一种高效节能蓄热式压铸合金熔炉的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种高效节能蓄热式压铸合金熔炉，它主要解决现有压铸用合金熔炉能耗高，升温慢，熔锅使用寿命短的问题。利用高温空气燃烧技术改变了传统熔炉无法回收烟气余热，熔炉自身散热量大、炉膛砌体蓄热高，热损失大等的问题，结合熔锅改进的同时解决了常规电阻炉熔炉无法快速升温，一般情况下无法停炉的使用限制，突破了传统熔炉使用石墨坩埚，机械性能差，易破损的局限。本新型熔炉使用了蓄热燃烧技术，设置了接值班点火装置，燃烧器能从低温开始工作。设备结构紧凑，熔炉节能效果明显，使用方便，经济性能和使用性能优于传统各种加热设备，排放物对环境影响小。
【专利说明】一种高效节能蓄热式压铸合金熔炉
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种压铸合金熔炉，具体涉及一种压铸用熔化铝(锌)合金的蓄热燃烧节能熔炉。
【背景技术】
[0002]中国五金制造业经过改革开放以来的积累和发展，现已成为世界五金产量第一大国，铝、锌等压铸合金制品是传统五金行业的主要产品类型。
[0003]由于油、气价格居高不下，再加上传统熔炉使用燃烧机进行加热，热效率非常低，使得生产成本太高，无法满足市场竞争要求。传统的燃油或燃气合金熔炉已经失去竞争优势。
[0004]电阻电炉是目前使用最为广泛的合金熔炉。电阻炉一般采用电热丝或硅碳棒等加热元件，这类电炉自动化控制程度较高，结构简单，生产简便，由于不产生烟气，熔炉热损耗较低，但其缺点也比较突出:一、因主要靠热辐射传导，传热速度较慢，所以熔化速度很慢，同时一般的石墨钳锅也限制了熔炉的升温速度，导致所产生的热能被铝合金吸收的比率低，电能有效利用率实际只有40%左右；二、由于加热元件发热时自身温度非常高，可达1000多度，原件在高温下自身氧化很快，易老化；三、合金熔液对加热元件有严重破坏力，一旦加热元件接触到金属熔液就会断裂，导致故障；四、目前熔炉所使用的石墨钳锅是易碎品，使用寿命短，使用过程中很容易造成锅体破损；五、企业扩大生产时还会受到电力增容的限制。
[0005]相比于电阻电炉，生物质燃料炉由于燃料成本低，有比较高的经济效益，但其温度不好控制，而且排烟对周围环境有比较大的污染。同时此类设备由于无法回收余热，热效率也非常低。随着国家提升对环境污染的整治，此类设备的使用也会受到进一步的限制。
实用新型内容
[0006]本实用新型高效节能蓄热式燃烧压铸合金熔炉采用的高温空气燃烧技术是燃气加热领域的一项全新技术，该技术利用陶瓷蓄热体极限回收加热过程中高温烟气的余热，并将它用来预热助燃空气，预热后的助燃空气温度能接近燃烧室的温度，远高于普通换热器所能达到的预热温度。蓄热体高效紧凑，可以集成到烧嘴中。蓄热燃烧有效的解决此类熔炉无法回收烟气余热的问题。
[0007]本实用新型提出以下技术方案:一种高效节能蓄热式压铸合金熔炉，包括耐热钢熔锅(1)，蓄热式烧嘴(2)以及与蓄热燃烧通道(3)连接的燃气喷口(4)和值班点火烧嘴
(5)，其特征在于:熔炉的熔锅(I)由耐热不锈钢加工成型，在其底部设置了燃烧通道(3)，在燃烧通道(3)两端安装了一对配套的蓄热式烧嘴(2);燃气在半内置的燃烧通道(3)内燃烧，所产生的热能大部分被熔锅(I)壁所吸收，而剩余的尾气余热则被蓄热式烧嘴(2)内部的蓄热体所吸收，熔炉外壁直接采用保温材料(6)保温；熔炉外围设备包括了鼓风机、换向阀、排烟机、PLC集控器；助燃空气的供应量由鼓风机变频调速和调节蝶阀组成控制；烟气排放量由调节蝶阀和排烟机变频调速控制；换向阀开启位置和烧嘴燃气通断由自动控制机构自动控制；安全控制系统由燃烧监控、自动点火、温度监控和运动定位监控等感应器和执行机构协同组合；燃气的供应由储气罐、气化装置、过滤器、调压阀、电磁阀和不锈钢管道组成；工作时由自动点火监控器点着值班点火烧嘴(5)，并负责监控其稳定燃烧。
[0008]进一步地，压铸合金熔炉使用了蓄热式烧嘴，采用了高温空气燃烧(HTAC)的技术原理进行燃烧加热；蓄热式烧嘴使用陶瓷蜂窝材料为蓄热体。
[0009]进一步地，合金熔锅使用耐热不锈钢加工成型。
[0010]进一步地，燃烧通道(3)直接由耐热钢熔锅(I)壁体组成，燃气只在燃烧通道(3)燃烧，减少了炉膛对外散热面积，节约了燃料消耗。
[0011 ] 进一步地，加热燃料种类既可是液化石油气也用管道天然气。
[0012]进一步地，负责助燃空气及烟气换向切换的换向阀可以是旋转式换向阀，也可以是管道内部联通的管道换向阀；执行机构可以是电动，气动或液压传动。
[0013]本实用新型装置的熔锅用310S耐热不锈钢加工成型，代替传统采用的石墨钳锅，大大提高了加热速度，减少了预热时间，提升了生产效率。熔锅有良好的机械性能，使用寿命长。熔炉能快速升温熔化也解决了很多工况下传统熔炉需要长时间不间断保温的问题。
[0014]将燃烧室置于熔锅底部半封闭的燃烧通道内有效地减少了炉膛散热、砌体蓄热等热损失。熔炉外壁可直接填充保温棉保温。
[0015]系统工作时其中一个蓄热烧嘴用于预热助燃空气，并通入燃气燃烧加热，对应的另一个烧嘴不燃烧，燃烧通道内燃烧后的高温烟气流经此蓄热烧嘴后排出，高温烟气在短时间内将显热传递给烧嘴内的蓄热体，温度降低后经换向阀排放，一定时间后两个烧嘴工作状况交换，即先前燃烧的烧嘴停止燃烧，让烟气流过用于蓄热，先前蓄热的烧嘴通入助燃空气并进行燃烧，在加热工作过程中换向阀以一定的频率进行切换，烧嘴内的蓄热体也交替循环进行蓄热与放热。排烟温度一般低150°C。
[0016]与现有技术相比较，本实用新型的优势在于:
[0017]本实用新型实现了该类熔炉在产生燃烧烟气时进行余热热极限回收，余热回收装置紧凑。相比传统燃烧加热方式实现了大幅度节能。
[0018]采用耐热不锈钢的熔锅实现快速升温熔化合金，提高压铸效率，减少能源损耗。钢制熔锅耐热冲击，具有良好的机械性能，寿命长。
[0019]将传统的燃烧室改在熔炉半内置式的燃烧通道内，最大限度的减少了熔炉炉体散热。
[0020]安全运行控制机构完善，有效地确保生产安全。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]图1、图2为两种运行状态的工艺流程图。
[0022]图3为熔锅的剖面图。
[0023]图中附图标记说明:1、耐热钢熔锅；2、蓄热式烧嘴；3、燃烧通道(燃烧室)；4、燃气喷口 ；5、值班点火器；6、保温材料。
【具体实施方式】
[0024]以下结合附图对本实用新型的实施方式进行详细说明，以下的说明仅用于解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0025]本实用新型涉及的是一种蓄热式燃烧合金熔炉，如图1所示，主要但不仅用于现有与压铸机配套合金熔炉，该熔炉包括有耐热钢熔锅1、蓄热式烧嘴2、燃烧通道(燃烧室)3、燃气喷口 4以及值班点火器5及与助燃空气供给和排烟设备相连接的管路、燃气供给和自动化控制系统。
[0026]熔锅由310S耐热不锈钢加工而成，截面形状如图3所示，底部有一半封闭的燃烧通道3，蓄热式烧嘴安装于通道两端，通道底部砌耐火层，并预留燃气喷口和值班点火器安装位置，熔炉四周填保温材料，壳体由钢架焊接而成。
[0027]蓄热体可采用蓄热陶瓷小球或陶瓷蜂窝体，由于陶瓷蜂窝体有比较高的比表面积，综合蓄热性能比陶瓷小球高，故优先选陶瓷蜂窝体材料。
[0028]燃气的供给由储气罐、气化装置、过滤器、调压阀、电磁阀和不锈钢管道组成。管道天然气经过滤器、调压阀后可接入设备的供气管。燃气分向进入烧嘴2由电磁阀控制通断。
[0029]换向装置优选旋转型四通换向阀，驱动可采用气动、电动或液压装置。换向装置上安装有定位感应器，以确认阀门的切换位置。阀门的排烟出口安装有温度感应器，以确保排烟温度异常时能提供报警和启动紧急控制。助燃空气量和排烟量由变频风机和管路上安装的调节阀门进行调节。
[0030]值班点火装置由自动点火器和火焰监控器负责控制。
[0031]设备开启运作前，先检查燃气供气线路的安全，确认后接通燃气，开启鼓风机和排烟机进行燃烧室的吹扫，在确认值班点火器稳定工作后，可开启燃气调节阀，由小到大调节燃气量。
[0032]工艺流程:参考图1。助燃空气经换向阀后通过左边的蓄热烧嘴，流经蓄热体后温度提升，与此同时，左边的燃气喷口通入燃气，燃气由不间断燃烧的值班点火装置点燃并燃烧，直接加热熔锅，右边的烧嘴处于排烟工况，烟气在流经右边的蓄热体时加热蓄热体，温度降低后通过换向阀，经排烟机排出。排烟温度一般控制在150°C以下。在下一个周期，参考图2，换向阀切换方向，电磁切断左边的燃气，助燃空气通过右边的蓄热烧嘴，流经蓄热体后温度提升，右边的燃气喷口通入燃气并燃烧，此时左边的烧嘴处于排烟工况，如此循环工作。
[0033]熔炉安装的传感器和控制器连接到PLC，由其集成负责逻辑控制。安全控制系统会在点火装置燃烧不稳定，换向阀开启位置不到位，排烟温度异常的情况下自动实施紧急控制。
[0034]以上是结合具体的优选实施方式对本实用新型所做的典型使用介绍，不能认定本实用新型只局限于这些具体的实施应用，依据本实用新型的设计，还能做出若干的变换或推演。
【权利要求】
1.一种高效节能蓄热式压铸合金熔炉，包括耐热钢熔锅(1)，蓄热式烧嘴(2)以及与蓄热燃烧通道(3)连接的燃气喷口(4)和值班点火烧嘴(5)，其特征在于:熔炉的熔锅(I)由耐热不锈钢加工成型，在其底部设置了燃烧通道(3)，在燃烧通道(3)两端安装了一对配套的蓄热式烧嘴(2);燃气在半内置的燃烧通道(3)内燃烧，所产生的热能大部分被熔锅(I)壁所吸收，而剩余的尾气余热则被蓄热式烧嘴(2)内部的蓄热体所吸收，熔炉外壁直接采用保温材料(6)保温；熔炉外围设备包括了鼓风机、换向阀、排烟机、PLC集控器；助燃空气的供应量由鼓风机变频调速和调节蝶阀组成控制；烟气排放量由调节蝶阀和排烟机变频调速控制；换向阀开启位置和烧嘴燃气通断由自动控制机构自动控制；安全控制系统由燃烧监控、自动点火、温度监控和运动定位监控等感应器和执行机构协同组合；燃气的供应由储气罐、气化装置、过滤器、调压阀、电磁阀和不锈钢管道组成；工作时由自动点火监控器点着值班点火烧嘴(5)，并负责监控其稳定燃烧。
2.根据权利要求1所述的一种高效节能蓄热式压铸合金熔炉，其特征在于，压铸合金熔炉使用了蓄热式烧嘴，采用了高温空气燃烧(HTAC)的技术原理进行燃烧加热；蓄热式烧嘴使用陶瓷蜂窝材料为蓄热体。
3.根据权利要求1所述的一种高效节能蓄热式压铸合金熔炉，其特征在于，合金熔锅使用耐热不锈钢加工成型。
4.根据权利要求1-3其中之一所述的一种高效节能蓄热式压铸合金熔炉，其特征在于，燃烧通道(3 )直接由耐热钢熔锅(I)壁体组成，燃气只在燃烧通道(3 )燃烧，减少了炉膛对外散热面积，节约了燃料消耗。
5.根据权利要求1所述的一种高效节能蓄热式压铸合金熔炉，其特征在于，加热燃料种类既可是液化石油气也用管道天然气。
6.根据权利要求1所述的一种高效节能蓄热式压铸合金熔炉，其特征在于，负责助燃空气及烟气换向切换的换向阀可以是旋转式换向阀，也可以是管道内部联通的管道换向阀；执行机构可以是电动，气动或液压传动。
【文档编号】F27D17/00GK204007104SQ201420285786
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年5月30日 优先权日:2014年5月30日
【发明者】赵绪新, 谢晓冬, 符慧德, 殷培涛, 钟如仕 申请人:赵绪新, 谢晓冬, 符慧德, 殷培涛, 钟如仕