专利名称：套装式双室再生铝熔炼炉的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种套装式双室再生铝熔炼炉。
技术背景
因节能、环保、资源短缺，通过电解氧化铝来获得原铝的生产工 艺受到局限，2007年我国有色金属主管部门公布，计划在三年内，通 过政策调整和鼓励，使我囯再生铝产量达到500万t/年。这需要约1000 台6t规格的再生熔铝炉。
通常情况下，铝的熔化釆用燃油或燃气的反射炉熔炼。如果用普 通反射圆炉来熔炼再生铝，氧化烧损的主要矛盾得不到解决。
除铝本身氧化特性外，在熔炼过程中的氧化烧损还与下列因素有
关
1、 与炉料性状、携带水份、油污等杂质有关；
2、 与炉温及加温时间长短有关；
3、 与高温烟气是否与炉料接触；
4、 炉外空气是否进入炉膛影响到氧化环境，加重烧损。 为了解决回收料(再生铝)熔炼不能直接用火焰加温的问题，近
两年出现了一种双室熔炼炉，即炉子主体部位是一个反射圆炉，而在 反射圆炉的后方或侧方，增加或隔离出一个副室。这个副室实际上就 是将普通圆炉的加料竖简移到主炉外侧。副室上部承担炉料预热功能， 副室底部因炉料和高温熔体接触而承担熔化功能。因为主室和副室是 并列安装的，我们称其为列装式双室再生熔铝炉。
为控制氧化烧损，主炉和副室之间设置了一个挡墙，以阻止火焰直接进入熔化区。为缩短熔炼时间加强对流， 一般都釆用搅拌方式。 在磁力搅拌作用下，加速了热的熔液和冷炉料的热交换，因此搅拌是 必要的手段。
与上述结构类似，还有一种侧壁熔沟式双室炉，与列装式双式圆 炉原理大同小异。
列装式双室圆炉虽在反射式圆炉基础上作了较大改进，己有应用， 但它的局限性表现在
1、 熔化热量来源是主炉炉墙上安装的燃烧机所发热量。它加温炉 壁，高温炉壁对炉子底部熔体以辐射形式加温，然后在搅拌条件下， 以对流形式加温炉料。整个过程热效率低，熔炼时间长，即浪费能源， 也影响烧损。
2、 搅拌器作用区的主流场在主体圆炉的熔体部位，主副室之间的
挡墙下部必须留有足够尺寸的孔道利于对流，几乎在熔炼/搅拌的全过 程内，无法阻止烟气进入熔化区域(副室)，这就给烧损提供了足够的 氧气。
3、 因炉料的熔化需要时间，在搅拌力驱动下， 一些炉料边熔化， 边被带到主加温室。因炉料比重比熔体轻，总有一部分浮于液面，这 对控制烧损十分不利，特别是铝屑、铝箔和各种轻薄回收料。
4、 再生销炉料加在副室，要使其熔化，副室炉底的熔体必须有足 够的深度，比如250 - 300mm,搅拌对流才能进行。这部分熔体要么是 未放完的铝液，要么是在主炉通过炉门加入足够的锭料或块料，待其 熔化后再从副室竖炉上部加入再生铝料。 一般熔炼终了，熔体深度也 就是600mm深，也就是说，熔炼工艺过程的50%是没有直接熔化再生铝
的，无论对能源利用还是氧化烧损，都是不利的。 发明内容
■本实用新型的目的在于设计一种套装式再生铝熔炼炉，以克服列 装式双室再生熔铝炉的缺陷。主体思路是将双室炉的副室(熔化室)移到主炉的中间，使双室成为一种套装式结构。副室是一种类似坩埚 的竖炉，承担炉料的加料、预热、熔化功能。其具体的技术方案是 一种套装式双室再生熔铝炉，具有主炉炉体、总烟管、收烟罩、换热
器、燃烧机、风机、加料系统、控温系统及磁力搅拌器，其特征在于 在主炉炉体内设置了一个用于熔化回收铝的坩埚式熔化竖炉；坩埚式
熔化竖炉的底部炉壁上设有排出铝液的溢流通道；坩埚式熔化炉的上
部开口处设有收烟罩和总烟管。
本实用新型的磁力搅拌器设置在坩埚式熔化竖炉的底部。
为了对坩埚式竖炉加热，在主炉的炉壁上安装有至少2台燃烧机， 从不同角度对竖炉不同部位加热使其保持在合适的温度区段内。
本实用新型由于在主炉炉体内设计了一个用于熔化再生铝的竖炉 炉芯，即坩埚式熔化竖炉，竖炉炉体受到主炉的燃烧机的加热，其蓄 热传到内壁，使竖炉炉膛内的炉料预热，升温以致熔化，整个过程中 没有新的空气和燃烧的烟气进入，最大限度降低了氧化条件，和普通 的列装式双室再生炉相比，大大降低氧化烧损，加快熔速，降低了起 熔条件，充分利用能源并节约熔炼成本。
本实用新型的技术方案是基于以下几点进行设计的。
1、 热量的来源及充分利用主炉的燃烧机加热了主炉的炉壁，使 其蓄热，同时还对主炉底部的熔体加热，使其保持较高的过热状态。 燃烧机火焰直接喷射到中间竖炉上，使其达到一定高的温度。该竖炉 炉体通过辐射和传导，对竖炉内炉料加热，使其先预热，然后熔化。 炉料在重力或外加压力下，浸没于竖炉底部熔体内，通过热的传导和 对流而熔化。
2、 氧化条件的控制方法竖炉几乎是密闭的，无空气和烟气从外 界进入。炉底开有水口和溢流通道，便于铝液排出。当起熔后，这些 口子被铝液占据，不会有气体通过。.在竖炉内部，提供氧化条件的是 炉料自带的空气和水份。炉料从进炉到熔化，有一个预热时间，合理控制这个时间长短，可使空气体积膨胀，部分排到烟道，水份绝大多 数被蒸发，因此改变了炉料被氧化的基本条件。
3、改善起熔条件，节约能源，降低烧损普通列装式双室炉在副 室加料，开始熔化再生铝前，必须使主炉底部有200 - 300,深的熔体， 因而的一半的熔炼不是在熔化再生铝，而是为再生铝熔化准备条件， 这是一种时间和能源的浪费，也在一定程度上增加了氧化烧损。
本实用新型设计思路是200 - 300mm深的起熔熔体，只限于在竖 炉炉底较小的空间内。同一种规格的再生炉，列装式的起熔体体积是 套装式双室炉的2.2-2.5倍，釆用本实用新型设计后，无论是节约时
间还是能源利用还是氧化烧损，都得到大大的改善。
图l为本实用新型示意图； 图2.为图1平面布置示意图； 图3为列装式双室炉示意图； 图4为图3炉底平面布置示意图； 图5为列装式双室炉外形示意图。
图中1、磁力搅拌器；2、坩埚式熔化竖炉炉壁；3、坩埚式熔化 竖炉；4、总烟管；5、收烟罩；6、皮带上料机；7、主炉烟管；8、换 热器；9、主炉炉体；10、溢流通道；11、炉门；12、燃烧机。
下面将列装式双室再生炉与本实用新型作进一步的说明。
如图3、图4所示，列装式再生炉的副室(熔化室)在左侧，加热 室在右侧，中间有一道隔墙，隔墙下部留有熔体流动的通道。在熔炼 过程的大部分时间内，通道可以通过烟气，不可避免增加烧损。
如图5所示，进预热室烟管将换热器内的烟气引入竖炉下部，预 热炉料。烟气温度虽然尽可能控制在50(TC以下，但是它带入了足够的 氧气到熔化区，恶化了烧损。
又因为搅拌器形成的流场要影响主室和副室，因此整个炉底是在同一平面内，起熔的200 - 300mm熔体，足有炉子容量的1/2,既浪费 能源，也因熔体的长时间加温而增加烧损。
如图1所示，担负加料、预热、熔化的副室3安排在主炉9内部， 使主炉9与副室3之间形成套装关系。这是本实用新型与列装式双室 再生炉结构的根本区别之处。
如图2所示，在主体炉子的左侧安装了与空气隔离的炉芯即副室 3。在主炉9墙体上安装有燃烧机，加热炉芯。在炉芯底部地沟中安有 搅拌器l。主炉体右侧部分是保温炉，与熔化炉连为一体。当熔化炉与 保温炉分立时，主炉体的横向长度相对缩短。
具体实施方式
如图l、图2所示，本实用新型由磁力搅拌器l、坩埚式熔化竖炉 3、总烟管4、收烟罩5、皮带上料机6、主炉烟管7、换热器8、主炉 炉体9及燃烧机12构成；坩埚式熔化竖炉3设置在主炉体9的左侧， 在主炉炉体9的墙体上安装有燃烧机12，用以加热炉芯。在炉芯底部 地沟中安有磁力搅拌器l,主炉炉体的右侧部分是保温炉，与熔化炉即 坩埚式熔化竖炉连为一体。
本实用新型的工作过程如下
开启燃烧机，对中间副室即坩埚式熔化竖炉3的炉壁2加温，同 时加热了主炉炉体9的炉壁和熔体，在开炉后，由皮带上料机6从竖 炉顶部料斗加入块料、棒料，待其熔化至浸没溢流口 10;再由皮带上 料机6从竖炉顶部批量加入轻薄钼炉料，并启动搅拌器l;炉料在下行 到达炉底过程中，受到竖炉炉壁2高温辐射而被预热，部分接触到炉 壁的炉料先行熔化进入熔体；炉料在重力作用或外力作用下，部分浸 没于熔体，因搅拌使熔体定向运动而进行熔体和炉料间的强烈的热交 换；从熔体浸没溢流通道开始至熔炼终了，竖简与外界空气不产生对 流，是一种隔氧熔炼环境。竖简3内炉料本身自带的空气在膨胀过程 中会有一部分排到烟罩5并进入烟道4,水分也大部分被蒸发排向烟道。
熔炼过程积累的铝液通过溢流通道io流进主炉膛底部直至达到额
定容量。整个过程中，主炉内的熔体与炉芯内的熔体被搅拌器搅动进 行对流，同时被主炉燃烧机加温，主炉也起保温炉作用。
熔炼终了，主炉水口打开，炉膛底部的熔体放出，竖炉3内的铝 液将通过下部的溢流通道10自动放净。
炉渣可通过主炉9炉门11扒渣。
权利要求1、一种套装式双室再生熔铝炉，具有主炉炉体、总烟管、收烟罩、换热器、燃烧机、风机、加料系统、控温系统及磁力搅拌器，其特征在于在主炉炉体内设置了一个用于熔化回收铝的坩埚式熔化竖炉；坩埚式熔化竖炉的底部炉壁上设有排出铝液的溢流通道；坩埚式熔化炉的上部开口处设有收烟罩和总烟管。
2、 根据权利要求l所述的套装式双室再生熔铝炉，其特征在于 磁力搅拌器设置在坩埚式熔化竖炉的底部。
3、 根据权利要求l所述的套装式双室再生熔铝炉，其特征在于 在主炉的炉壁上安装有至少2台燃烧机。
专利摘要本实用新型公开了一种双室再生铝熔炼炉，主要特征在于在主炉炉体内设计了一个用于熔化再生铝的竖炉炉芯——坩埚式竖炉。竖炉炉体受到主炉的燃烧机的加热，其蓄热传到内壁，使竖炉炉膛内的炉料预热、升温以致熔化，整个过程中，没有新的空气和燃烧的烟气进入，最大限度降低了氧化条件。和普通的列装式双室再生炉相比，大大降低氧化烧损，加快熔速，降低了起熔条件，充分利用能源并节约熔炼成本。
文档编号F27B3/00GK201241178SQ200820054038
公开日2009年5月20日 申请日期2008年8月8日 优先权日2008年8月8日
发明者何子华, 张森林, 徐文祥 申请人:张森林