商用高效高速燃烧红外线压铸坩锅熔铝炉的制作方法

本发明属于熔铝炉技术领域，涉及一种商用高效高速燃烧红外线压铸坩锅熔铝炉。

背景技术：

熔铝炉是主要耗能设备，由于我国技术落后，大多企业仍采用传统落后的生产工艺，能耗一般在107kg标煤/t铝左右，国外一般低于78.65kg标煤/t铝。实际溶化1t铝锭(850°C)所需热量为327.2kw.h/t(28.1万大卡/t＝40.2kg标煤/t)，国内中熔铝炉的燃烧热效率只有37.6％左右，国外为51％以上。国内集中熔化炉高一些为54.5％～81.8％。因此，国内熔铝炉的节能潜力和技术研发还有很大空间。

国内熔铝炉的烟气温度可达1000多度，早期的熔铝炉为减少烟气带走的热损失，在排烟管道上安装热量回收装置，预热助燃空气，但排放烟气温度仍高于500度。多年来高温烟气余热始终没有好的解决办法，造成能源浪费极大。

压铸坩锅熔铝炉与压铸机是一对一配置，由于通常生产车间狭窄，熔铝炉大多设计的结构简单、小巧玲珑，采用普通燃烧机。因此，普遍存在燃烧传热方式不合理，燃烧效率低下、保温结构简单、热损失严重的问题。能耗一般在75kg柴油/t铝以上，燃烧热效率不足36％。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种结构合理、燃烧效率高的商用高效高速燃烧红外线压铸坩锅熔铝炉。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种商用高效高速燃烧红外线压铸坩锅熔铝炉，包括外壳、上盖、坩锅、底座、高速旋转火燃烧头，所述高速旋转火燃烧头固定于所述底座上，所述坩锅设置于所述高速旋转火燃烧头上所述外壳内，所述上盖盖住所述坩锅，所述高速旋转火燃烧头设有燃烧室，所述高速旋转火燃烧头上设有输入火道和若干个旋转喷火嘴，所述输入火道和旋转喷火嘴分别与所述燃烧室接通。

进一步的，所述燃烧室的横截面呈圆形，所述燃烧室的中心线与水平面垂直，所述高速旋转火燃烧头上沿所述燃烧室的圆周方向上设有六到八个旋转喷火嘴。

进一步的，所述输入火道的横截面呈圆形，其直径为120mm，上仰角为7°到15°。

进一步的，所述高速旋转火燃烧头上所述燃烧室内设有上升坡道。

进一步的，所述壳体与所述坩锅之间处依次设有耐火浇注料、轻质耐火砖、陶瓷纤维毡，所述坩锅与耐火浇注料之间形成前烟道，所述外壳内还设有后烟道，所述外壳上设有可旋转的烟筒，所述前烟道的一端与所述燃烧室接通，另一端与所述后烟道的一端接通，所述后烟道的另一端与所述烟筒连接。

进一步的，所述耐火浇注料上靠近所述坩锅的一面涂有红外线涂料。

进一步的，所述外壳内还设有渗铝水集槽。

本发明有益效果：本发明的商用高效高速燃烧红外线压铸坩锅熔铝炉，其整体设计合理，保温效果好，工作时其高速旋转火燃烧头喷出的高速旋转火焰呈“包裹”式“冲刷”坩锅底部进行高效对流传热，实现对坩埚快速、均匀加热，加热时产生的烟气进入前烟道继续均匀“包裹”坩锅外表面旋转上升，继续对坩埚进行二次加热，而且在内衬耐火浇注料内壁涂红外线涂料，可大大提高红外线辐射能量，从烟筒排出的烟气再继续加热冷铝锭，充分利用余热。因此本发明的商用高效高速燃烧红外线压铸坩锅熔铝炉，其加热效率高、充分利用烟气余热，实际使用中燃烧热效率高达78.2～86％，燃烧热效率非常高。

附图说明

图1是本发明实施例的商用高效高速燃烧红外线压铸坩锅熔铝炉的结构示意图。

图2是高速旋转火燃烧头的俯视图。

附图标记说明：

上盖1、外壳2、坩锅3、三角支板4、连接法兰5、底座6、高速旋转火燃烧头7、渗铝水集槽8、轻质耐火砖9、耐火浇注料10、陶瓷纤维毡11、前烟道12、后烟道13、烟筒14；

燃烧室71、输入火道72、旋转喷火嘴73。

具体实施方式

下面将结合本发明的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本实施例的一种商用高效高速燃烧红外线压铸坩锅熔铝炉，其包括外壳2、上盖1、坩锅3、底座6、高速旋转火燃烧头7。底座6采用槽钢焊接而成，安装很方便。外壳2通过三角支板4固定于底座6上。高速旋转火燃烧头7固定于底座6上，高速旋转火燃烧头7加工有横截面呈圆形的燃烧室71，燃烧室71的中心线与水平面垂直，燃烧室71内加工有上升坡道。参照图2，高速旋转火燃烧头7上沿燃烧室71的圆周方向上加工有八个旋转喷火嘴73，旋转喷火嘴73与燃烧室71接通。高速旋转火燃烧头7上还加工有与燃烧室71接通的输入火道72，输入火道72的横截面呈圆形，直径为120mm，上仰角为7°到15°，输入火道72的一端固定有连接法兰5，燃烧机的出火口与该连接法兰5连接，通过输入火道72向燃烧室71输入火苗。坩锅3设计为石墨坩埚，坩埚3坐落在高速旋转火燃烧头7上外壳2内，上盖1盖住坩锅3。壳体与坩锅3之间处依次设有耐火浇注料10、轻质耐火砖9、陶瓷纤维毡11，耐火浇注料10、轻质耐火砖9、陶瓷纤维毡11形成保温层，其中陶瓷纤维毡11的厚度大于20mm，由于设有保温层，使得炉体表面温度小于50℃。坩锅3与耐火浇注料10之间形成宽度为30～50mm的前烟道12，外壳2内耐火浇注料10和轻质耐火砖9上加工有后烟道13，外壳2的顶部安装有可旋转的烟筒14，前烟道12的下端与燃烧室71接通，前烟道12的上端与后烟道13的下端接通，后烟道13的上端与烟筒14连接。由于烟筒14可旋转，旋转烟筒14，使烟筒14出口对准坩埚3内的冷铝锭，从而将500度左右的烟气余热喷到新加入的冷铝锭上，进一步提高总对流传热的热量。优选设计，耐火浇注料上10靠近坩锅3的一面涂有红外线涂料，可大大提高红外线辐射能量。优选设计，外壳2内高速旋转火燃烧头7与耐火浇注料10之间形成渗铝水集槽8，其用于收集渗出的铝水。

本发明的商用高效高速燃烧红外线压铸坩锅熔铝炉的工作原理：短焰燃烧头或者燃烧机的火焰经输入火道5切向射入高速旋转火燃烧头7的燃烧室71，高速旋转形成高速燃烧，燃烧室71的炉温很快上升到1300度以上，急速“冲刷”坩锅3底部进行高效对流传热，同时炙热的燃烧室71向坩锅3底部辐射红外线，高热的旋转火焰从炉膛上的八个旋转喷火嘴73急速旋转喷出，始终保持急速旋转火焰“包裹”坩锅3底部进行加热，加热时产生的烟气进入前烟道12继续均匀“包裹”坩锅3外表面旋转上升，最后从后烟道13出去。

本发明的商用高效高速燃烧红外线压铸坩锅熔铝炉的的优点如下：

1.采用适合350～400T铸铝机机械手的低台面、大容积石墨坩锅，整体槽钢托架结构，安装使用方便；

2.优化炉衬结构和筑炉材料。保温层采用：内衬浇注耐火浇注料整体预制、中间层用轻质耐火砖、外层大于20mm的陶瓷纤维毡，使的炉体表面温度小于50℃；

3.高效的加热方式。高速旋转火燃烧头喷出的火焰呈“包裹”式“冲刷”坩锅底部，快速均匀地对坩埚进行加热；

4.采用间隙烟道和红外线辐射涂料。30～50mm窄间隙的前烟道迫使高温烟气紧贴坩锅，有利于提高对流传热效果。在内衬耐火浇注料内壁涂红外线涂料，可大大提高红外线辐射能量；

5.烟气余热再利用。将500度左右的烟气余热喷到新加入的冷铝锭上，实现利用烟气余热加热冷铝锭，进一步提高总对流传热的热量；

6.延长坩锅的使用寿命。由于对坩埚底部均匀加热，不但提高了加热效率，还消除了坩锅的6～8个月“短命”的通病，坩锅寿命翻倍增长，实际应用中坩锅寿命完全可以超过1.5年；

7.使用自研发的高速短焰燃烧头燃烧效率可以提高3％以上。也可以使用商用燃油、燃气、甲醇燃烧机。

综上，本发明的商用高效高速燃烧红外线压铸坩锅熔铝炉，其燃烧效率高，加热时间短，在将加热时间减少50％左右的前提下，减少燃烧机的功率，降低烟道出口烟气温度，进一步提高了燃烧效率，实测燃烧热效率高达78.2～86％，远远领先国内同类产品指标。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。