用于鋼木門金屬料生產的氧氣分離系統的制作方法
【專利摘要】本發明公開了用于鋼木門金屬料生產的氧氣分離系統，包括爐外殼、爐內殼和電加熱層，爐內殼內部有擋板，擋板將爐內殼的內部分為熔化室和精煉室，爐外殼上方設置有加料管，爐外殼的外側設置有連接管、排料管、第一進氣管、第二進氣管、第二排氣管和第一排氣管和輸送管，輸送管內設置有輸送軸，輸送軸貫穿輸送管端面至外部空間且連接有驅動裝置，圍繞輸送軸設置有螺旋葉片。本發明設置了改進了加料方式，可以一邊對工件進行預熱一邊輸送至熔化室中，設置了精煉室和鑄件箱，通過往精煉室中的鋁液中通入混合氣體，達到除去鋁液中的氧化鋁和氫氣，提高鋁液的質量，鑄件箱保證澆鑄過程中鋁液不會與空氣接觸，還設置有尾氣凈化裝置，改善了工作環境。
【專利說明】
用于鋼木門金屬料生產的氧氣分離系統
技術領域
[0001]本發明涉及一種冶金裝置，具體涉及用于鋼木門金屬料生產的氧氣分離系統。
【背景技術】
[0002]門窗作為人們日常生活中經常接觸到的物品，不僅起著遮風擋雨、隔熱、隔聲、采光、通風等作用，而且還是建筑造型的重要組成部分，它們的形狀、尺寸、色彩、造型等對建筑物的整體造型都有很重要的影響。隨著人們生活水平的提高，人們對門窗的需求量越來越大，對門窗的要求也越來越多樣化。
[0003]鋁合金門窗是門窗的一個重要分支，鋁合金門窗是指采用鋁合金擠壓型材為框、梃、扇料制作的門窗。鋁合金門窗因具有美觀、密封、強度高等特點得到廣泛的應用。鋁合金門窗的型材和玻璃款式分為格條款式和花玻款式，其中，格條款式以鋁材厚、款式沉穩為主要特色，花玻款式以鋁材造型多樣、款式活潑為主要特色，款式有花格、冰雕、淺雕、晶貝等。
[0004]鋁合金門窗生產工藝流程中第一道工序就是下料，通過下料可以得到所需要的鋁合金框料和扇料，然而，無論下料的裝置有多精確和高端，都會產生很多廢棄的邊角料，對于一個工廠來說，這些廢棄的邊角料如果直接扔掉將造成巨量的損失，現在很多企業都選擇想辦法高效的回收這些廢棄的邊角料從而降低鋁合金門窗的生產成本以達到提升自己產品競爭力的目的。
[0005]回收鋁合金廢料的第一步需要融化這些鋁合金廢料，所用的設備為熔化爐，熔化爐能很好地滿足鋁合金熔化工藝。但是，一方面，傳統的熔化爐在預熱金屬時都采用單獨設置預熱爐進行預熱，預熱完成后再將預熱后的工件取出并加入至熔化爐中，這樣做不僅增加了操作人員的工作量，而且也增加熱能消耗，使得生產效率低；另一方面，傳統的熔化爐只擁有融化鋁合金的功能，在進料、熔化和澆鑄過程中鋁合金會與空氣中的氧氣和氫氣接觸，使得到的鑄件擁有氣孔、夾雜、疏松等缺陷，直接影響鋁合金鑄件的物理性能、力學性能和使用性能，如果鋁合金鑄件質量低，無論后續的鑄造工藝多么先進，最初存在于鋁合金鑄件中的缺陷仍會存在，難以消除。
【發明內容】
[0006]本發明所要解決的技術問題針對傳統熔化爐的缺點，提供用于鋼木門金屬料生產的氧氣分離系統，解決傳統熔化爐需要額外設置預熱爐導致生產效率低、加工過程中鋁液接觸空氣、不具備精煉作用而導致鋁合金鑄件質量低的問題。
[0007]本發明通過下述技術方案實現:用于鋼木門金屬料生產的氧氣分離系統，包括爐外殼和加料管，所述爐外殼內側設置有爐內殼，爐外殼與爐內殼之間設置有電加熱層，爐內殼內部設置有擋板，所述擋板將爐內殼的內部空間分為兩部分，其中上部分為熔化室，下部分為精煉室，爐外殼的外側設置有連接管、排料管、第一進氣管、第二進氣管、第一排氣管、第二排氣管和輸送管，其中，所述連接管連通熔化室和精煉室，還包括鑄件箱，排料管連通鑄件箱和精煉室，第一進氣管連通外部空間、熔化室和精煉室，第二進氣管連通外部空間和精煉室，第一排氣管連通外部空間和熔化室，所述輸送管貫穿爐外殼側面至熔化室中，輸送管一端與熔化室連通，另一端的端面封閉，輸送管外側上方連接加料管，所述加料管連通外部空間和輸送管內部，輸送管內設置有輸送軸，所述輸送軸貫穿輸送管端面至外部空間且連接有驅動裝置，圍繞輸送軸設置有螺旋葉片。現有技術為了解決待熔化工件預熱問題，一般專門設置預熱爐，預熱爐需要單獨加熱，浪費能源，并且從預熱爐中將預熱好的工件取出后，由于工件是金屬，會以較快的速度散熱，傳統方法需要操作人員從預熱爐中取出工件并將工件放入熔化爐，降低了生產效率，本裝置改進了加料方式，能夠一邊預熱一邊輸送工件，當工件進入熔化室時已經在輸送管中預熱完成了，節省了工藝時間，減少了工人的操作量;另一方面，在進料、預熱、熔化、澆鑄階段鋁合金工件或鋁液會接觸氧氣而導致鋁合金鑄件質量低，即使后續工藝如何先進，最初產生的質量缺陷無法得到消除，根據傳統熔化爐的缺陷，本裝置設置了保護氣，在進料、預熱、熔化和澆鑄階段都能使工件或者鋁液與空氣隔絕，加工過程中的保護氣為第一道保護，精煉室為第二道保護，通過向精煉室中通入氯氣、一氧化碳和氮氣的混合氣體達到除去鋁液中的氧化鋁和氫氣的目的。使用本裝置時，使用本裝置時，將第一進氣管連通保護氣鋼瓶，第一排氣管連通真空栗，開啟連接管，其余各管道關閉，然后通入保護氣對熔化室、精煉室和鑄件箱內部進行置換，置換完成后，關閉連接管，將第一排氣管連通大氣或者通入觀察油中觀察是否有氣泡產生，保持熔化爐和鑄件箱內保護氣的流通，然后開啟電加熱層，通過設置在熔化室中的溫度監測器將熔化室的溫度控制在200至300°，之后關閉第一排氣管，進一步打開第一進氣管角閥，增加保護氣的通入量，然后打開加料管，這時保護氣從加料管中排出，開啟輸送管上連接的驅動裝置，驅動裝置的輸出端帶動輸送軸旋轉，從而帶動螺旋葉片轉動，然后從加料口倒入待熔化的工件至輸送管中，待熔化的工件在輸送管中被螺旋葉片逐漸輸送至熔化室中，由于熔化室具有溫度，所以輸送管中也具有一定的溫度，從待熔化工件表面流過的保護氣體將待熔化工件表面蒸發的水蒸氣從加料口帶出，待熔化的工件在去除掉表面的水蒸氣后隨著螺旋葉片一邊被加熱一邊進入熔化室內，在整個加料過程中，保護氣不僅起到隔絕空氣的作用，還使待熔化工件的預熱更加充分并且帶走了工件表面的水蒸氣。當熔化室內堆積部分工件后，繼續加熱熔化室的溫度至600至700°，加料完成后，關閉加料管，開啟第一排氣管，保持熔化室和鑄件箱中有保護氣，熔化一部分工件后，開啟連接管，使熔化室中熔化完成的鋁液流入精煉室中，將第二進氣管連通混合氣鋼瓶，開啟第二進氣管和第二排氣管，向熔化后的鋁液中通入混合氣體，混合氣體中的氯氣能與氧化鋁發生反應生成氧氣和氯化鋁，氧氣和混合氣體中的一氧化碳會生成二氧化碳，從而消除鋁液中存在的氧化鋁，混合氣體中的氮氣可以帶出吸附于鋁液中的氫氣，另外，氯化鋁在高溫下會升華，隨混合氣體一同排出，如上所述，混合氣體可以帶出精煉室中鋁液中的氧化鋁和氫氣，達到凈化鋁液的作用，精煉過后，開啟排料管，鋁液通過排料管進入到鑄件箱中，進行澆鑄成型，因為鑄件箱中有保護氣，使得鋁液在隔絕空氣的環境下澆鑄成型，另外，本裝置在熔化室中熔化工件時也有保護氣保護，進一步的隔絕了工件與空氣接觸。
[0008]進一步地，還包括尾氣凈化裝置，所述第二排氣管連通精煉室和尾氣凈化裝置。因為混合氣體中有氯氣，所以，部分沒有反應的氯氣會隨著混合氣體一起排出到大氣中，惡化工作環境，對操作人員的健康造成損傷，對設備也會腐蝕。因此，將第一排氣管連接到尾氣凈化裝置中，尾氣凈化裝置中盛有氫氧化鈉溶液可以除去氯氣，將第一排氣管深入到氫氧化鈉溶液中除去效果會更好，除去氯氣后，將尾氣通過第二排氣管排入大氣中。
[0009]進一步地，所述連接管位于熔化室內部的一端設置有濾網，所述排料管位于精煉室內部的一端設置有濾網。設置濾網可以防止未完全熔化的工件堵住連接管和排料管，導致無法連續地饒鑄成型。
[0010]進一步地，所述驅動裝置的輸出端與輸送軸連接的部分以及所述連接管采用耐高溫的絕熱材料。熔化室內溫度較高，輸送軸如果全采用金屬材料，會傳熱至驅動裝置導致驅動裝置收到損傷，所以驅動裝置的輸出端與輸送軸的連接接部分采用耐高溫的絕熱材料對驅動裝置進行保護，連接管采用耐高溫絕熱材料的目的是確保鋁液從熔化室中流出時不會因為外界空間的低溫而導致熱量散失。
[0011 ]進一步地，所述第一進氣管內設置三通，第一進氣管上設置有壓力表，所述第二進氣管在精煉室內部的一端靠近精煉室底部。設置三通可以使操作人員更好的控制保護氣，例如，當熔化室中的鋁液已經進入到精煉室中，可以調節三通使保護氣不進入熔化室而只通向鑄件箱中，設置壓力表可以讓操作人員知道熔化室內的壓力，方面操作人員置換;設置第二進氣管的目的在于可以將混合氣體直接通入到鋁液中，達到更好的除去鋁液中的氧化鋁和氫氣的目的。
[0012]進一步地，所述螺旋葉片的邊緣與輸送管的內壁有間隙，間隙小于螺旋葉片的葉面半徑。螺旋葉片的邊緣與輸送管的內壁必須要有間隙，否則螺旋葉片的邊緣和輸送管的內側都會磨損，并且會對驅動裝置造成較高的工作負荷，但間隙不能太大，否則螺旋葉片不再具有推動待熔化工件進入熔化室的功能。
[0013]進一步地，所述爐外殼上方設置有驅動裝置，所述驅動裝置的輸出端連接有轉動軸，所述轉動軸貫穿爐外殼至精煉室中，轉動軸在擋板上方的部分連接有第一攪拌槳，轉動軸底端連接有第二攪拌槳。通過攪拌可以更加快捷地熔化工件，提高熔化室的工作效率，精煉室中的第二攪拌槳可以使混合氣體與鋁液充分接觸從而提高精煉效果。
[0014]進一步地，所述第一攪拌槳的長度為熔化室半徑的四分之三。通過生產實踐發現，攪拌槳的長度為熔化室半徑的四分之三時，熔化室的工作效率最高，即連接轉動軸的驅動裝置能以最小的工作負荷對熔化室內的工件進行最均勻的攪拌。
[0015]進一步地，所述第二攪拌槳的長度為第一攪拌槳長度的三分之二。通過生產實踐發現，第二攪拌槳的長度為第一攪拌槳長度的三分之二時，精煉室內的攪拌效果最佳，因為精煉室并不需要非常劇烈的攪拌，其目的主要是為了使混合氣體與鋁液反應更充分。
[0016]進一步地，所述驅動裝置的輸出端與轉動軸連接的部分為耐高溫的絕熱材料。這樣設置的目的同樣也是為了保護連接轉動軸的驅動裝置，使其不會因為轉動軸傳導的溫度而產生損傷。
[0017]本發明與現有技術相比，具有如下的優點和有益效果:
1、本發明改變了進料方式，使傳統意義上的進料管具備了預熱待熔化的工件的功能，減少了操作人員的工作負擔，節省了熔化時間，節約了熱能，提高了生產效率；
2、本發明設置了精煉室，通過往精煉室中的鋁液中通入混合氣體，達到除去鋁液中的氧化招和氣氣，提尚了招液的質量，有利于后續工藝；
3、本發明通過設置保護氣和鑄件箱，阻止鑄件在進料、預熱、熔化和澆鑄過程中與空氣接觸，在進料、預熱、熔化和澆鑄階段都防止了鑄件因氧化以及與水蒸氣接觸所導致的鑄件質量低的問題；
4、本發明設計了尾氣處理裝置，能夠有效除去氯氣，避免其通入大氣中對操作人員和機械設備造成損害；
5、本發明通過生產實踐，發現當攪拌槳的長度為熔化室半徑的四分之三時，驅動裝置能以較小的工作負荷達到更好的攪拌，進一步提升了熔化爐的工作效率。
【附圖說明】
[0018]此處所說明的附圖用來提供對本發明實施例的進一步理解，構成本申請的一部分，并不構成對本發明實施例的限定。在附圖中:
圖1為本發明半剖面的結構示意圖。
[0019]附圖中標記及對應的零部件名稱:
1-爐外殼，2-爐內殼，3-電加熱層，4-連接管，5-第二排氣管，6-尾氣凈化裝置，7-螺旋葉片，8-輸送軸，9-輸送管，10-加料管，11-排料管，12-第二進氣管，13-第一進氣管，14-第一排氣管，15-轉動軸。
【具體實施方式】
[0020]為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚明白，下面結合實施例和附圖，對本發明作進一步的詳細說明，本發明的示意性實施方式及其說明僅用于解釋本發明，并不作為對本發明的限定。
實施例
[0021]如圖1所示，本發明為用于鋼木門金屬料生產的氧氣分離系統，包括爐外殼I和加料管10，所述爐外殼I內側設置有爐內殼2，爐外殼I與爐內殼2之間設置有電加熱層3，爐內殼2內部設置有擋板，所述擋板將爐內殼2的內部空間分為兩部分，其中上部分為熔化室，下部分為精煉室，爐外殼I的外側設置有連接管4、排料管11、第一進氣管13、第二進氣管12、第一排氣管14、第二排氣管5和輸送管9，其中，所述連接管4連通熔化室和精煉室，還包括鑄件箱，排料管11連通鑄件箱和精煉室，第一進氣管13連通外部空間、熔化室和精煉室，第二進氣管12連通外部空間和精煉室，第一排氣管14連通外部空間和熔化室，所述輸送管9貫穿爐外殼I側面至熔化室中，輸送管9一端與熔化室連通，另一端的端面封閉，輸送管9外側上方連接加料管10，所述加料管10連通外部空間和輸送管9內部，輸送管9內設置有輸送軸8，所述輸送軸8貫穿輸送管9端面至外部空間且連接有驅動裝置，圍繞輸送軸8設置有螺旋葉片7 ο進一步地，還包括尾氣凈化裝置6，所述第二排氣管5連通精煉室和尾氣凈化裝置6 ο進一步地，所述連接管4位于熔化室內部的一端設置有濾網，所述排料管11位于精煉室內部的一端設置有濾網。進一步地，所述驅動裝置的輸出端與輸送軸8連接的部分以及所述連接管4采用耐高溫的絕熱材料。進一步地，所述第一進氣管13內設置三通，第一進氣管13上設置有壓力表，所述第二進氣管12在精煉室內部的一端靠近精煉室底部。進一步地，所述螺旋葉片7的邊緣與輸送管9的內壁有間隙，間隙小于螺旋葉片7的葉面半徑。進一步地，所述爐外殼I上方設置有驅動裝置，所述驅動裝置的輸出端連接有轉動軸15，所述轉動軸15貫穿爐外殼I至精煉室中，轉動軸15在擋板上方的部分連接有第一攪拌槳，轉動軸15底端連接有第二攪拌槳。進一步地，所述第一攪拌槳的長度為熔化室半徑的四分之三。進一步地，所述第二攪拌槳的長度為第一攪拌槳長度的三分之二。進一步地，所述驅動裝置的輸出端與轉動軸15連接的部分為耐高溫的絕熱材料。使用本裝置時，首先使用氮氣置換熔化室、精煉室和鑄件箱內的空氣，開啟電加熱層3，通過設置在熔化室中的溫度監測器將熔化室的溫度升至200至300°，然后開啟輸送管9上連接的電機，電機的輸出端通過輸送軸8帶動螺旋葉片7轉動，加大氮氣的進氣量，關閉第一排氣管14，打開加料管10，使得氣體從加料管10排出，將待熔化的工件從加料管10倒入輸送管9中，待熔化的工件在輸送管9中被螺旋葉片7逐漸輸送至熔化室中，待熔化的工件在輸送管9中逐漸被加熱后落入熔化室內，當熔化室內堆積部分經過預熱的工件后，開啟位于爐外殼I上方的電機，電機通過轉動軸8帶動第一攪拌槳和第二攪拌槳開始攪拌，加料完畢后，關閉加料管7，開啟第一排氣管12，保持氮氣在熔化室和鑄件箱中流通即可，之后繼續加熱熔化室的溫度至600至700°，此時熔化室底部堆積的工件隨著攪拌逐漸熔化，加料完畢后，關閉加料管10，開啟第一排氣管14，使氮氣從第一進氣管13進入熔化室和鑄件箱中，降低氮氣的通入量，保持氮氣在熔化室和鑄件箱中流通即可，熔化完成后，開啟連接管4，鋁液進入精煉室中并被第二攪拌槳攪動，開啟第二進氣管12，向鋁液中通入混合氣體，混合氣體的比例為氮氣:氯氣:一氧化碳為8:1:1，混合氣體與精煉室中的鋁液反應，除去鋁液中的氧化鋁和氫氣后，尾氣通過第二排氣管5進入到尾氣凈化裝置6中，通過與氫氧化鈉溶液反應除掉氯氣后再進入大氣，之后開啟排料管11對位于鑄件箱中的模具澆鑄成件，鑄件過程中，調整第一進氣管13內的三通，使氮氣不經過熔化室而直接進入鑄件箱中，對澆鑄過程起到保護作用，氮氣從鑄件箱上設置的排氣管中進入大氣。
[0022]以上所述的【具體實施方式】，對本發明的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本發明的【具體實施方式】而已，并不用于限定本發明的保護范圍，凡在本發明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1.用于鋼木門金屬料生產的氧氣分離系統，包括爐外殼(I)和加料管(?ο)，所述爐外殼(1)內側設置有爐內殼(2)，爐外殼(I)與爐內殼(2)之間設置有電加熱層(3)，其特征在于，爐內殼(2 )內部設置有擋板，所述擋板將爐內殼(2 )的內部空間分為兩部分，其中上部分為熔化室，下部分為精煉室，爐外殼(I)的外側設置有連接管(4)、排料管(11)、第一進氣管(13)、第二進氣管(12)、第一排氣管(14)、第二排氣管(5)和輸送管(9)，其中，所述連接管(4)連通熔化室和精煉室，還包括鑄件箱，排料管(11)連通鑄件箱和精煉室，第一進氣管(13)連通外部空間、熔化室和精煉室，第二進氣管(12)連通外部空間和精煉室，第一排氣管(14)連通外部空間和熔化室，所述輸送管(9)貫穿爐外殼(I)側面至熔化室中，輸送管(9)一端與熔化室連通，另一端的端面封閉，輸送管(9)外側上方連接加料管(10)，所述加料管(10)連通外部空間和輸送管(9)內部，輸送管(9)內設置有輸送軸(8)，所述輸送軸(8)貫穿輸送管(9)端面至外部空間且連接有驅動裝置，圍繞輸送軸(8)設置有螺旋葉片(7)。2.根據權利要求1所述的用于鋼木門金屬料生產的氧氣分離系統，其特征在于，還包括尾氣凈化裝置(6)，所述第二排氣管(5)連通精煉室和尾氣凈化裝置(6)。3.根據權利要求1所述的用于鋼木門金屬料生產的氧氣分離系統，其特征在于，所述連接管(4)位于熔化室內部的一端設置有濾網，所述排料管(11)位于精煉室內部的一端設置有濾網。4.根據權利要求1所述的用于鋼木門金屬料生產的氧氣分離系統，其特征在于，所述驅動裝置的輸出端與輸送軸(8)連接的部分以及所述連接管(4)采用耐高溫的絕熱材料。5.根據權利要求1所述的用于鋼木門金屬料生產的氧氣分離系統，其特征在于，所述第一進氣管(13)內設置三通，第一進氣管(13)上設置有壓力表，所述第二進氣管(12)在精煉室內部的一端靠近精煉室底部。6.根據權利要求1所述的用于鋼木門金屬料生產的氧氣分離系統，其特征在于，所述螺旋葉片(7)的邊緣與輸送管(9)的內壁有間隙，間隙小于螺旋葉片(7)的葉面半徑。7.根據權利要求1所述的用于鋼木門金屬料生產的氧氣分離系統，其特征在于，所述爐外殼(I)上方設置有驅動裝置，所述驅動裝置的輸出端連接有轉動軸(15)，所述轉動軸(15)貫穿爐外殼(I)至精煉室中，轉動軸(15)在擋板上方的部分連接有第一攪拌槳，轉動軸(15)底端連接有第二攪拌槳。8.根據權利要求7所述的用于鋼木門金屬料生產的氧氣分離系統，其特征在于，所述第一攪拌槳的長度為熔化室半徑的四分之三。9.根據權利要求7所述的用于鋼木門金屬料生產的氧氣分離系統，其特征在于，所述第二攪拌槳的長度為第一攪拌槳長度的三分之二。10.根據權利要求7所述的用于鋼木門金屬料生產的氧氣分離系統，其特征在于，所述驅動裝置的輸出端與轉動軸(15)連接的部分為耐高溫的絕熱材料。
【文檔編號】C22B7/00GK105861839SQ201610399984
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年6月8日
【發明人】許光
【申請人】成都森邦世紀木業有限公司