一种近零吸气的熔铝炉的制作方法

本发明涉及熔铝设备领域，尤其涉及一种近零吸气的熔铝炉。

背景技术：

铝是目前世界上除了钢铁外用量最大的金属，铝的使用范围非常的广泛，包括铝棒、铝板、铝焊丝等各行各业。在铝行业铝的熔炼大多采用火焰铝融化炉，熔融状态的铝合金表面会产生一层Al2O3保护膜，Al2O3保护膜可以防止铝熔体发生界面吸气，但是Al2O3保护膜极其容易破坏。铝合金熔体随着温度的升高吸气能力也会越来越强，特别是在铝熔炼炉中天然气燃烧产生的水蒸气气氛中，加剧了铝合金的界面吸气。气体特别是氢在铝合金熔体中吸入的绝对量并不大，但是造成铸锭结晶时的气孔和疏松倾向严重，因此，在铝熔炼时，减少吸气(氢)也是最重要的工艺环节。通常为了减少由于氢气造成的铝合金铸造缺陷，采取只在铝熔体保温炉内通入氮气、氩气或者精炼剂的方法，但是这种除气方式往往不能满足一些镁含量比较高导致吸气能力较强的高端铝合金产品氢气含量≤0.1mL/100g的要求。

技术实现要素：

对于上述缺陷，本发明的目的在于提出一种近零吸气的熔铝炉。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种近零吸气的熔铝炉；包括保温室、竖炉室、凸台、第一燃料通道和第二燃料通道；

所述熔铝炉是由所述保温室和所述竖炉室构成的具有L形结构的炉体，所述竖炉室的下部内室为向下倾斜的V形结构，所述V形结构的下端与所述保温室的右端交汇相通；所述保温室的右侧角落设有凸台，所述凸台的端面为向左下方倾斜的斜面，且所述凸台的倾斜面位于所述V形结构的正下方；

所述第一燃料通道设置在所述L形结构的内侧拐角位置，且其一端与所述熔铝炉的外界相通，另一端正对于所述凸台的倾斜面；所述第二燃料通道设置在所述保温室的上部，且其通道路径沿着水平方向延伸，所述第二燃料通道的一端与所述熔铝炉的外界相通，另一端与所述保温室的内室相通。

优选的，所述保温室的底部镶嵌设置有透气砖，所述透气砖的底部与氮气通入管道相通，所述氮气通入管道与氮气加热供应装置相连接；

所述竖炉室的上部设有调节调节炉内压力大小的炉内压力控制装置。

优选的，所述氮气加热供应装置包括氮气储存器、氮气加热室、电阻式加热器、第一电动压力阀门和第二电动压力阀门，所述电阻式加热器安装设置在所述氮气加热室内；

所述氮气储存器与所述氮气加热室之间通过管路连通，且两者之间的管路上设有所述第一电动压力阀门；所述氮气通入管道与所述氮气加热室连通，所述第二电动压力阀门设置在所述氮气通入管道。

优选的，所述氮气加热室的数量为两个，分别为第一氮气加热室和第二氮气加热室；所述第一氮气加热室和第二氮气加热室并联后连接在所述第一电动压力阀门和所述第二电动压力阀门之间的管路上；所述第一氮气加热室和第二氮气加热室分别都设有远传压力传感器和远传温度传感器；

所述第一氮气加热室和所述第二氮气加热室并联的两端分别设有电磁换向阀，两个所述电磁换向阀分别与所述所述第一电动压力阀门和所述第二电动压力阀门通过管路串接。

优选的，所述炉内压力控制装置包括阀门、阀门旋转轴和旋转驱动组件，所述旋转驱动组件电连接于所述熔铝炉内的炉膛差压变送器；

所述阀门的外部轮廓与所述竖炉室上部的水平截面的内环大小相适应，其一端通过所述阀门旋转轴可转动地设置于所述竖炉室内，所述阀门旋转轴沿着水平方向延伸设置，使得所述阀门可在所述旋转驱动组件的带动下，绕着所述阀门旋转轴在竖直方向上转动。

优选的，所述旋转驱动组件包括阀门吊起钢绳、滑轮、滑轮支架和卷扬机，所述滑轮支架设置在所述竖炉室的侧壁内，且位于所述阀门旋转轴的上方，所述滑轮可转动地设置在所述滑轮支架；

所述阀门吊起钢绳的一端连接在所述阀门的中部，其另一端绕过所述滑轮并穿出所述熔铝炉后与所述卷扬机连接，所述卷扬机电连接于所述熔铝炉内的炉膛差压变送器。

优选的，所述凸台的端面包括第一倾斜面和第二倾斜面，所述第一倾斜面的上端与所述V形结构的内侧壁连接，其下端与所述第二倾斜面的上端连接；所述第二倾斜面的下端与所述保温室的底部连接，所述第一倾斜面的斜度小于所述第二倾斜面的斜度。

优选的，所述V形结构的内侧壁与竖直线之间的夹角为30°～40°，所述第一倾斜面与水平面之间的夹角为15°～30°。

优选的，所述竖炉室的上方侧壁设有加料口，所述加料口的右侧设有加料装置；

所述加料装置包括加料小车、轨道、升降驱动组件和安全防护架，所述轨道设置在所述安全防护架，所述加料小车在所述升降驱动组件的带动下，沿着所述轨道在竖直方向作往复运动。

优选的，所述保温室的侧壁设有使其与外界相通的扒渣口，所述扒渣口位于所述第二燃料通道的正下方。

本发明中将铝料从上往下倒入竖炉室内，铝料下落时会堆积在竖炉室的V形结构下端的喉口和喉口下方的凸台之间，第一燃料通道与外界的燃料供应系统相接后，向熔铝炉内提供燃料而快速熔化喉口处的铝料，第二燃料通道与外界的燃料供应系统相接后，与外界的燃料供应系统相接后以对流入保温室内的铝液进行温度补偿。熔化时，铝锭只能堆积在V形结构的下部与凸台之间，熔化后的铝液通过凸台的倾斜面流入保温室的熔池内，避免了铝锭与熔池内的铝液发生直接接触。高温烟气在上排的过程中被竖炉室的V形结构内的大量的铝锭充分吸收，提前预热和烘干铝锭，因而节能的同时可以减少铝锭表面的水气。

附图说明

图1是本发明的一个实施例的内部结构剖视图；

图2是本发明的一个实施例的外部结构示意图；

图3是本发明中炉内压力控制装置的一个实施例的结构示意图；

图4是本发明中的一个实施例的结构示意图；

图5是图4中A-A部分的截面图；

图6是本发明中阀门旋转轴的驱动装置的一个实施例的结构示意图。

其中：保温室1，竖炉室2；凸台3，第一倾斜面31，第二倾斜面32；第一燃料通道4，第二燃料通道5，透气砖6，氮气通入管道7；

氮气储存器81，氮气加热室82，第一氮气加热室821，第二氮气加热室822，电阻式加热器83，第一电动压力阀门84，第二电动压力阀门85；

阀门91，阀门旋转轴92，旋转驱动组件93，阀门吊起钢绳931，滑轮932，滑轮支架933，卷扬机934，排气通道94；

远传压力传感器10，远传温度传感器11，电磁换向阀12，加料口13；加料装置14，加料小车141，轨道142，升降驱动组件143，安全防护架144；扒渣口15，炉膛烟气收集罩16，透气砖砖座17，烟气收集罩18，第一活动齿轮19，活动齿条20，第二活动齿轮21，伺服电机22。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

一种近零吸气的熔铝炉；包括保温室1、竖炉室2、凸台3、第一燃料通道4和第二燃料通道5；

如图1及图2所示，所述熔铝炉是由所述保温室1和所述竖炉室2构成的具有L形结构的炉体，所述竖炉室2的下部内室为向下倾斜的V形结构，所述V形结构的下端与所述保温室1的右端交汇相通；所述保温室1的右侧角落设有凸台3，所述凸台3的端面为向左下方倾斜的斜面，且所述凸台3的倾斜面位于所述V形结构的正下方；

所述第一燃料通道4设置在所述L形结构的内侧拐角位置，且其一端与所述熔铝炉的外界相通，另一端正对于所述凸台3的倾斜面；所述第二燃料通道5设置在所述保温室1的上部，且其通道路径沿着水平方向延伸，所述第二燃料通道5的一端与所述熔铝炉的外界相通，另一端与所述保温室1的内室相通。

本实施例中，保温室1和竖炉室2均采用矩形结构，保温室1右侧设置竖炉室2，将铝料从上往下倒入竖炉室2内，铝料下落时会堆积在竖炉室2的V形结构下端的喉口和喉口下方的凸台3之间，第一燃料通道4与外界的燃料供应系统相接后，向熔铝炉内提供燃料而快速熔化喉口处的铝料，第二燃料通道5与外界的燃料供应系统相接后，与外界的燃料供应系统相接后以对流入保温室1内的铝液进行温度补偿。熔化时，铝锭只能堆积在V形结构的下部与凸台3之间，熔化后的铝液通过凸台的倾斜面流入保温室1的熔池内，避免了铝锭与熔池内的铝液发生直接接触。高温烟气在上排的过程中被竖炉室2的V形结构内的大量的铝锭充分吸收，提前预热和烘干铝锭，因而节能的同时可以减少铝锭表面的水气。

所述保温室1的底部镶嵌设置有透气砖6，所述透气砖6的底部与氮气通入管道7相通，所述氮气通入管道7与氮气加热供应装置相连接；

所述竖炉室2的上部设有调节炉内压力大小的炉内压力控制装置。

本实施例中，在保温室1的炉底正中位置等距嵌入若干透气砖砖座17，在透气砖砖座17上安装透气砖。熔炼过程，氮气加热供应装置通过氮气通入管道7供应加热过的氮气，加热过的氮气通过透气砖6通入保温室1的铝液内，对铝液持续除气除杂，结合炉内压力控制装置调控熔铝炉内的压力，使熔炼过程保温室1内铝液表面以上空气层处于惰性气体氛围下的微正压，从而实现铝液近零吸气。

具体的，如图3所示，所述氮气加热供应装置包括氮气储存器81、氮气加热室82、电阻式加热器83、第一电动压力阀门84和第二电动压力阀门85，所述电阻式加热器83安装设置在所述氮气加热室82内；

所述氮气储存器81与所述氮气加热室82之间通过管路连通，且两者之间的管路上设有所述第一电动压力阀门84；所述氮气通入管道7与所述氮气加热室82连通，所述第二电动压力阀门85设置在所述氮气通入管道7。

氮气储存器81内的氮气通过管路往氮气加热室82供应，氮气加热室82中安装有电阻式加热器83对从流经的氮气进行加热。通入透气砖6的氮气流量和压力可以通过调节第一电动压力阀门84和第二电动压力阀门85来控制。

进一步的，所述氮气加热室82的数量为两个，分别为第一氮气加热室821和第二氮气加热室822；所述第一氮气加热室821和第二氮气加热室822并联后连接在所述第一电动压力阀门84和所述第二电动压力阀门85之间的管路上；所述第一氮气加热室821和第二氮气加热室822内都设有远传压力传感器10和远传温度传感器11；

所述第一氮气加热室821和所述第二氮气加热室822并联的两端分别设有电磁换向阀12，两个所述电磁换向阀12分别与所述第一电动压力阀门84和所述第二电动压力阀门85通过管路串接。

从氮气储存器81出来的氮气在电磁换向阀12的作用下可以在第一氮气加热室821和第二氮气加热室822之间轮流切换通过，从而氮气可以始终处于高温，电磁换向阀12换向的时间根据氮气加热室82内的远传压力传感器10和远传温度传感器11所反馈的信息来调节。

具体的，如图4及图5所示，所述炉内压力控制装置包括阀门91、阀门旋转轴92和旋转驱动组件93，所述旋转驱动组件93电连接于所述熔铝炉内的炉膛差压变送器；

所述阀门91的外部轮廓与所述竖炉室2上部的水平截面的内环大小相适应，其一端通过所述阀门旋转轴92可转动地设置于所述竖炉室2内，所述阀门旋转轴92沿着水平方向延伸设置，使得所述阀门91可在所述旋转驱动组件93的带动下，绕着所述阀门旋转轴92在竖直方向上转动。

本实施例中，为适应长方体结构的竖炉室2，阀门91也为长方体结构，阀门91水平静置时，刚好将竖炉室2的上端封堵住，其一端通过所述阀门旋转轴92可转动地设置于所述竖炉室2内，另一端为悬空端。当阀门91绕着阀门旋转轴92向上转动，阀门91的悬空端的侧壁与竖炉室2的侧壁之间空出可供炉内气体往外排放的排气通道94，阀门91向上转动的角度越大，则炉内气体向外排放的速度越快，排放量越大。熔铝炉内的炉膛差压变送器检测到的信号经过PID运算后发送给所述旋转驱动组件93，所述旋转驱动组件93带动自重比较大的所述阀门91围绕阀门旋转轴92做圆周运动，进而调节炉内压力的大小。

进一步的，所述旋转驱动组件93包括阀门吊起钢绳931、滑轮932、滑轮支架933和卷扬机934，所述滑轮支架933设置在所述竖炉室2的侧壁内，且位于所述阀门旋转轴92的上方，所述滑轮932可转动地设置在所述滑轮支架933；

所述阀门吊起钢绳931的一端连接在所述阀门91的中部，其另一端绕过所述滑轮932并穿出所述熔铝炉后与所述卷扬机934连接，所述卷扬机934电连接于所述熔铝炉内的炉膛差压变送器。

炉膛差压变送器检测的信号经过PID运算后发送给卷扬机934，卷扬机934按照该命令发生对应的转动，卷扬机934的转动使缠绕在卷扬机上的阀门吊起钢绳931带动自重比较大的阀门91围绕阀门旋转轴92做圆周运动，进而调节炉内压力的大小，结构简单，性价比高。

进一步的，如图6所示，所述阀门旋转轴92的一端伸出所述竖炉室2，并套装固定在第一活动齿轮19上；

所述第一活动齿轮19与活动齿条20啮合，且所述活动齿条20同时与第二活动齿轮21啮合，所述第二活动齿轮21套装固定在伺服电机22的旋转轴，所述伺服电机22固定设置在所述竖炉室2的外侧，所述活动齿条20的长度方向垂直于所述阀门旋转轴92的轴向方向。

进一步的，所述凸台3的端面包括第一倾斜面31和第二倾斜面32，所述第一倾斜面31的上端与所述V形结构的内侧壁连接，其下端与所述第二倾斜面32的上端连接；所述第二倾斜面32的下端与所述保温室1的底部连接，所述第一倾斜面31的斜度小于所述第二倾斜面32的斜度。

第一倾斜面31主要用于堆积铝锭，设计得斜度相对小些，以减小铝锭向下滑动的趋势；第二倾斜面32主要用于方便铝液流入保温室1的熔池，设计得斜度相对大些，以促进熔炼过程的紧凑进行。

优选的，所述V形结构的内侧壁与竖直线之间的夹角为30°～40°，所述第一倾斜面31与水平面之间的夹角为15°～30°。

进一步的，所述竖炉室2的上方侧壁设有加料口13，所述加料口13的右侧设有加料装置14；

所述加料装置14包括加料小车141、轨道142、升降驱动组件143和安全防护架144，所述轨道142设置在所述安全防护架144，所述加料小车141在所述升降驱动组件143的带动下，沿着所述轨道142在竖直方向作往复运动。

所述保温室1的侧壁设有使其与外界相通的扒渣口15，所述扒渣口15位于所述第二燃料通道5的正下方。

所述竖炉室2的正上方设有炉膛烟气收集罩16，所述扒渣口15的正上方设有烟气收集罩18。

以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。