本發(fā)明屬于鋁合金熔煉方法領(lǐng)域,具體涉及一種鋁合金熔化方法。
背景技術(shù):
作為第二大基礎(chǔ)金屬材料,鋁合金具有熔點(diǎn)低、密度小、沖擊吸收性好、熱傳導(dǎo)性好、光反射性強(qiáng)等一系列優(yōu)點(diǎn),在世界的消耗量?jī)H次于鋼鐵,其應(yīng)用非常廣泛,在國(guó)防工業(yè)建設(shè)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中具有不可或缺的作用和地位。因此,鋁合金的熔體制備、應(yīng)用技術(shù)一直是廣受關(guān)注的熱點(diǎn)課題。自倡導(dǎo)“節(jié)能減排”以來(lái),鋁合金熔體制備技術(shù)更是廣受關(guān)注。
目前,廣泛采用的鋁合金熔化方法仍是采用集中熔化爐的傳統(tǒng)火焰燃燒法(集中熔化爐的具體結(jié)構(gòu)可參見(jiàn)公告號(hào)CN202734519U,名為:“一種鋁合金集中熔化爐”的技術(shù)方案)。該方法是利用熔化燃燒噴嘴產(chǎn)生的火焰直接加熱經(jīng)送料通道投入的待熔的鋁料,并使得鋁料熔化形成熔滴滴落并匯集至爐膛熔池中。具體燃燒方式示意圖可見(jiàn)附圖1。雖然此方法熱效率高,熔化速度快,但由于熔化燃燒噴嘴的火焰直接噴吹鋁料,火焰與熔滴直接接觸,易造成熔體氧化、燒損嚴(yán)重的問(wèn)題。燒損產(chǎn)生的氧化物進(jìn)入熔池,導(dǎo)致鋁液質(zhì)量差,在后續(xù)除渣精煉時(shí)需要投入較多的除渣精煉劑,增加了除渣精煉劑用量和除渣時(shí)間。不僅如此,由于鋁合金自身具有較強(qiáng)的吸氣性且熔滴溫度高,熔滴在滴入熔池的過(guò)程中極易將氣體卷入熔池。此外,熔化燃燒噴嘴的火焰燃燒會(huì)產(chǎn)生大量的高溫?zé)煔?,然而這些高溫?zé)煔鈺?huì)直接流入煙氣回收系統(tǒng),存在較大的熱能損失,不符合節(jié)能減排的號(hào)召。
此外,一些大型企業(yè)為滿(mǎn)足大量的鋁合金熔體需求,引進(jìn)了蓄熱式燃燒鋁合金反射熔煉爐。具體燃燒方式示意圖可見(jiàn)附圖2。鋁料被投入熔化室后,受到燃燒噴嘴的燃燒火焰加熱熔化,熔化后的鋁液通過(guò)熔化室底部通道進(jìn)入保溫室保溫,等待下一步處理。熔化室的燃燒噴嘴與保溫室的燃燒噴嘴均有蓄熱材料,當(dāng)高溫?zé)煔饨?jīng)過(guò)燃燒噴嘴排出時(shí),其熱量被蓄熱材料儲(chǔ)存以預(yù)熱助燃空氣。當(dāng)燃燒噴嘴燃燒時(shí),助燃空氣通過(guò)蓄熱材料時(shí)被預(yù)熱至800℃左右,使得燃燒效率得到提高,而此時(shí)高溫?zé)煔鈴娜紵龂娮炫?,熱量被蓄熱材料?chǔ)存。反之,當(dāng)燃燒噴嘴燃燒時(shí),高溫?zé)煔鈴娜紵龂娮炫?,熱量被蓄熱材料?chǔ)存以進(jìn)行下一個(gè)循環(huán)周期。由于助燃空氣是經(jīng)過(guò)預(yù)熱的,燃?xì)獾娜紵实玫教岣撸墒谷細(xì)獾氖褂昧繙p少,燒嘴的使用壽命延長(zhǎng),且能充分回收煙氣余熱。相對(duì)火焰燃燒法而言,鋁合金熔體氧化燒損、卷起的問(wèn)題也能夠得到一定程度的解決。但是,這種設(shè)備僅適用于大量的鋁合金熔體的制備,對(duì)于小型企業(yè)來(lái)說(shuō),此種方法并不適用,也不節(jié)能、經(jīng)濟(jì)。
另外,文獻(xiàn)1(蔡敬文,周紹芳,孫賢剛.連續(xù)式雙室鋁熔化保溫爐的研究設(shè)計(jì)[J].煤炭技術(shù). 2009, 28(12): 141-143)在反射爐與豎式熔煉爐的基礎(chǔ)上,提出了一種連續(xù)式雙室鋁熔化保溫爐。該產(chǎn)品創(chuàng)新集成地應(yīng)用了豎爐節(jié)能技術(shù),空氣預(yù)熱節(jié)能技術(shù)及雙室爐浸沒(méi)式熔化技術(shù)等先進(jìn)的高新技術(shù),顯著地降低了能耗,提高了熔化速度,減少了鋁料的燒損量,提高了生產(chǎn)率。然而,結(jié)合文獻(xiàn)1對(duì)該爐的描述以及生產(chǎn)實(shí)際,其存在如下問(wèn)題:1)鋁料經(jīng)豎爐直接滑入熔化室熔化,鋁料在豎爐中的停留和預(yù)熱時(shí)間不可控,即使高溫?zé)煔飧哌_(dá)1000℃,鋁料在豎爐與熔化室內(nèi)也很難利用煙氣余熱達(dá)到接近熔化狀態(tài)(550℃-560℃);2)如若鋁料形狀不規(guī)則或體積太大,會(huì)卡在豎爐內(nèi),而不會(huì)自動(dòng)滑入熔化室,會(huì)在卡住處持續(xù)受熱直至熔化形成熔滴滴入熔化室,而此時(shí)鋁料的熔化方式并不是該文獻(xiàn)所述的浸沒(méi)式熔化;3)高溫?zé)煔饨?jīng)過(guò)高溫澆注水平氣動(dòng)煙閥、高溫雙行程空氣預(yù)熱器以及高溫澆注煙管后方才進(jìn)入豎爐,即使使用保溫材料,高溫?zé)煔庖矔?huì)存在一定程度的熱損失,并沒(méi)有得到最大限度地利用;4)同蓄熱式燃燒鋁合金反射熔煉爐一樣,該產(chǎn)品是針對(duì)規(guī)?;a(chǎn)而設(shè)計(jì)的,更適用于大中型企業(yè)生產(chǎn),對(duì)于小型企業(yè)而言,該產(chǎn)品并不適用,也不具有節(jié)能性、經(jīng)濟(jì)性。
因此,在保持高效快速、節(jié)能減排的基礎(chǔ)上,如何減少鋁合金熔化過(guò)程中產(chǎn)生的氧化燒損、卷氣等,提出同時(shí)適用于大、中、小型企業(yè)的鋁合金熔化方法是本領(lǐng)域技術(shù)人員目前亟待解決的問(wèn)題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足,本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是:如何提供一種能夠降低鋁合金熔化過(guò)程中氧化、燒損和卷氣的發(fā)生率,提高鋁液質(zhì)量的鋁合金熔化方法。
為了解決上述技術(shù)問(wèn)題,本發(fā)明采用了如下的技術(shù)方案:
一種鋁合金熔化方法,包括獲取熔化爐,并采用熔化爐來(lái)熔化鋁料的步驟:所述熔化爐包括具有外殼的保溫室,所述保溫室的內(nèi)部形成有用于盛裝鋁合金熔體的熔池,所述保溫室能夠維持熔池內(nèi)的鋁合金始終處于熔融狀態(tài);所述保溫室的側(cè)壁上還設(shè)置有送料通道和取湯通道,且鋁料經(jīng)所述傾斜角經(jīng)傾斜角約為鋁料安息角的送料通道能夠在推板的作用下掉落至所述熔池內(nèi),所述取湯通道能夠使得所述熔池內(nèi)的鋁合金熔體向外輸出;
還包括預(yù)加熱鋁料的步驟:其特征在于:鋁料經(jīng)所述傾斜角經(jīng)傾斜角約為鋁料安息角的送料通道掉落至所述熔池之前預(yù)加熱至接近熔化狀態(tài)的固態(tài)狀。
傳統(tǒng)的火焰燃燒方法是利用熔化燃燒噴嘴產(chǎn)生的火焰直接加熱經(jīng)送料通道投入的待熔的鋁料,并使得鋁料熔化形成熔滴滴落并匯集至爐膛熔池中。上述熔滴直接暴露在氧化性較強(qiáng)的高溫?zé)煔庵胁⒊霈F(xiàn)氧化、燒損和卷氣的現(xiàn)象,對(duì)熔池內(nèi)的鋁合金溶液的質(zhì)量構(gòu)成不利影響。
本發(fā)明的鋁合金熔化方法,由于鋁料經(jīng)所述送料通道掉落至所述熔池之前預(yù)加熱至接近熔化狀態(tài)的固態(tài)狀,故鋁料在掉落至熔池之前不會(huì)有熔滴產(chǎn)生,能夠有效預(yù)防氧化、燒損和卷氣的現(xiàn)象的發(fā)生。又因?yàn)殇X料經(jīng)預(yù)加熱后,掉落至熔池內(nèi)且位于液面以下位置,故鋁料在液面以下受到其周?chē)X合金熔體的傳熱而快速熔化,且剛?cè)刍匿X合金不直接與氧化性較強(qiáng)的高溫?zé)煔庵苯咏佑|,即熔池內(nèi)待熔鋁料的比表面積減小,氧化燒損量大幅度減小。并且,由于熔化的鋁合金熔體不會(huì)與高溫?zé)煔饨佑|,使得鋁合金熔體易卷氣的問(wèn)題也得到明顯改善。
作為優(yōu)選,鋁料經(jīng)預(yù)加熱后的溫度為400攝氏度至600攝氏度。
申請(qǐng)人通過(guò)長(zhǎng)期研究得知,上述優(yōu)選預(yù)加熱的溫度范圍,能夠適用于不同鋁合金牌號(hào)的鋁合金,使得各種鋁合金牌號(hào)的鋁合金均能夠在預(yù)加熱鋁料的步驟中“預(yù)加熱至接近熔化狀態(tài)的固態(tài)狀”。確保本發(fā)明的鋁合金熔化方法使用的有效性。
作為優(yōu)選,所述熔池上方的所述保溫室上固定安裝有燃燒噴嘴,所述燃燒噴嘴的火焰噴口朝向所述熔池的液面并用于維持熔池內(nèi)的鋁合金始終處于熔融狀態(tài)。
實(shí)施上述優(yōu)選方案后,燃燒噴嘴的火焰直接加熱鋁合金熔池液面,不僅能夠獲得較為理想的保溫效果來(lái)維持熔池內(nèi)的鋁合金始終處于熔融狀態(tài);還通過(guò)熔池液面的張力來(lái)防止燃燒噴嘴的火焰燃燒所產(chǎn)生的高溫?zé)煔獯等胫寥垠w中,有效預(yù)防鋁合金熔體卷氣的情況發(fā)生。
作為優(yōu)選,所述熔化爐還包括換熱系統(tǒng),所述換熱系統(tǒng)包括換熱箱,所述換熱箱內(nèi)部具有密閉的換熱腔,所述換熱腔內(nèi)安裝有換熱盤(pán)管,且所述換熱盤(pán)管的進(jìn)氣管端和出氣管端均密封貫穿所述換熱箱后位于換熱箱外部;所述換熱箱上還密封固定設(shè)置有與所述換熱腔連通的壓縮空氣進(jìn)氣管和輸出管,所述輸出管與所述燃燒噴嘴的空氣進(jìn)氣口密封連通;
所述送料通道整體呈傾斜角經(jīng)傾斜角約為鋁料安息角的傾斜管狀,所述送料通道的下端與所述熔池上方的所述保溫室內(nèi)部密封連通,所述送料通道的上端與所述換熱盤(pán)管的進(jìn)氣管端密封連通。
采用上述優(yōu)選的熔化爐后,能夠通過(guò)送料通道在具有送料功能的同時(shí),還能夠形成燃燒噴嘴的火焰產(chǎn)生的高溫?zé)煔廨敵鐾ǖ溃沟萌刍癄t整體的結(jié)構(gòu)更為簡(jiǎn)單合理。且鋁料能夠更多的吸收燃燒噴嘴的火焰產(chǎn)生的高溫?zé)煔獾臒崃浚嵘邷責(zé)煔獾臒崮芾寐省?/p>
與此同時(shí),高溫?zé)煔獾挠酂犭S后立即進(jìn)入換熱系統(tǒng)來(lái)預(yù)熱燃燒噴嘴所使用的助燃空氣,最大程度地利用了高溫?zé)煔庥酂醽?lái)實(shí)現(xiàn)鋁料和助燃空氣的預(yù)熱,達(dá)到節(jié)能減排目標(biāo)。
作為優(yōu)選,所述預(yù)加熱鋁料的步驟中,所述鋁料是利用所述燃燒噴嘴的火焰燃燒后的高溫?zé)煔膺M(jìn)行預(yù)加熱。
這樣一來(lái),無(wú)需采用其它加熱源來(lái)對(duì)鋁料進(jìn)行預(yù)加熱,使得鋁料的預(yù)加熱過(guò)程更為簡(jiǎn)單。
作為優(yōu)選,所述熔化爐還包括鋁料推送機(jī)構(gòu),所述鋁料推送機(jī)構(gòu)包括推桿和推板;在所述送料通道的上端板處沿送料通道的長(zhǎng)度方向設(shè)置有一組可貫穿送料通道滑動(dòng)的所述推桿,所述推桿位于送料通道內(nèi)部的一端固定連接有用于推送鋁料至所述熔池內(nèi)的所述推板;所述鋁料推送機(jī)構(gòu)還包括進(jìn)料口、進(jìn)料槽、進(jìn)料推板和進(jìn)料推桿,所述進(jìn)料口開(kāi)設(shè)在所述送料通道的側(cè)壁上,所述進(jìn)料槽固定安裝在該側(cè)壁的外表面且與所述進(jìn)料口相貫通,所述進(jìn)料推板與所述進(jìn)料推桿固定相連,且所述進(jìn)料推板可滑動(dòng)地設(shè)置在所述進(jìn)料槽內(nèi)。
上述傾斜的送料通道與鋁料推送機(jī)構(gòu)相結(jié)合的結(jié)構(gòu),有效地解決了鋁料預(yù)熱溫度(也即鋁料預(yù)熱程度)的控制問(wèn)題,能夠?qū)︿X料落入熔池的預(yù)熱溫度進(jìn)行準(zhǔn)確地控制,從而更好的確保鋁合金熔體的質(zhì)量。
作為優(yōu)選,所述預(yù)加熱鋁料的步驟中還包括有鋁料預(yù)加熱的控制方法:所述控制方法包括獲取溫度傳感器來(lái)測(cè)得鋁料的溫度的步驟,所述溫度傳感器為紅外非接觸式溫度傳感器;所述溫度傳感器固定安裝在送料通道的側(cè)壁的外表面。
為了保證溫度傳感器可靠運(yùn)行,該溫度傳感器可通過(guò)風(fēng)冷等方式冷卻。根據(jù)所述紅外非接觸式溫度傳感器的特點(diǎn),在送料通道壁上安裝一塊耐熱高溫隔熱玻璃,玻璃與壁內(nèi)面齊平,玻璃下方安裝所述紅外非接觸式傳感器,并用相應(yīng)設(shè)備固定,在所述紅外非接觸式傳感器底步設(shè)有進(jìn)風(fēng)口,上部設(shè)有出風(fēng)口。
上述優(yōu)選方案在使用時(shí),能夠通過(guò)溫度傳感器來(lái)準(zhǔn)確地獲得鋁料的實(shí)時(shí)溫度值,進(jìn)而在鋁料達(dá)到預(yù)定溫度值后及時(shí)通過(guò)推板來(lái)快速推入至熔池中,確保本熔化方法的實(shí)施的精準(zhǔn)度。
同現(xiàn)有技術(shù)相比較,本發(fā)明的鋁合金熔化方法具有以下有益技術(shù)效果:
(1)由于火焰直接加熱鋁合金熔池液面,鋁料在液面以下受到其周?chē)X合金熔體的傳熱而熔化,相較于傳統(tǒng)的火焰燃燒方法中剛?cè)刍男◇w積的熔滴直接暴露在氧化性較強(qiáng)的高溫?zé)煔庵校景l(fā)明中剛?cè)刍匿X合金并未直接與氧化性較強(qiáng)的高溫?zé)煔庵苯咏佑|,即鋁料的比表面積減小,氧化燒損量大幅度減小。并且,由于熔化的鋁合金熔體不會(huì)與高溫?zé)煔饨佑|,鋁合金熔體易卷氣的問(wèn)題也得到明顯改善。
(2)作為鋁合金熔化的廢氣,高溫?zé)煔鈴臓t膛直接進(jìn)入送料通道預(yù)熱鋁料,隨后立即進(jìn)入換熱系統(tǒng)預(yù)熱助燃空氣,最大程度地利用了煙氣余熱來(lái)實(shí)現(xiàn)鋁料和助燃空氣的預(yù)熱,達(dá)到節(jié)能減排目標(biāo)。
(3)傾斜的送料通道、推桿推送的方式有效地解決了鋁料預(yù)熱溫度的控制問(wèn)題,保證鋁料在送料通道能被預(yù)熱至接近熔化狀態(tài),實(shí)現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)。
(4)本發(fā)明方法不需要帶有蓄熱材料的燃燒噴嘴等復(fù)雜、昂貴設(shè)備,生產(chǎn)線(xiàn)布置簡(jiǎn)單,既能滿(mǎn)足大中型企業(yè)的大量鋁合金熔體需求,又能適用于小型企業(yè)。
附圖說(shuō)明
圖1為背景技術(shù)中的火焰燃燒法所采用的集中熔化爐的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為背景技術(shù)中的蓄熱式燃燒鋁合金反射熔煉爐的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為本發(fā)明鋁合金熔化方法的示意圖。
圖4為圖3中熔化爐的送料通道部分的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖1中標(biāo)記為:
1—保溫燃燒噴嘴,2—熔化燃燒噴嘴,3—送料通道,4—煙氣回收系統(tǒng)入口,5—高溫?zé)煔饬鲃?dòng)路線(xiàn),6—鋁料(圖中的方塊形鋁料僅為示意圖,實(shí)際形狀各異),7—鋁合金熔體。
圖2中標(biāo)記為:
1—鋁料(圖中的方塊形鋁料僅為示意圖,實(shí)際形狀各異),2—送料通道,3—熔化室,4—熔化燃燒噴嘴,5—助燃空氣進(jìn)氣通道,6—高溫?zé)煔獬鰵馔ǖ溃?—保溫燃燒噴嘴,8—保溫室,9—鋁合金熔體。
圖3至圖4中標(biāo)記為:
1—燃燒噴嘴,2—換熱系統(tǒng)入口,3—高溫?zé)煔饬鲃?dòng)路線(xiàn),4—爐門(mén),5—推桿,6—送料通道,7—鋁料(圖中的方塊形鋁料僅為示意圖,實(shí)際形狀各異),8-紅外非接觸式溫度傳感器的風(fēng)冷出風(fēng)口,9-耐熱高溫隔熱玻璃,10-紅外非接觸式溫度傳感器的風(fēng)冷進(jìn)風(fēng)口,11-紅外非接觸式溫度傳感器,12-鋁合金熔體,13-進(jìn)料口爐門(mén),14-進(jìn)料口,15-進(jìn)料槽,16-進(jìn)料推桿。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。其中,針對(duì)描述采用諸如上、下、左、右等說(shuō)明性術(shù)語(yǔ),目的在于幫助讀者理解,而不旨在進(jìn)行限制。
如圖3和圖4所示:
一種鋁合金熔化方法,包括獲取熔化爐,并采用熔化爐來(lái)熔化鋁料的步驟:所述熔化爐包括具有外殼的保溫室,所述保溫室的內(nèi)部形成有用于盛裝鋁合金熔體的熔池,所述保溫室能夠維持熔池內(nèi)的鋁合金始終處于熔融狀態(tài);所述保溫室的側(cè)壁上還設(shè)置有送料通道6和取湯通道(圖中未示出),且經(jīng)所述送料通道6的鋁料能夠掉落至所述熔池內(nèi),所述取湯通道能夠使得所述熔池內(nèi)的鋁合金熔體向外輸出;
還包括預(yù)加熱鋁料的步驟:鋁料經(jīng)所述送料通道6掉落至所述熔池之前預(yù)加熱至接近熔化狀態(tài)的固態(tài)狀。
傳統(tǒng)的火焰燃燒方法是利用熔化燃燒噴嘴1產(chǎn)生的火焰直接加熱經(jīng)送料通道6投入的待熔的鋁料,并使得鋁料熔化形成熔滴滴落并匯集至爐膛熔池中。上述熔滴直接暴露在氧化性較強(qiáng)的高溫?zé)煔庵胁⒊霈F(xiàn)氧化、燒損和卷氣的現(xiàn)象,對(duì)熔池內(nèi)的鋁合金溶液的質(zhì)量構(gòu)成不利影響。
本發(fā)明的鋁合金熔化方法,由于鋁料經(jīng)所述送料通道6掉落至所述熔池之前預(yù)加熱至接近熔化狀態(tài)的固態(tài)狀,故鋁料在掉落至熔池之前不會(huì)有熔滴產(chǎn)生,能夠有效預(yù)防氧化、燒損和卷氣的現(xiàn)象的發(fā)生。又因?yàn)檫_(dá)到鋁料經(jīng)預(yù)加熱后,掉落至熔池內(nèi)且位于液面以下位置,故鋁料在液面以下受到其周?chē)X合金熔體的傳熱而快速熔化,且剛?cè)刍匿X合金不直接與氧化性較強(qiáng)的高溫?zé)煔庵苯咏佑|,即熔池內(nèi)待熔鋁料的比表面積減小,氧化燒損量大幅度減小。并且,由于熔化的鋁合金熔體不會(huì)與高溫?zé)煔饨佑|,使得鋁合金熔體易卷氣的問(wèn)題也得到明顯改善。
其中,鋁料經(jīng)預(yù)加熱后的溫度為400攝氏度至600攝氏度。在實(shí)施時(shí),最優(yōu)選預(yù)先被加熱至鋁料經(jīng)預(yù)加熱后的溫度為550攝氏度至560攝氏度。
申請(qǐng)人通過(guò)長(zhǎng)期研究得知,上述優(yōu)選預(yù)加熱的溫度范圍,能夠適用于不同鋁合金牌號(hào)的鋁合金,使得各種鋁合金牌號(hào)的鋁合金均能夠在預(yù)加熱鋁料的步驟中“預(yù)加熱至接近熔化狀態(tài)的固態(tài)狀”。確保本發(fā)明的鋁合金熔化方法使用的有效性。
其中,所述熔池上方的所述保溫室上固定安裝有燃燒噴嘴1,所述燃燒噴嘴1的火焰噴口朝向所述熔池的液面并用于維持熔池內(nèi)的鋁合金始終處于熔融狀態(tài)。
實(shí)施上述優(yōu)選方案后,燃燒噴嘴1的火焰直接加熱鋁合金熔池液面,不僅能夠獲得較為理想的保溫效果來(lái)維持熔池內(nèi)的鋁合金始終處于熔融狀態(tài);還通過(guò)熔池液面的張力來(lái)防止燃燒噴嘴1的火焰燃燒所產(chǎn)生的高溫?zé)煔獯等胫寥垠w中,有效預(yù)防鋁合金熔體卷氣的情況發(fā)生。
其中,所述熔化爐還包括換熱系統(tǒng)(圖中未示出),所述換熱系統(tǒng)包括換熱箱,所述換熱箱內(nèi)部具有密閉的換熱腔,所述換熱腔內(nèi)安裝有換熱盤(pán)管,且所述換熱盤(pán)管的進(jìn)氣管端和出氣管端均密封貫穿所述換熱箱后位于換熱箱外部;所述換熱箱上還密封固定設(shè)置有與所述換熱腔連通的壓縮空氣進(jìn)氣管和輸出管,所述輸出管與所述燃燒噴嘴1的空氣進(jìn)氣口密封連通;
所述送料通道6整體呈傾斜角經(jīng)傾斜角約為鋁料安息角的傾斜管狀,所述送料通道6的下端與所述熔池上方的所述保溫室內(nèi)部密封連通,所述送料通道6的上端與所述換熱盤(pán)管的進(jìn)氣管端密封連通。
采用上述優(yōu)選的熔化爐后,能夠通過(guò)送料通道6在具有送料功能的同時(shí),還能夠形成了燃燒噴嘴1的火焰產(chǎn)生的高溫?zé)煔廨敵鐾ǖ溃沟萌刍癄t整體的結(jié)構(gòu)更為簡(jiǎn)單合理。且鋁料能夠更多的吸收燃燒噴嘴1的火焰產(chǎn)生的高溫?zé)煔獾臒崃?,提升高溫?zé)煔獾臒崮芾寐省?/p>
與此同時(shí),高溫?zé)煔獾挠酂犭S后立即進(jìn)入換熱系統(tǒng)來(lái)預(yù)熱燃燒噴嘴1所使用的助燃空氣,最大程度地利用了高溫?zé)煔庥酂醽?lái)實(shí)現(xiàn)鋁料和助燃空氣的預(yù)熱,達(dá)到節(jié)能減排目標(biāo)。
其中,所述預(yù)加熱鋁料的步驟中,所述鋁料是利用所述燃燒噴嘴1的火焰燃燒后的高溫?zé)煔膺M(jìn)行預(yù)加熱。
這樣一來(lái),無(wú)需采用其它加熱源來(lái)對(duì)鋁料進(jìn)行預(yù)加熱,使得鋁料的預(yù)加熱過(guò)程更為簡(jiǎn)單。
其中,所述熔化爐還包括鋁料推送機(jī)構(gòu),所述鋁料推送機(jī)構(gòu)包括推桿5和推板;所述送料通道6的上端板處沿送料通道6的長(zhǎng)度方向可滑動(dòng)地貫穿設(shè)置有所述推桿5,所述推桿5位于送料通道6內(nèi)部的一端固定連接有用于推送鋁料至所述熔池內(nèi)的所述推板;所述鋁料推送機(jī)構(gòu)還包括進(jìn)料口14、進(jìn)料槽15、進(jìn)料推板和進(jìn)料推桿16,所述進(jìn)料口14開(kāi)設(shè)在所述送料通道的側(cè)壁上,所述進(jìn)料槽15固定安裝在該側(cè)壁的外表面且與所述進(jìn)料口14相貫通,所述進(jìn)料推板與所述進(jìn)料推桿16固定相連,且所述進(jìn)料推板可滑動(dòng)地設(shè)置在所述進(jìn)料槽內(nèi)。
實(shí)施時(shí),優(yōu)選在進(jìn)料口14處還設(shè)置有能夠上下滑動(dòng)并關(guān)閉或開(kāi)啟該進(jìn)料口14的進(jìn)料口爐門(mén)13。
實(shí)施時(shí),所優(yōu)選推桿5由耐高溫金屬材料(如高速鋼、3Cr2W8V、5CrNiMo、5CrMnMo中的任意一種)制得,推桿5的推送動(dòng)力可采用人力或機(jī)械力(如液壓缸或氣缸中的任意一種)。
上述傾斜的送料通道6與鋁料推送機(jī)構(gòu)相結(jié)合的結(jié)構(gòu),有效地解決了鋁料預(yù)熱溫度(也即鋁料預(yù)熱程度)的控制問(wèn)題,能夠?qū)︿X料落入熔池的預(yù)熱溫度進(jìn)行準(zhǔn)確地控制,從而更好的確保鋁合金熔體的質(zhì)量。
實(shí)施時(shí),優(yōu)選采用進(jìn)料氣缸(或伺服電機(jī)與絲杠螺母機(jī)構(gòu)相結(jié)合的驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu))來(lái)控制鋁料的進(jìn)料,采用一送料氣缸來(lái)控制推桿5和進(jìn)料推桿16的動(dòng)作;且在控制時(shí)優(yōu)選采用以下步驟:第一步,提起進(jìn)料口爐門(mén)13,進(jìn)料氣缸先啟動(dòng)并推動(dòng)推桿16將鋁料經(jīng)進(jìn)料口14推入至送料通道6后回退,關(guān)閉進(jìn)料口爐門(mén)13,在進(jìn)料槽15內(nèi)放入另一鋁料;第二步,溫度達(dá)到要求值后,送料氣缸啟動(dòng)并推動(dòng)推桿5動(dòng)作來(lái)將預(yù)熱的鋁料沿送料通道6的長(zhǎng)度方向斜向下推動(dòng)并再次在送料通達(dá)的上端處空出一個(gè)鋁料位后回退;第三步,重復(fù)上述第一步。這樣一來(lái),便能確保持續(xù)送入。
所述預(yù)加熱鋁料的步驟中還包括有鋁料預(yù)加熱的控制方法:所述控制方法包括獲取溫度傳感器9來(lái)測(cè)得鋁料的溫度的步驟,所述溫度傳感器9為紅外非接觸式溫度傳感器;所述溫度傳感器固定安裝在送料通道的側(cè)壁的外表面。作為優(yōu)選,為了保證溫度傳感器可靠運(yùn)行,該溫度傳感器可通過(guò)風(fēng)冷等方式冷卻。根據(jù)所述紅外非接觸式溫度傳感器的特點(diǎn),在送料通道壁上安裝一塊耐熱高溫隔熱玻璃9,玻璃與壁內(nèi)面齊平,玻璃下方安裝所述紅外非接觸式傳感器,并用相應(yīng)設(shè)備固定,在所述紅外非接觸式傳感器獨(dú)步設(shè)有風(fēng)冷進(jìn)風(fēng)口10,上部設(shè)有風(fēng)冷出風(fēng)口8。
上述優(yōu)選方案在使用時(shí),能夠通過(guò)溫度傳感器9來(lái)準(zhǔn)確地獲得鋁料的實(shí)時(shí)溫度值,進(jìn)而在鋁料達(dá)到預(yù)定溫度值后及時(shí)通過(guò)推板來(lái)快速推入至熔池中,確保本熔化方法的實(shí)施的精準(zhǔn)度。
與此同時(shí),因采用耐熱高溫隔熱玻璃以及風(fēng)冷等冷卻方式,故能夠使所述紅外非接觸式傳感器處理較低的適宜溫度,確保溫度傳感器使用的可靠性。
采用上述鋁合金熔化方法的一種具體實(shí)施例:
鋁料為:Al-Si合金,90%鋁錠和10%回爐料,熔點(diǎn)720℃。
將500kg待熔鋁錠和回爐料的混合物(即鋁料)經(jīng)進(jìn)料槽13和進(jìn)料口12進(jìn)入送料通道6。燃燒噴嘴1的火焰燃燒所產(chǎn)生的溫度高達(dá)1050℃的高煙氣通過(guò)送料通道6排出,由于高溫?zé)煔馀c鋁料的溫度差以及鋁合金良好的導(dǎo)熱性,待熔鋁料極易被預(yù)熱至510℃,當(dāng)紅外非接觸式溫度傳感器11測(cè)得溫度為510℃時(shí),啟動(dòng)氣缸推動(dòng)推桿5,鋁料滑入熔池。提起進(jìn)料口爐門(mén)13,啟動(dòng)氣缸推動(dòng)推桿11將進(jìn)料槽內(nèi)的鋁料推入送料通道6后,關(guān)閉進(jìn)料口爐門(mén)13。預(yù)熱后的待熔鋁料被推入熔池以后位于熔池液面下方,被周?chē)匿X合金熔體全部包裹并迅速加熱至熔點(diǎn),快速熔化,而熔體會(huì)通過(guò)液面不斷從火焰中吸取熱源以使熔體溫度保持在720℃左右。
據(jù)統(tǒng)計(jì),利用傳統(tǒng)的熔化方式熔化1噸鋁合金需要約80立方天然氣,而采用本發(fā)明方法熔化1噸鋁合金僅需要50-60立方天然氣,節(jié)約了25%-37.5%的能源。并且,本發(fā)明方法中鋁合金燒損率低于1.0%,而傳統(tǒng)的熔化方法的燒損率根據(jù)所使用的工業(yè)爐的不同有所變化,大致在1.2%-1.5%之間,比本發(fā)明方法高出了20%-50%。
綜上可以看出,上述鋁合金熔化方法均能夠降低鋁合金熔化過(guò)程中氧化、燒損和卷氣的發(fā)生率,提高鋁液質(zhì)量。
以上僅是本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施方式,需指出是,對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本技術(shù)方案的前提下,還可以作出若干變形和改進(jìn),上述變形和改進(jìn)的技術(shù)方案應(yīng)同樣視為落入本申請(qǐng)要求保護(hù)的范圍。