專利名稱：納米保溫結(jié)晶裝置及有色金屬節(jié)能氣化爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明提供一種納米保溫結(jié)晶裝置以及采用該結(jié)晶裝置的有色金屬節(jié)能氣化爐，屬于有色金屬熔化爐設(shè)備領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的有色金屬熔化爐結(jié)晶裝置，材料大都使用鐵材或鋼材且結(jié)晶裝置與爐體相連，直接在爐體出料前的鋼板或鐵板上裁出U型槽的形狀，有色金屬在爐內(nèi)熔化完全后通過U型鋼材(或鐵材)結(jié)晶裝置時快速降溫，結(jié)晶成固體有色金屬，從而完成結(jié)晶過程。中國專利申請CN201110100831.2公開了一種鋁合金復(fù)合鑄錠的連鑄方法及其裝置，屬于鋁合金鑄造技術(shù)領(lǐng)域，裝置包括分體結(jié)晶器、合金液分配器、熱頂板和引錠，其中引錠的上方固定連接兩個擋板，每個擋板上方與冷卻板連接；兩個冷卻板將分體結(jié)晶器內(nèi)部分為芯材熔體腔和表材熔體腔；方法為:將待復(fù)合的兩種合金分別熔煉、精煉、靜置；向冷卻板水腔和水箱內(nèi)通入冷卻水并保持水流動；將芯材合金液導入芯材熔體腔；將表材合金液導入表材熔體腔；啟動引錠開始鑄造。本發(fā)明能夠確保表材合金液態(tài)流動均勻，液面穩(wěn)定，溫度均勻，消除高冷卻強度的三角區(qū)，確保冷卻板下的形成的支撐面沿冷卻板水平方向溫度均勻，確保復(fù)合面的全面冶金結(jié)合。其存在的不足是，分體結(jié)晶器內(nèi)部為空腔，大面水箱和側(cè)面水箱完成冷卻，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制作困難，使用/維修成本高。中國專利CN201020631057.9公開了一種用于連鑄結(jié)晶器銅管加工設(shè)備的結(jié)晶器銅管分體式成品凹模，它包括有凹模體，該凹模體的中間設(shè)置有成型方口，在凹模體的后面于成型方口的兩側(cè)對稱設(shè)置有凹模轉(zhuǎn)動凸弧面，其所述的凸弧面由分體成型的一對活動塊經(jīng)連接螺釘固定連接在凹模體的后面而構(gòu)成。本實用新型采用分體成型凹模體和活動塊，經(jīng)螺釘連接組合成成品凹模，具有加工工藝簡單、加工效率和原材料利用率高、生產(chǎn)成本低的特點。其存在的不足是，該結(jié)構(gòu)適于加工銅管等有色金屬管狀產(chǎn)品，由于其保溫措施不當，容易產(chǎn)生結(jié)晶不均勻的問題。`在現(xiàn)有的有色金屬熔化拉絲結(jié)晶工藝中，使用鋼材或鐵材制成的結(jié)晶裝置使得液態(tài)有色金屬流出時降溫速度過快，結(jié)晶成的有色金屬絲在拉絲過程中容易出現(xiàn)斷絲，工人操作難度也會相對增加。而且使用鋼材或鐵材制成的結(jié)晶裝置容易腐蝕，使用壽命短，由于這種結(jié)晶裝置與爐體相連，一體性也造成結(jié)晶裝置的更換困難，不利于良性生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)以上現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明要解決的問題是:提供一種保證液態(tài)有色金屬的溫度，提高結(jié)晶質(zhì)量，易操作，有效提高了生產(chǎn)效率的納米保溫結(jié)晶裝置。本發(fā)明的另一目的是，提供一種采用該納米保溫結(jié)晶裝置，使得熔化拉絲成本低，成品率高，質(zhì)量穩(wěn)定，節(jié)能的有色金屬節(jié)能氣化爐。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種納米保溫結(jié)晶裝置，包括基座，其特征在于:基座上部設(shè)置若干滑槽，相鄰兩個滑槽之間設(shè)置U型板和成型板，U型板設(shè)置U型槽，成型板設(shè)置結(jié)晶孔，U型板和成型板重疊設(shè)置，結(jié)晶孔與U型槽相適應(yīng)，納米保溫材料制作的U型板一側(cè)與熔化的液態(tài)有色金屬相接觸，液態(tài)有色金屬依次通過U型槽和結(jié)晶孔，降溫結(jié)晶為有色金屬絲。有色金屬，例如鋁，在熔化爐內(nèi)熔化為液態(tài)，通過液態(tài)有色金屬通道流進拉絲爐進行拉絲，流出爐體時通過納米保溫結(jié)晶裝置降溫冷卻為固體，由于納米保溫材質(zhì)的U型板的保溫性能好，不至于造成與成型板之間傳導換熱過快，使得液態(tài)在流經(jīng)結(jié)晶裝置時降溫速度變慢，保溫效果好，形成的固態(tài)金屬較為柔軟，為進行下一道工序(如拉絲)打好了基礎(chǔ)。納米保溫結(jié)晶裝置采用U型板和成型板分開的分體式結(jié)構(gòu)，便于組裝和調(diào)整，拆卸方便，可以根據(jù)客戶要求更改結(jié)晶裝置的成型板、U型板的大小、厚度以及結(jié)晶孔直徑等，增強了實用性、生產(chǎn)的多樣性。納米保溫材質(zhì)，可以是納米級耐熱陶瓷，也可是納米級氧化鋁等。

其中:所述的U型板通過螺栓固定在相鄰兩個滑槽之間的基座上。U型板既可以卡在滑槽之間，也可以為了增加牢固性，設(shè)置螺栓固定。這種設(shè)置可以解決普通現(xiàn)有技術(shù)中頻繁更換帶來的停產(chǎn)停車，提高生產(chǎn)的連貫性。所述的螺栓設(shè)置固定板，固定板通過螺栓壓緊相鄰的兩個U型板，螺栓末端固定在滑槽之間。一根螺栓一塊固定板，可以通過兩端分別固定兩個U型板，節(jié)約材料，更換U型板時，維護簡便。所述的成型板可以在滑槽內(nèi)水平移動，結(jié)晶孔的相對運動軌跡始終在U型槽范圍。保證拉絲質(zhì)量的同時，可以為了適應(yīng)不同的拉絲機纏絲機，便于調(diào)節(jié)相鄰兩根金屬絲之間的距離。所述的U型板(4)的厚度為15mm。保證降溫效果，既要保證液態(tài)有色金屬進入成型板之前的溫度在695° -1500°，又要保證其溫度開始下降，從熔點以上開始降溫，結(jié)晶時的溫度，提高拉絲質(zhì)量。所述的成型板(5)采用鋼板，厚度為20mm。保證溫度下降，結(jié)晶均勻，提高拉絲質(zhì)量。一種采用上述納米保溫結(jié)晶裝置的有色金屬節(jié)能氣化爐，包括熔化爐和拉絲爐，熔化爐內(nèi)部設(shè)置熔化池，熔化爐一側(cè)設(shè)置與之連通的拉絲爐，拉絲爐與熔化池底部設(shè)置液態(tài)有色金屬通道，其特征在于:熔化爐上部設(shè)置與拉絲爐相連通的熱氣通道，拉絲爐的拉絲口設(shè)置納米保護結(jié)晶裝置，拉絲口的下部固定納米保護結(jié)晶裝置的基座，基座高度與拉絲爐的液態(tài)有色金屬通道的底部一致。液態(tài)有色金屬流入拉絲口，其水平高度接近納米保護結(jié)晶裝置的結(jié)晶孔，熱氣通道將熔化爐的剩余熱氣導入拉絲爐進行保溫，同時納米保護結(jié)晶裝置的U型板也避免散熱過快，使得液態(tài)在流經(jīng)結(jié)晶裝置時降溫速度變慢，保溫效果好，形成的固態(tài)金屬較為柔軟，為進行下一道工序(如拉絲)打好了基礎(chǔ)。該保溫措施的設(shè)置，節(jié)約了能源，熔化拉絲成本低，成品率高，質(zhì)量穩(wěn)定。作為進一步優(yōu)化:所述的拉絲爐設(shè)置拉絲保溫熱氣通道，拉絲保溫熱氣通道聯(lián)通熔化爐頂部和拉絲爐的拉絲口。為了進一步保證液態(tài)有色金屬的溫度，將熔化爐頂部的剩余熱氣導入拉絲爐的拉絲口，與U型板一起保證液態(tài)有色金屬的溫度，進一步提高拉絲質(zhì)量。
所述的熔化爐設(shè)置保溫裝置，保溫裝置包括設(shè)置在爐壁中的保溫材料，保溫材料中設(shè)置若干真空管。所述的真空管為高鋁材質(zhì)。通過在爐襯和殼體之間使用真空管加納米絕熱材料，可以起到很好的保溫效果，有效地減少熱量的流失，降低爐內(nèi)能耗，減小煙氣排放，降低環(huán)境污染。采用廢棄高鋁真空管，使廢材回收利用，經(jīng)濟環(huán)保。本發(fā)明的納米保溫結(jié)晶裝置所具有的有益效果是:在成型板與液態(tài)有色金屬接觸的一側(cè)設(shè)置U型板，由于納米保溫材質(zhì)的U型板的保溫性能好，不至于造成液態(tài)有色金屬與成型板之間傳導換熱過快，使得液態(tài)有色金屬在流經(jīng)結(jié)晶裝置時降溫速度變慢，保溫效果好，形成的固態(tài)金屬較為柔軟，為進行下一道工序(如拉絲)打好了基礎(chǔ)。通過其他改進，一體性優(yōu)化，使得該裝置便于更換維修，便于調(diào)整結(jié)晶拉絲參數(shù)和數(shù)量，保證液態(tài)有色金屬的溫度，提高結(jié)晶質(zhì)量，易操作，有效提高了生產(chǎn)效率。分體式納米保溫結(jié)晶裝置解決了傳統(tǒng)結(jié)晶器造成的液體金屬降溫快、結(jié)晶成的固態(tài)金屬質(zhì)地較硬、工人不容易操作等難題，并延長了結(jié)晶器的使用壽命。采用上述裝置的有色金屬節(jié)能氣化爐的有益效果是，通過在熔化爐上部設(shè)置與拉絲爐相連通的熱氣通道，拉絲爐的拉絲口設(shè)置納米保護結(jié)晶裝置，拉絲口的下部固定納米保護結(jié)晶裝置的基座，基座高度與拉絲爐的液態(tài)有色金屬通道的底部一致，熱氣通道將熔化爐的剩余熱氣導入拉絲爐進行保溫，同時納米保護結(jié)晶裝置的U型板也避免散熱過快，使得液態(tài)在流經(jīng)結(jié)晶裝置時降溫速度變慢，保溫效果好，形成的固態(tài)金屬較為柔軟，為進行下一道工序(如拉絲)打好了基礎(chǔ)。該保溫措施的設(shè)置，節(jié)約了能源，熔化拉絲成本低，成品率高，質(zhì)量穩(wěn)定。通過整體優(yōu)化設(shè)計，由于氣體燃料直接在熔化爐內(nèi)燃燒對有色金屬直接加熱，減少了流通散熱過程，通過兩條熱氣通道將剩余熱氣用于拉絲爐保溫，提高了熱效率；本發(fā)明清潔環(huán)保，燃燒充分，熱效率高，節(jié)能，熔化及拉絲結(jié)晶成品率高。


圖1為本發(fā)明的納米保溫結(jié)晶裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1的 俯視圖；圖3為本發(fā)明的納米保溫結(jié)晶裝置的U型板的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本發(fā)明的有色金屬節(jié)能氣化爐的結(jié)構(gòu)示意圖；其中:1、基座2、滑槽3、結(jié)晶孔4、U型板5、成型板6、螺栓7、固定板
8、U型槽9、納米保溫結(jié)晶裝置10、熱氣通道11、爐門12、爐壁13、燃氣進口 14、熔化池15、爐床16、爐底17、拉絲爐18、拉絲保溫熱氣通道。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施例做進一步描述:實施例1:如圖1-3所示，基座I上部設(shè)置若干滑槽2，相鄰兩個滑槽2之間設(shè)置U型板4和成型板5，U型板4設(shè)置U型槽8，成型板5設(shè)置結(jié)晶孔3，U型板4和成型板5重疊設(shè)置，結(jié)晶孔3與U型槽8相適應(yīng)，納米保溫材料制作的U型板4 一側(cè)與熔化的液態(tài)有色金屬相接觸，液態(tài)有色金屬依次通過U型槽8和結(jié)晶孔3，降溫結(jié)晶為有色金屬絲。有色金屬，例如鋁，在熔化爐內(nèi)熔化為液態(tài)，通過液態(tài)有色金屬通道流進拉絲爐進行拉絲，流出爐體時通過納米保溫結(jié)晶裝置降溫至695°左右冷卻為固體，由于納米保溫材質(zhì)的U型板4的保溫性能好，不至于造成液態(tài)有色金屬與成型板之間傳導換熱過快，使得液態(tài)有色金屬在流經(jīng)結(jié)晶裝置時降溫速度變慢，保溫效果好，形成的固態(tài)金屬較為柔軟，為進行下一道工序(如拉絲)打好了基礎(chǔ)。U型板4通過螺栓6固定在相鄰兩個滑槽2之間的基座I上。螺栓6設(shè)置固定板7，固定板7通過螺栓6壓緊相鄰的兩個U型板4，螺栓末端固定在滑槽2之間。成型板5可以在滑槽2內(nèi)水平移動，結(jié)晶孔3的相對運動軌跡始終在U型槽8范圍。U型板4的厚度為15mm。成型板5采用鋼板，厚度為20mm。實施例2:如圖4所示，采用實施例1的納米保溫結(jié)晶裝置的有色金屬節(jié)能氣化爐，包括熔化爐和拉絲爐17，熔化爐內(nèi)部設(shè)置熔化池14，熔化爐一側(cè)設(shè)置與之連通的拉絲爐17，拉絲爐17與熔化池14底部設(shè)置液態(tài)有色金屬通道，熔化爐上部設(shè)置與拉絲爐17相連通的熱氣通道10，拉絲爐17的拉絲口設(shè)置納米保護結(jié)晶裝置9，拉絲口的下部固定納米保護結(jié)晶裝置9的基座1，基座I高度與拉絲爐17的液態(tài)有色金屬通道的底部一致。拉絲爐17設(shè)置拉絲保溫熱氣通道18，拉絲保溫熱氣通道18聯(lián)通熔化爐頂部和拉絲爐17的拉絲口。液態(tài)有色金屬流入拉絲口，其水平高度接近納米保護結(jié)晶裝置9的結(jié)晶孔3，熱氣通道10將熔化爐的剩余熱氣導入 拉絲爐17進行保溫，同時納米保護結(jié)晶裝置的U型板4也避免散熱過快；拉絲保溫熱氣通道18將熔化爐頂部的剩余熱氣導入拉絲爐17的拉絲口，與U型板4 一起保證液態(tài)有色金屬的溫度，進一步提高拉絲質(zhì)量。熔化爐和拉絲爐17共用一個爐底16。液態(tài)有色金屬通道底部設(shè)置傾斜的爐床15，使得液態(tài)的有色金屬方便順暢地流入拉絲爐17。熔化爐設(shè)置爐門11，熔化爐的爐壁12設(shè)置回旋燃燒器，回旋燃燒器外部連接氣體燃料與空氣混合管?；匦紵靼ㄔO(shè)置在爐壁12的燃氣進口 13和噴火嘴，燃氣進口 13設(shè)置在圓柱形熔化池14上方，向下傾斜。氣體燃料可以是煤氣、天然氣、甲烷、乙炔等，燃燒時和空氣混合，不產(chǎn)生黑煙和雜質(zhì)，清潔環(huán)保。點燃噴火嘴以后，火焰先向下噴射加熱，再上返加熱，燃燒充分，提高加熱效率。熔化爐設(shè)置保溫裝置，保溫裝置包括設(shè)置在爐壁12中的保溫材料，保溫材料中設(shè)置若干真空管。真空管為高鋁材質(zhì)。熱能從爐壁12向外傳遞過程中，由于高鋁質(zhì)真空管的設(shè)置，熱傳導的路徑和面積明顯減少；由于管內(nèi)為真空狀態(tài)，杜絕了熱量在管內(nèi)通過對流方式傳遞，而高鋁質(zhì)真空管本身既阻擋了熱量的輻射傳遞又降低了熱量的傳導效果，使保溫效果更佳，進一步提高節(jié)能效果。實驗證明:由于爐壁保溫措施，熔化爐剩余熱氣在拉絲爐的二次利用，剩余熱氣在拉絲口的二次利用，以及納米保護結(jié)晶裝置9的保溫效果，在保證熔化拉絲質(zhì)量的前提下，整體節(jié)能達到30-40%。一次性成品率達到98 %。
權(quán)利要求
1.一種納米保溫結(jié)晶裝置，包括基座(1)，其特征在于:基座(I)上部設(shè)置若干滑槽(2)，相鄰兩個滑槽(2)之間設(shè)置U型板(4)和成型板(5)，U型板(4)設(shè)置U型槽(8)，成型板(5)設(shè)置結(jié)晶孔(3)，U型板(4)和成型板(5)重疊設(shè)置，結(jié)晶孔(3)與U型槽(8)相適應(yīng)，納米保溫材料制作的U型板一側(cè)與熔化的液態(tài)有色金屬相接觸，液態(tài)有色金屬依次通過U型槽(8)和結(jié)晶孔(3)，降溫結(jié)晶為有色金屬絲。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米保溫結(jié)晶裝置，其特征在于:所述的U型板(4)通過螺栓(6)固定在相鄰兩個滑槽(2)之間的基座(I)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的納米保溫結(jié)晶裝置，其特征在于:所述的螺栓(6)設(shè)置固定板(7)，固定板(7)通過螺栓(6)壓緊相鄰的兩個U型板(4)，螺栓末端固定在滑槽(2)之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米保溫結(jié)晶裝置，其特征在于:所述的成型板(5)可以在滑槽(2)內(nèi)水平移動，結(jié)晶孔(3)的相對運動軌跡始終在U型槽(8)范圍。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的納米保溫結(jié)晶裝置，其特征在于:所述的U型板(4)的厚度為15mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的納米保溫結(jié)晶裝置，其特征在于:所述的成型板(5)采用鋼板，厚度為20mm。
7.一種采用權(quán)利要求1所述納米保溫結(jié)晶裝置的有色金屬節(jié)能氣化爐，包括熔化爐和拉絲爐(17)，熔化爐內(nèi)部設(shè)置熔化池(14)，熔化爐一側(cè)設(shè)置與之連通的拉絲爐(17)，拉絲爐(17)與熔化池(14)底部設(shè)置液態(tài)有色金屬通道，其特征在于:熔化爐上部設(shè)置與拉絲爐(17)相連通的熱氣通道(10)，拉絲爐(17)的拉絲口設(shè)置納米保護結(jié)晶裝置(9)，拉絲口的下部固定納米保護結(jié)晶裝置(9)的基座(I )，基座(I)高度與拉絲爐的液態(tài)有色金屬通道的底部一致。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的有色金屬節(jié)能氣化爐，其特征在于:所述的拉絲爐(17)設(shè)置拉絲保溫熱氣通道(18 )，拉絲保溫熱氣通道(18 )聯(lián)通熔化爐頂部和拉絲爐(17 )的拉絲口。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的有色金屬節(jié)能氣化爐，其特征在于:所述的熔化爐設(shè)置保溫裝置，保溫裝置包括設(shè)置在爐壁(12)中的保溫材料，保溫材料中設(shè)置若干真空管。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的有色金屬節(jié)能氣化爐，其特征在于:所述的真空管為高鋁材 質(zhì)。
全文摘要
一種納米保溫結(jié)晶裝置及有色金屬節(jié)能氣化爐，屬于有色金屬熔化爐設(shè)備領(lǐng)域。包括基座(1)，其特征在于基座(1)上部設(shè)置若干滑槽(2)，滑槽(2)之間設(shè)置U型板(4)和成型板(5)，U型板(4)設(shè)置U型槽(8)，納米保溫材料制作的U型板一側(cè)與熔化的液態(tài)有色金屬相接觸，液態(tài)有色金屬依次通過U型槽(8)和結(jié)晶孔(3)，降溫結(jié)晶為有色金屬絲。由于納米保溫材質(zhì)的U型板的保溫性能好，使得液態(tài)在流經(jīng)結(jié)晶裝置時降溫速度變慢，形成的固態(tài)金屬較為柔軟，為進行下一道工序(如拉絲)打好了基礎(chǔ)。采用本裝置的有色金屬節(jié)能氣化爐，節(jié)約了能源，熔化拉絲成本低，成品率高，質(zhì)量穩(wěn)定。
文檔編號B22D25/02GK103231041SQ20131015122
公開日2013年8月7日 申請日期2013年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月27日
發(fā)明者許在天 申請人:淄博在天工貿(mào)有限責任公司