專利名稱：提高鋁等溫熔煉爐熔體溫度分布均勻性的加熱器排布結構的制作方法
技術領域：
本發明涉及鋁等溫熔煉爐的加熱器排布方式，尤其涉及一種提高鋁等溫熔煉爐熔 體溫度分布均勻性的加熱器排布結構，屬于金屬冶煉技術領域。
背景技術：
等溫熔煉技術是一種高效、節能、環保的新型熔煉技術。與傳統的火焰反射式熔煉 技術相比，等溫熔煉技術具有節能、低污染物排放、低金屬熔損、高熔體品質等突出優點。等 溫熔煉技術在恒定溫度下對爐料進行熔煉，在等溫熔煉爐爐膛內的鋁熔體溫度在很小范圍 內變動，而且各處的溫度幾乎一致，不會形成溫度梯度和熱成層現象，熔體品質大大提高。等溫熔煉爐在生產過程中所需熱量主要由安裝于加熱區的加熱器提供(加熱器 的發熱 端浸沒在熔體中，稱為浸沒式加熱器，包括浸沒式燃氣加熱器或浸沒式電加熱器，以 下統稱為浸沒式加熱器)。由于爐體結構的局限性和流體的特性，熔體在加熱區不能均勻的 流動，因此加熱器也就不能與熔體進行充分的熱量交換，從而導致加熱區溫度不均，降低等 溫熔煉效果。因此，等溫熔煉爐中浸沒式加熱器的排布方式對熔體的溫度均勻性起著重要 的作用。鋁及鋁合金等溫熔煉爐爐內結構中，等溫熔煉爐爐膛的中間部位設置隔墻，隔墻 將爐膛劃分為熔化區和加熱區；加熱區的爐頂上安裝有浸沒式加熱器，浸沒式加熱器垂直 伸入加熱區的爐膛內，在加熱區的側墻上設置有流口。在爐體外布置有鋁液循環系統，使得 鋁液可在爐內流動。以往的鋁及鋁合金等溫熔煉爐，通常采用浸沒式加熱器在爐內均勻布置的方式， 在采用該排布方式下，加熱區內存在溫度分布不均勻現象。鋁液從熔化區進入加熱區時流 速較大，大部分液流直接沖到對面爐壁上，沿著爐壁流過加熱區，該區域鋁液流量較大，不 能與加熱器有效換熱，因此溫度偏低，而較少量的熔體通過加熱器流經加熱區，流速較慢， 鋁液量少且與加熱器接觸時間較長，該區域溫度偏高。溫度最高的部位集中在加熱區靠近 隔墻附近的加熱器處，這是由于該處位于加熱區最里面，隔墻和加熱器都會阻礙熔體流動， 容易形成溫度集中現象。
發明內容
本發明的目的是克服現有技術存在的不足，提供一種提高鋁等溫熔煉爐熔體溫度 分布均勻性的加熱器排布結構，旨在消除加熱區溫度集中現象，提高等溫熔煉爐的等溫熔 煉效果，減少熔體的氧化燒損，改善熔體的品質。本發明的目的通過以下技術方案來實現提高鋁等溫熔煉爐熔體溫度分布均勻性的加熱器排布結構，等溫熔煉爐爐膛的中 間部位設置有隔墻，所述隔墻將爐膛劃分為熔化區和加熱區，其特征在于所述加熱區非均 勻排布有加熱器，所述加熱器在隔墻與對面爐壁之間呈平行排布，數量逐排增多，分別遞增 1根，每排的相鄰加熱器之間間距相等，排與排之間間距相等，加熱器形成交錯排列。
進一步地，上述的提高鋁等溫熔煉爐熔體溫度分布均勻性的加熱器排布結構，其 中，所述加熱器為浸沒式燃氣加熱器或浸沒式電加熱器。更進一步地，上述的提高鋁等溫熔煉爐熔體溫度分布均勻性的加熱器排布結構， 其中，所述等溫熔煉爐爐體外布置有鋁液循環泵，鋁液循環泵的進口連通加熱區，鋁液循環 泵的出口連通熔化區。
再進一步地，上述的提高鋁等溫熔煉爐熔體溫度分布均勻性的加熱器排布結構， 其中，所述鋁液循環泵為電磁泵、機械泵或永磁泵。本發明技術方案突出的實質性特點和顯著的進步主要體現在①本發明的排布方式，能夠消除加熱區溫度集中現象，使爐膛內的熔體鋁液溫度 在很小范圍內變動，而且各處的溫度幾乎一致，提高了爐子的綜合熱效率，改善了能源利用 率，降低了能源消耗，減少了污染物排放；②加熱器排布方式簡單、運行可靠，使熔體溫度一致，成分均勻，不會形成溫度梯 度和熱成層現象，熔體品質大大提高，金屬燒損小，熔體中溶解的氣體、固體夾雜物少，形成 的爐渣也明顯減少，提高坯料質量。
下面結合附圖對本發明技術方案作進一步說明圖1 等溫熔煉爐加熱器排布示意圖；圖中各附圖標記的含義見下表
具體實施例方式如圖1所示，提高鋁等溫熔煉爐熔體溫度分布均勻性的加熱器排布結構，等溫熔 煉爐爐膛的中間部位設置有隔墻2，隔墻2將爐膛劃分為熔化區1和加熱區3，加熱區3非 均勻排布有加熱器4，加熱器4采用浸沒式燃氣加熱器或浸沒式電加熱器，加熱器4在隔墻 2與對面爐壁之間呈平行排布，數量逐排增多，分別遞增1根，每排的相鄰加熱器之間間距 相等，排與排之間間距相等，加熱器形成交錯排列。等溫熔煉爐爐體外布置有鋁液循環泵5， 鋁液循環泵5的進口連通加熱區3，鋁液循環泵5的出口連通熔化區1 ；鋁液循環泵5為電 磁泵、機械泵或永磁泵，熔體在鋁液循環泵5作用下從熔化區1向加熱區3高速流動。在加熱區3非均勻排布加熱器4，加熱器4的根數和排數根據等溫熔煉爐的熱負荷 輸出要求及加熱區的加熱負荷進行計算后確定；排布方式為在隔墻2向對面爐壁之間平行 排布，數量逐排增多，分別增加1根，相鄰加熱器間距相等，相鄰加熱器排間距相等，各排加熱器交錯排列。間距大小與等溫熔煉爐大小、爐膛結構尺寸、鋁液循環能力等有關。當熔體由熔化區1高速流入加熱區3時，由于流體的特性，大部分鋁液會沖到爐壁上，由于在爐壁附近排布了較多的加熱器，且對熔體流動有一定的阻礙作用，因此爐壁附近 區域相對于以前的排布方式流量減少，流速變小，熔體與加熱器之間的有效換熱增強，因而 該區域溫度有所升高。而加熱區靠近隔墻附近區域因為排布了較少的加熱器，且流量相對 增多，因此該區域溫度相對于加熱器均勻布置的排布方式有所降低，溫度集中現象消失，根 據流體的特性，本發明使加熱區中的加熱器均勻等距交錯分布，因此熔體能較均勻地流經 加熱器，各加熱器與熔體換熱能力基本相同，從而使加熱區整體的溫度均勻性得到提高，熔 體品質大大改善。本發明加熱器排布方式下的等溫熔煉爐，溫度的均勻性可達到士5°C，爐膛內的鋁 熔體溫度在很小范圍內變動，而且各處的溫度幾乎一致。加熱器排布方式能消除加熱區鋁 熔體溫度不均勻現象，提高等溫熔煉效果，減少鋁熔煉過程中的氧化燒損，改善熔體品質。綜上所述，本發明加熱器排布方式簡單，運行可靠，能有效提高等溫熔煉爐溫度均 勻性，消除溫度集中現象，使熔體溫度一致，成分均勻，沒有溫度梯度和熱成層現象，熔體品 質大大提高，熔體中溶解的氣體、固體夾雜物少，簡化后續處理工藝，提高坯料質量，降低成 本。需要理解到的是以上所述僅是本發明的優選實施方式，對于本技術領域的普通 技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以作出若干改進和潤飾，這些改進和潤 飾也應視為本發明的保護范圍。
權利要求
提高鋁等溫熔煉爐熔體溫度分布均勻性的加熱器排布結構，等溫熔煉爐爐膛的中間部位設置有隔墻，所述隔墻將爐膛劃分為熔化區和加熱區，其特征在于所述加熱區非均勻排布有加熱器，所述加熱器在隔墻與對面爐壁之間呈平行排布，數量逐排增多，分別遞增1根，每排的相鄰加熱器之間間距相等，排與排之間間距相等，加熱器形成交錯排列。
2.根據權利要求1所述的提高鋁等溫熔煉爐熔體溫度分布均勻性的加熱器排布結構， 其特征在于所述加熱器為浸沒式燃氣加熱器或浸沒式電加熱器。
3.根據權利要求1所述的提高鋁等溫熔煉爐熔體溫度分布均勻性的加熱器排布結構， 其特征在于所述等溫熔煉爐爐體外布置有鋁液循環泵，鋁液循環泵的進口連通加熱區，鋁 液循環泵的出口連通熔化區。
4.根據權利要求3所述的提高鋁等溫熔煉爐熔體溫度分布均勻性的加熱器排布結構， 其特征在于所述鋁液循環泵為電磁泵、機械泵或永磁泵。
全文摘要
本發明涉及提高鋁等溫熔煉爐熔體溫度分布均勻性的加熱器排布結構，等溫熔煉爐爐膛的中間部位設置有隔墻，隔墻將爐膛劃分為熔化區和加熱區，加熱區非均勻排布有加熱器，加熱器在隔墻與對面爐壁之間呈平行排布，數量逐排增多，分別遞增1根，每排的相鄰加熱器之間間距相等，排與排之間間距相等，加熱器形成交錯排列。該加熱器排布方式能有效消除加熱區鋁熔體溫度不均勻現象，提高等溫熔煉效果，減少鋁熔煉過程中的氧化燒損，改善熔體品質。
文檔編號F27B3/20GK101865602SQ20101020882
公開日2010年10月20日 申請日期2010年6月24日 優先權日2010年6月24日
發明者王家淳, 薛冠霞, 謝曉燕, 閆輝, 馬科 申請人:蘇州新長光熱能科技有限公司