螺旋给料机连接到干馏回转炉模块(15)。螺旋给料机可以制成圆柱形密封壳体内安装旋转的轴螺杆的结构，而螺旋给料机供应的铝原料的量由设置在带式传送带或螺旋给料机上的螺杆的旋转速度来控制。另外，经粉碎分离杂质的铝原料在干馏回转炉模块(15)内经干馏而剔除有机物，调整其理化属性。
干馏回转炉模块(15)可以采用比如间接燃烧可控气氛炉(indirect-firedcontrolledatmosphere–idex)，具有蒸发分离铝原料中的有机物的功能。干馏回转炉模块(15)可以采用用隔绝氧气流入的环境下工作的燃烧器将热气温度提升到450～850℃来干馏铝原料的方式。干馏回转炉模块(15)内部流入高温热风，流入的热风沿着圆柱形的炉体竖向流入到干馏炉中心。流入到内部的铝原料可以含有最低标准以下的氧气，而干馏回转炉模块(15)可以采用双扁阻尼器结构(doubleflatdamperstructure)。干馏回转炉模块(15)内部温度是决定剔除有机物等杂质的水平或者分离铝原料质量的重要因素，所以需要适当控制。比如，燃烧器加热的热风温度可控制在780～830℃范围，从干馏回转炉模块(15)排放的热风温度可控制在520～580℃范围。另外，干馏回转炉模块(15)可以连接旋风分离器等集尘装置，以收集并清除干馏过程中产生的粉尘。通过干馏工艺，可以将废旧铝原料变成表面灰白色的干馏铝，而干馏铝以350～450℃的温度排放并通过传送带输送到颗粒成型模块(16)。颗粒成型模块(16)将干馏铝成型为豆状等颗粒物。干馏铝的温度可以控制在350～450℃的范围，颗粒成型模块(16)则可以采用可旋转的内部有多个球状槽的锤体结构。旋转的锤体粉碎干馏铝，而锤体的球状槽将粉碎的干馏铝成型为豆状等颗粒。如此粉碎后被成型为豆状颗粒的颗粒铝输送到供料模块(17)。供料模块(17)至少包括一个料斗，从料斗通过挤压螺旋给料机输送到挤压成型模块(18)。挤压螺旋给料机可以具有调节压力之功能，依此调节颗粒铝的密度。正常铝的比重为2.7g/cm3，而颗粒铝的比重则不到2.0g/cm3。例如，颗粒铝的比重在0.6～1.0之间，而用此颗粒铝制成的脱氧剂的比重在1.2～2.5g/cm3之间。
本发明创造的一个实施方案中，脱氧剂的比重在1.8～2.2g/cm3范围，而挤压螺旋给料机和挤压成型模块(18)可以控制脱氧剂的比重。挤压螺旋给料机的压力可控在3个大气压或者以上，用这种控制压力的方式控制颗粒铝冷却时的比重。挤压成型模块(18)由一对互相面对面的压块辊构成，每个压块辊上有贝状槽。这一对压块辊上的贝状槽的尺寸可以预设，供应到该对压块辊的颗粒铝的量也可以预设。当颗粒铝被送入这一对压块辊的贝状槽里，辊可以互相挤压成型为贝状脱氧剂。这样成型的脱氧剂被输送到矿石筛模块(19)，而在贝状脱氧剂成型过程中产生的残渣输送到供料模块(17)，投入到颗粒铝的制造工序中，在颗粒成型的过程中起到填补空余空间的作用。
在矿石筛模块(19)充分冷却的贝状脱氧剂可在圆柱形筛子内旋转，并据此可完全清除表面附着的毛刺。清除毛刺的贝状脱氧剂输送到分拣模块(20)，分拣合格品和残次品。贝状脱氧剂是在挤压成型模块被一对压块辊挤压成型为相同大小的脱氧剂。因此，以重量设定分拣标准。在分拣模块(20)可安装负荷传感器来测量每一块脱氧剂的重量。比如设定标准重量为80g，不足70g的贝状脱氧剂判为残次品而输送到残次品回收盒(sb)，比重达到2g/cm3而重量达80g的贝状脱氧剂判为合格品而输送到合格品回收盒(sb)。被判为残次品的贝状脱氧剂输送到挤压成型模块(18)或者其他工序，重新加工。另外，在矿石筛模块(19)分离的残渣也可以输送到供料模块(17)重新加工。
残次品或者残渣可以通过多种方式得到再利用，而再利用的方式不限于上述重新加工方式。
图2是基于本发明创造的用于脱氧剂生产装置的干馏工艺的实施图例。参照图2，干馏回转炉模块(15)包括下列组件：斜向延长的圆柱形的回转炉单元(21)、回转炉单元(21)入口处形成的分离单元(211)、回转炉单元(21)末端形成的排放单元(212)、与回转炉单元(21)内部连接而收集杂质的旋风分离器(24)、加热流入回转炉单元(21)的空气的燃烧器单元(23)、及向燃烧器单元(23)供应空气的燃烧风机(25)组成。
由传送带(cv)输送的铝原料投入到定量供料单元(141)，定量供料单元(141)通过控制螺旋把铝原料定量输送到回转炉单元(21)内。被燃烧器单元(23)加热的热气通过空气管道流入到回转炉单元(21)中央。燃烧器单元(23)可以将热气加热到780～840℃，接近该温度范围的热气流入回转炉单元(21)内。高温热气沿着回转炉单元(21)炉体中轴线可延伸的导气管流入，而回转炉单元(21)的炉体可采用旋转结构。在回转炉单元(21)内部的干馏过程中产生的固体或者液体杂质从分离单元(211)排放，气体杂质则沿着排放管道导入旋风分离器(24)而被收集。排至旋风分离器(24)的气体温度可达到380～420℃，冷却过程中产生的固体或者液体杂质从旋风分离器(24)下方形成的收集分离单元排放。
另外，温度下降的气体则通过循环单元(rf)导入燃烧器单元(23)。
回转炉单元(21)内干馏的干馏铝通过排放单元(212)排放，排放单元(212)由一对分叉的排放通道构成。其中的一条通道可以连结诸如板链式输送机等输送装置(221)，另一条通道可以连结紧急回收单元(222)。输送装置(221)在干馏回转炉模块(15)正常工作时成为输送通道，而紧急回收单元(222)则成为临时回收方式。通过输送装置(221)输送的干馏铝，作为为了此后的工序而储存及供应手段进行移送。另外，在输送过程中可能产生的粉尘类异物则通过排放管道(fn)向外排放。燃烧器单元(23)的运转产生的高温空气由冷却单元(26)进行冷却，由此可防止燃烧室(cr)内部过热。通过燃烧风机(25)向燃烧器单元(23)供给空气，供给至燃烧器单元(23)的空气与导入至冷却单元(26)的高温空气进行热交换。据此，由燃烧风机(25)供给的空气变为高温供给至燃烧器单元(23)。如此根据燃烧风机(25)供给的空气与导入至冷却单元(26)的空气之间的热交换，将高温空气供给至燃烧器单元(23)。由此可防止燃烧风机(25)输送的低温空气供应给燃烧室(cr)，从而提高燃烧效率。另外，燃烧器单元(23)运转时产生的杂质经排放冷却单元(27)冷却后，经由袋式过滤单元(28)排放至外部。
干馏回转炉模块(15)可以采用间接燃烧可控气氛炉(indirect-firedcontrolledatmosphere–idex)以及与此类似的干馏方式干馏分离铝，其干馏方式并不限于实施图例。
图3是基于本发明创造的脱氧剂生产工艺的一个实施图例。参照图3，用废旧铝原料生产铝脱氧剂的工艺包括下列工序：
通过解包机(11)和粉碎模块(12)，解包及粉碎废旧铝原料的粉碎工序(p31)；
通过震动筛选模块(13)，剔除杂质的分离杂质工序(p32)；
将粉碎剔除杂质的废旧铝原料投入到干馏回转炉模块(15)的回转炉单元(21)中，在540～840℃的环境下用热风干馏而清除有机物的间接加热方式清除有机物工序(p33)；
将清除有机物的干馏铝挤压成型为豆状颗粒铝的成型工序(p34)；
控制颗粒铝的密度而投入到挤压成型模块(18)的压块辊的压块辊工序(p35)；
用压块辊成型贝状脱氧剂的同时清除成型过程中产生的杂质的贝状成型及清除残留物工序(p36)；
检测贝状脱氧剂而分拣的重量检测工序(p37)。
用于生产铝脱氧剂的废旧铝原料可以是铝罐片捆绑包(ubc)，但不限于此。从解包的废旧铝原料中可分离剔除诸如铁、锰以及类似的金属杂质。首先，通过粉碎机用切断的方式粉碎废旧铝原料(ubc)(p31)。然后，从粉碎铝原料中剔除杂质(p32)。诸如用震动给料机或者装有永磁铁滚筒分拣机剔除杂质后废旧铝原料成为分离铝原料。分离铝原料经过可定量供料的平面传送带单元投入到回转炉单元内部。(p33)回转炉单元可以采用间接燃烧可控气氛炉(indirect-firedcontrolledatmosphere–idex)，而780～820℃(最佳温度为800℃)热气流入炉体内，干馏分离铝原料。干馏铝以520～580℃的温度(最佳温度为540℃)排放到外部。热气的循环方式是，将加热到例如800℃高温的气体导入回转炉单元内，而回转炉单元排放的干馏铝的温度高达例如400℃。高温干馏铝可通过诸如铰链板传送带等输送方式输送到颗粒成型模块而成型为豆状颗粒(granule)(p34)。豆状颗粒铝原料投入到挤压成型模块，而挤压成型模块由一对压块辊构成。一对互相面对面的压块辊上有贝状槽，将供料到压块辊的颗粒铝原料挤压成型为贝状脱氧剂。(p36)分离并回收在贝状脱氧剂成型过程中附着在脱氧剂表面的毛刺等杂质，重新投入到颗粒铝成型工序或者其他工序。这一对压块辊按照预设的尺寸和比重挤压成型贝状脱氧剂。比如贝状脱氧剂的尺寸可以预设为50mm×50mm×(25～30)mm，并通过检测重量来分拣合格品和残次品。(p37)比如贝状脱氧剂的比重和重量预设为2.0g/cm3、75～85g(标准重量设为80g)。检测重量的结果不足70g的贝状脱氧剂判为残次品而重新投入到挤压成型模块。
在各种条件下可以生产脱氧剂，生产工艺及工艺流程并不限于上述实施图例。
图4a和图4b是基于本发明创造的用脱氧剂生产装置生产的脱氧剂的一个实施图例。参照图4a，颗粒铝原料的形状是豆状，经干馏后颜色会变成灰白色。颗粒铝原料的比重可控，可轻可重。颗粒铝原料的直径也可控，并在压块辊模块成型为如图4b的贝状。贝状脱氧剂的尺寸可设定为50mm×50mm×(25～30)mm，但并不限于该尺寸。贝状脱氧剂的比重可设定为2g/cm3。该比重比较适合用诸如发射器的投料单元投入到熔炉(furnace)。脱氧剂的形状并不限于贝状，可以设定多种形状。
基于本发明创造的脱氧剂生产装置采用间接加热方式，在炉内处理挥发性有机化合物(voc)，不用熔化而直接压缩成型贝状脱氧剂，降低生产脱氧剂的能耗。此外，因未采用产生二氧化碳的熔炉内燃烧的过程而不需排放二氧化碳气体，属于环保型技术。基于本发明创造的生产工艺通过降低能耗提高竞争力，而且生产工艺未使用熔炉而节省初期设备费用且降低生产成本。另外，因未使用熔炉而采用压缩方式，可使设备间歇性地运转。还有，在压缩过程中将脱氧剂的比重控制在2.0g/cm3或者以上，促使脱氧剂更容易渗透到熔融金属内。
上文参照附图详细说明了本发明创造的最佳实施方案。拥有该行业基本知识的人员参照上述实施方案，在本发明创造的基本思路范围内可以实施多种变形或者修正方案。本发明创造的权利不限于上述最佳实施方案，不受上述变形或者修正的实施方案的限制，而限于下列权利要求范围。