專利名稱：：鋁屑沉熔設備的制作方法
技術(shù)領域：
：本發(fā)明涉及一種鋁屑回收熔化爐，尤其涉及一種高效的鋁屑沉熔設備。
背景技術(shù)：
：目前對于鋁屑的回收熔化方式主要有以下幾種一是，直接加熱熔化，這樣做能耗大、環(huán)境污染嚴重，除此之外最大的問題就是氧化燒損，對于小尺寸的鋁屑來說，該熔化方式氧化燒損相當嚴重，造成資源極大的浪費；二是，將鋁屑打包擠壓成塊后加入爐內(nèi)熔化，雖然比將鋁屑直接加入熔煉室氧化燒損降低很多，但燒損率仍然高達1015%;第三種是，鋁液覆蓋熔化技術(shù)，將鋁屑投入爐中，利用高溫鋁液作為鋁屑熔化的熱源，不用火焰直接加熱鋁屑，從而減少了鋁屑的氧化燒損，該方法是比較經(jīng)濟、環(huán)保的鋁屑再生方法，在鋁屑回收方面優(yōu)越性非常突出，其氧化燒損可以做到《4%。鋁屑投入鋁液熔化，氧化燒損小，但由于鋁屑具有質(zhì)量輕，且面積較大的特性，鋁屑會浮在鋁液表面難以進入鋁液中，如何能使鋁屑快速被鋁液覆蓋，盡量減少與空氣的接觸，即鋁屑的沉熔成為該問題的核心技術(shù)。目前對于該問題的解決方法有多種人工攪拌、熔化爐配置機械泵、投料井底部安裝電磁發(fā)生設備等，但這些方法都存在一定的缺點。人工攪拌，是通過人力對鋁液表面進行攪拌來實現(xiàn)鋁屑與鋁液的接觸。鋁液暴露在空氣中的面積比較大，且接觸時間較長，造成氧化損失較大，而且人工攪拌均勻性差、工作效率低、工人勞動環(huán)境惡劣。熔化爐配置機械泵，通過機械泵來抽送鋁液，這就需要機械泵與高溫度鋁液直接接觸，對泵的要求較高，設備故障率高、壽命短、消耗大、金屬回收率低，設備維護費用較高。在投料口底部安裝電磁發(fā)生裝置，將鋁液作為導電體，投料口內(nèi)的鋁液在磁場力的作用下產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運動。但是鋁液這樣的旋轉(zhuǎn)，只是周向的層流運動，并不能很好的將投入的鋁屑巻吸進入鋁液，尤其是體積較小的鋁屑漂浮在鋁液的表面，沉熔效果不理想，因此容易被氧化，形成氧化燒損。如果增大磁動力，使投料口內(nèi)所有鋁液高速旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生較大的離心力，利用離心力將鋁液拋向壁面，再利用壁面反彈力使鋁液反轉(zhuǎn)落回投料口中心，這樣可以形成鋁液湍動旋渦，提高鋁液對加入鋁屑的巻吸能力，但前提是有很強的磁場，就需強電流。缺點是設備龐大，能耗極高。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種高效的鋁屑沉熔設備，旨在解決沉熔能力不足、鋁屑與高溫空氣接觸時間長、氧化燒損大、設備能耗高等問題。本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)鋁屑沉熔設備，包括主熔室、加料井和電磁泵，所述主熔室通過進料管和安裝在進料管上的電磁泵與加料井連接，所述加料井通過安裝在底部的回流管與主熔室相連，構(gòu)成循環(huán)回路，且主熔室上進料管的管口標高高于回流管的管口標高，在主熔室的側(cè)壁靠近底部的位置設有放流口。特點是所述加料井呈圓柱形桶體結(jié)構(gòu)，進料管和回流管的截面為圓形，在豎直方向上進料管與加料井的連接角度為9r93°，回流管與加料井的連接角度為91°93°。主熔室與加料井分開，利用循環(huán)管路連通，由安裝在進料管上的電磁泵為鋁液流動提供動力，主熔室中的鋁水在電磁力的作用下沿著進料管以一定的速度和角度進入加料井，鋁水在圓形的加料井中形成旋渦，進入加料井的鋁屑被形成旋渦流動的鋁水迅速的巻吸、覆蓋，利用鋁液的溫度將加入的鋁屑熔化，未熔化的部分被鋁液經(jīng)過加料井下部的回流管帶回到主熔室。進料管與回流管的截面均為圓形，其直徑隨主熔室及料井大小的不同而不同；加料井呈圓柱形桶體結(jié)構(gòu)，加料井合理直徑和高度，有利于產(chǎn)生較大的旋渦和保證工作時鋁液不會濺出。采用內(nèi)腔斷面為圓形的管路連接主熔室、電磁泵和加料井，進料管和回流管均采用一定的角度和管徑，進料管角度和管徑保證進入加料井的鋁液分別具有一定的切向和法向速度；回流管保證加料井內(nèi)液位高度。進料管上安裝有電磁泵，電磁泵為鋁液運動提供動力，電磁泵可以提供多個檔位的推力和正反兩個推動方向，正向工作時，電磁泵可以將主熔室的鋁液抽出，高速推向加料井。進一步地，上述的鋁屑沉熔設備，其中，電磁泵與進料管之間、進料管與主熔室和加料井之間、回流管與主熔室和加料井之間均采用法蘭連接，螺栓緊固，且法蘭間填塞密封墊，與電磁泵兩端連接的法蘭材質(zhì)為不銹鋼。在進料管和回流管上均安裝有用于檢測管內(nèi)溫度的熱電偶。更進一步地，上述的鋁屑沉熔設備，其中，在所述加料井的壁面上設置有用于清理進料管的清理孔，清理孔與進料管同中心線，可通過該孔清理進料管內(nèi)殘留的鋁渣；在所述加料井的頂部安裝有用于加料井烘干及預熱的頂置燃燒器，頂置燃燒器在加料井烘干和每一次啟動前使用，而且在日常工作中也是加料井溫度的保障；在所述加料井的側(cè)壁上安裝有測溫熱電偶和液位檢測探針。本發(fā)明技術(shù)方案突出的實質(zhì)性特點和顯著的進步主要體現(xiàn)在①采用安裝在進料管上的電磁泵抽動主熔室的鋁液，將其高速推入加料井中，鋁液在加料井中形成旋流強度很大的旋渦，能夠快速巻吸、覆蓋加入料井中的鋁屑；從而解決了沉熔能力不足、鋁屑與高溫空氣接觸時間長、氧化燒損大、設備能耗高等問題；②加料井為圓柱形桶體形狀，加料井與主熔室之間采用圓形管路連接，形成鋁液循環(huán)流動的通路；循環(huán)管路中進料管和回流管的管徑和角度，充分考慮有利于加料井中旋渦的形成；進料管的管徑保證進入加料井的鋁液流量和流速，進入加料井的角度，使得鋁液同時具有相對于圓形加料井橫截面的切向速度和法向速度；回流管的安裝位置有利于旋渦的形成，管徑大小保證加料井中液面高度；③該鋁屑沉熔裝置，結(jié)構(gòu)簡潔，沉熔能力強，生產(chǎn)效率高。下面結(jié)合附圖對本發(fā)明技術(shù)方案作進一步說明圖1:本發(fā)明的俯視示意圖；圖2:加料井中鋁液流動軌跡示意圖；圖3:加料井的主視示意圖。圖中各附圖標記的含義見下表<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>具體實施例方式如圖1所示，一種高效環(huán)保的鋁屑回收熔化爐，主體部分包括主熔室1、電磁泵5和加料井3，在主熔室1的側(cè)壁靠近底部設有放流口6，主熔室1通過進料管4和安裝在進料管上的電磁泵5與加料井3連接，加料井3通過安裝在底部的回流管2與主熔室1相連，構(gòu)成循環(huán)回路，且主熔室l上進料管的管口標高高于回流管的管口標高。其中，加料井3呈圓柱形桶體結(jié)構(gòu)，進料管4和回流管2的截面為圓形，且在進料管4和回流管2上安裝有熱電偶，在豎直方向上進料管4與加料井3的連接角度為9r93°，回流管2與加料井3的連接角度為91°93°。電磁泵5與進料管4之間、進料管4與主熔室1和加料井3之間、回流管2與主熔室1和加料井3之間均采用法蘭連接，螺栓緊固，且法蘭間填塞密封墊，與電磁泵5兩端連接的法蘭材質(zhì)為不銹鋼；在進料管4和回流管2上均安裝有用于檢測管內(nèi)溫度的熱電偶。主熔室l中不斷增加的鋁液，可以通過主熔室的側(cè)壁靠近底部上的放流口6放出，為了保證生產(chǎn)連續(xù)進行，主熔室中的鋁液高度不能低于進料管4在主熔室側(cè)管口的上邊緣。利用安裝在進料管4上的電磁泵5提供動力，主熔室1中的鋁水在磁力的作用下沿著進料管以一定的速度和角度進入加料井3，鋁水在圓形的加料井3中形成旋渦，將加入到加料井的鋁屑迅速的巻吸、覆蓋，并利用鋁液的溫度將加入的鋁屑熔化，有效的避免直接加熱鋁屑造成大量的氧化燒損，鋁液再經(jīng)過加料井下部的回流管2流回到主熔室1。電磁泵5提供動力，鋁液不僅要能夠在設備中循環(huán)流動起來，而且要具有一定的流動速度。在為鋁液流動、產(chǎn)生旋渦提供動力時不與鋁液發(fā)生接觸，不會污染鋁液，從而保證了鋁液的品質(zhì)。進料管4合適的角度和管徑，保障鋁液在進入到加料井時能具有一定的速度和角度，可以將鋁液入口速度分解為水平方向垂直加料井半徑的切向速度和沿加料井壁面向上的法向速度。回流管2的位置和管徑，既有利于料井中鋁液流動時旋渦的形成，又可保證加料井中一定的鋁液液面高度。上述設備用于鋁屑熔化開爐時在熔化室1內(nèi)加入干凈的大塊鋁廢料，進行快速熔化，在熔池內(nèi)形成一定深度的熔液；開啟電磁泵5，在電磁泵力的作用下鋁液經(jīng)過進料管4以一定的速度和角度進入到加料井3中，鋁液在圓形的加料井3中流動形成旋渦，加入的鋁屑迅速被流動的鋁液覆蓋并熔化；鋁液再經(jīng)回流管2回到主熔室。鋁液在加料井中形成的旋渦狀流動，可以有效的將加入的鋁屑巻吸、覆蓋。如圖2所示，主熔室1鋁液深度和溫度達到一定值時，開啟電磁泵5，進料管4中的鋁液在電磁泵力的推動作用下，沿著進料管以一定的速度從鋁液進口A進入加料井3。由于鋁液是沿著一定的方向進入圓形加料井中的，在流體特性的作用下，運動的鋁液沿著圓形加料井壁面運動形成旋渦。鋁液進入加料井時的速度方向按照速度矢量可以分解為切向速度D和沿加料井壁面向上的法向速度C，形成鋁液流動軌跡B。切向速度D促使鋁液旋轉(zhuǎn)流動，法向速度C使鋁液沿著加料井壁面有一定的升高，然后在重力和側(cè)壁反作用力的共同作用下，翻滾回加料井中心，如此在加料井中形成一個很強的不斷向下翻滾的鋁液旋渦。鋁屑投入到加料井后，在旋轉(zhuǎn)和翻滾的雙重作用下瞬間被巻吸進入鋁液，使鋁屑在隔絕空氣的條件下熔化，從而有效的減小了鋁屑的氧化燒損。熔化的鋁屑和原鋁液一起進入循環(huán)。如圖3所示，加料井3具有獨特的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，有利于產(chǎn)生較大的旋渦；在加料井3的壁面上設置有用于清理進料管的清理孔31，井壁安裝熱電偶32，用于檢測加料井溫度；液位檢測探針34，檢測加料井中液面高度，防止金屬液面過高；加料井頂置燃燒器33，其主要作用為加料井烘爐，頂置燃燒器在加料井烘干和每一次啟動時使用，而且在日常工作中也是加料井及管路中溫度的保障。綜上可見，本發(fā)明采用安裝在進料管上的電磁泵抽動主熔室的鋁液，將其高速推入加料井中，鋁液在加料井中形成旋流強度很大的旋渦，能夠快速巻吸、覆蓋加入料井中的鋁屑。加料井為圓柱形桶體結(jié)構(gòu)，加料井與主熔室之間采用圓形管路連接，形成鋁液循環(huán)流動的通路。循環(huán)管路中進料管和回流管的管徑和角度，都充分考慮有利于加料井中旋渦的形成。進料管的管徑保證進入加料井的鋁液流量和流速、進入加料井的角度，使得鋁液同時具有相對于圓形加料井橫截面的切向速度和法向速度?；亓鞴艿陌惭b位置有利于旋渦的形成，管徑大小保證加料井中液面高度。該鋁屑沉熔裝置，結(jié)構(gòu)簡潔，沉熔能力強，生產(chǎn)效率高。需要理解到的是上述說明并非是對本發(fā)明的限制，在本發(fā)明構(gòu)思范圍內(nèi)，所進行的添加、變換、替換等，也應屬于本發(fā)明的保護范圍。權(quán)利要求鋁屑沉熔設備，包括主熔室(1)、加料井(3)和電磁泵(5)，所述主熔室(1)通過進料管(4)和安裝在進料管上的電磁泵(5)與加料井(3)連接，所述加料井(3)通過安裝在底部的回流管(2)與主熔室(1)相連，構(gòu)成循環(huán)回路，主熔室(1)上進料管的管口標高高于回流管的管口標高，在主熔室(1)的側(cè)壁靠近底部的位置設有放流口(6)，其特征在于所述加料井(3)為圓柱形桶體結(jié)構(gòu)，進料管(4)和回流管(2)的截面為圓形，在豎直方向上進料管(4)與加料井(3)的連接角度為91°～93°，回流管(2)與加料井(3)的連接角度為91°～93°。2.根據(jù)權(quán)利要求l所述的鋁屑沉熔設備，其特征在于所述電磁泵(5)與進料管(4)之間、進料管(4)與主熔室(1)和加料井(3)之間、回流管(2)與主熔室(1)和加料井(3)之間均采用法蘭連接，且法蘭間填塞密封墊。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁屑沉熔設備，其特征在于在進料管(4)和回流管(2)上均安裝有用于檢測管內(nèi)溫度的熱電偶。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁屑沉熔設備，其特征在于在所述加料井(3)的壁面上設置有用于清理進料管的清理孔(31)，在所述加料井(3)的頂部安裝有用于加料井烘干及預熱的頂置燃燒器(33)，在所述加料井(3)的側(cè)壁上安裝有測溫熱電偶(32)和液位檢測探針(34)。全文摘要本發(fā)明涉及鋁屑沉熔設備，主要包括主熔室、電磁泵、加料井及連接管路，主熔室通過進料管和安裝在進料管上的電磁泵與加料井連接，加料井通過安裝在底部的回流管與主熔室相連，構(gòu)成循環(huán)回路，加料井呈圓柱形桶體結(jié)構(gòu)，進料管和回流管的截面為圓形，豎直方向上進料管與加料井的連接角度為91°～93°，回流管與加料井的連接角度為91°～93°。水平方向上進料管進入加料井的角度使得鋁液同時具有相對于圓形加料井橫截面的切向速度和法向速度，回流管的安裝位置利于旋渦的形成，管徑大小保證加料井中液面高度，使鋁液在加料井中形成旋流強度很大的旋渦，能夠快速卷吸、覆蓋加入料井中的鋁屑。該沉熔裝置，沉熔能力強，生產(chǎn)效率高。文檔編號F27B14/16GK101699203SQ20091021157公開日2010年4月28日申請日期2009年11月6日優(yōu)先權(quán)日2009年11月6日發(fā)明者余廣松,張衛(wèi)軍,楊光勇,謝曉燕申請人:蘇州新長光熱能科技有限公司