專利名稱：一種鋁屑回收爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鋁屑回收設(shè)備，特別是一種側(cè)井式鋁屑回收爐。
背景技術(shù)：
金屬鋁以其優(yōu)越的特性，運用領(lǐng)域日益擴大，需求量也逐漸增長。鋁除了具有優(yōu)越 的金屬使用特性外，還有很高的可回收性，再生的效益較大。與生產(chǎn)原鋁相比，生產(chǎn)再生鋁 在環(huán)境保護(hù)方面有著明顯優(yōu)點。由廢鋁料生產(chǎn)再生鋁，二氧化碳排放量比用水、電生產(chǎn)原鋁 減少91%，比用燃油發(fā)電生產(chǎn)原鋁減少97%以上，廢鋁的冶煉加工可以節(jié)省大量的能源消 耗。可見再生鋁與原鋁生產(chǎn)相比，有著能耗低，排放少的優(yōu)勢；再者，在產(chǎn)量相同的條件下， 生產(chǎn)再生鋁的建廠投資僅為生產(chǎn)原鋁的十分之一，節(jié)約效果顯著。因此，大力發(fā)展鋁的再生 技術(shù)是非常有必要的。我國是世界上最大的鋁生產(chǎn)和消費國之一，提高再生鋁的利用率，不僅可以提高 有色金屬資源利用率，而且能夠減少污染，保護(hù)生態(tài)環(huán)境，節(jié)約寶貴的金屬資源，對創(chuàng)建社 會文明和推動技術(shù)進(jìn)步都將起到積極作用。另外，礦產(chǎn)資源是不可再生的，意味著用一點就 少一點，而我國又是有色金屬資源短缺的國家，節(jié)約和合理利用資源意義非常重大。再生鋁回收包括兩部分一是加工企業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的邊角廢料，由于鋁加工 材綜合成品率僅70%，廢料量很大，例如一些切頭斷尾的廢料、機加工產(chǎn)生的鋁屑等等。我 國一般都返回生產(chǎn)系統(tǒng)重新使用；二是社會積蓄的廢雜鋁。其中鋁屑是鋁加工企業(yè)在生產(chǎn) 過程中產(chǎn)生的廢屑，鋁加工工藝過程中間的鋁錠(或者鋁棒)在進(jìn)行熱軋前需要進(jìn)行銑面 處理，對于鑄錠銑面量在15 20mm厚，銑屑量為成品量的10 15%，而對鋁鑄件進(jìn)行切削 加工時，切屑約占鑄件重量的20%，最高達(dá)30%左右，由此可見鋁的生產(chǎn)加工過程將會產(chǎn) 生大量的鋁屑。隨著近年來鋁生產(chǎn)量的不斷增大，與之相伴產(chǎn)生的鋁屑量也是相當(dāng)大的。鋁屑的回收熔煉工藝，不同于一般較大塊的廢鋁回收，鋁屑較輕，且面積較大，熔 化時極易被火焰吹起氧化，有時最高燒損率在70%以上，致使再生利用率較低，如何減少燒 損，提高鋁的回收率，是鋁屑回收需要重點解決的問題，也是主要的難點問題。如果熔煉方 法不當(dāng)將會造成嚴(yán)重的氧化燒損，不僅浪費能源而且污染環(huán)境。目前的鋁加工廠一般采用 的處理方式是，將鋁屑打包擠壓成塊后加入爐內(nèi)熔化，這樣處理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(dá)10 15%。目前市場上鋁價達(dá)12000元/噸 左右，研發(fā)一種高效、低氧化燒損的鋁屑熔煉設(shè)備，回收利用鋁錠銑面加工過程中產(chǎn)生的鋁 屑，不僅可以降低鋁加工過程生產(chǎn)成本，具有良好的經(jīng)濟效益，而且每生產(chǎn)1噸再生鋁可以 節(jié)約95%的能源，節(jié)能環(huán)保具有顯著的社會效益。國內(nèi)較大的廢料企業(yè)一般都是返回上一級熔煉設(shè)備中進(jìn)行重熔，而其余的較小的 廢料及鋁屑則多采用的是普通熔鋁爐或坩堝式感應(yīng)熔鋁爐。普通熔鋁爐在鋁熔化過程中的 優(yōu)勢是生產(chǎn)率稍高，但工人勞動強度大，而且由于大多數(shù)采用火焰直接加熱，導(dǎo)致鋁屑極易 被氧化燃燒，致使燒損率太高，回收率低，采用這種方式鋁屑的回收率通常只有70%左右。 對于專門用來熔化回收鋁屑的鋁屑覆蓋熔化技術(shù)的應(yīng)用多采用機械泵、永磁攪拌機、電磁攪拌器等裝置使熔鋁爐鋁屑投料口的鋁液產(chǎn)生旋渦，鋁屑投放到鋁液旋渦中，被融化帶走。 但是，這些方法都存在一些缺點。機械泵該方法的工作原理就是通過機械泵對鋁液進(jìn)行抽送，在使用該方法進(jìn)行 鋁屑回收時，由于機械被泵需要與高溫鋁液直接接觸，故機械泵的使用壽命較短，并且設(shè)備 的維護(hù)費用很高，設(shè)備工作時無法在投料區(qū)破壞鋁表面的氧化膜，鋁屑不容易被鋁液迅速 包裹，因此容易被氧化，形成燒損。永磁攪拌器永磁攪拌裝置的結(jié)構(gòu)主要分為三部分，一是永磁體，一是驅(qū)動永磁體 旋轉(zhuǎn)的機械部分，此外為了確保永磁體不因溫度高而退磁必須使用冷卻系統(tǒng)。由于爐底一 般較厚，為了產(chǎn)生足夠大的磁場必須使用體積和重量很大的永磁體，永磁體產(chǎn)生的磁場為 靜止磁場，不能對鋁熔液做功，永磁攪拌裝置為了產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，必須依靠機械裝置為永磁 體提供旋轉(zhuǎn)動力，由于永磁體重量以噸計，這是一個重量較重且經(jīng)常運動的部件，機械裝置 常年運行，難免損壞，維修工作量大，影響生產(chǎn)是不可避免的。且永磁的攪拌實際屬于離心 分離，不可能實現(xiàn)熔液化學(xué)成分的均勻。此外，永磁對溫度的比較敏感，高溫時就回發(fā)生退 磁現(xiàn)象，因此需要嚴(yán)格控制爐底溫度。電磁攪拌器將該方法的工作原理是通過強電流作用導(dǎo)體產(chǎn)生磁場，并經(jīng)磁場的 變化使磁場有力作用于鋁液，使投料口內(nèi)的鋁液旋轉(zhuǎn)，該設(shè)備存在的問題是，電磁發(fā)生器產(chǎn) 生強磁場的前提是需要通過強電流，而強電流通過導(dǎo)體時必然會產(chǎn)生很大的熱量，所以電 磁磁發(fā)生器必須要配置良好的冷卻系統(tǒng)。電磁發(fā)生器產(chǎn)生的磁力需要帶動整個加料井內(nèi)鋁 液運動，所需要的能量大、設(shè)備體積龐大、能耗極高。降低能耗和提高金屬收得率是發(fā)展鋁屑爐的基本要求，但是僅僅做到這些是遠(yuǎn)遠(yuǎn) 不夠的，國外已經(jīng)相當(dāng)?shù)闹匾暯饘僭偕^程中的環(huán)保問題，因此最新發(fā)展趨勢是高效、清潔 環(huán)保型，要求不僅能夠高效的熔煉鋁屑，同時要處理好在熔煉過程中的污染問題。我國再生 鋁生產(chǎn)企業(yè)，生產(chǎn)規(guī)模小，熔煉設(shè)備陳舊，所以能源消耗較大，熔煉過程燒損較大，尤其是屑 類較細(xì)輕的廢料的氧化燒損就更加嚴(yán)重，這不僅造成有限金屬資源的浪費，而且還嚴(yán)重地 污染了環(huán)境。相比之下，英國EMP電磁泵技術(shù)就有很大的優(yōu)勢，然而，鋁屑爐的“心臟”部位 為鋁屑的沉熔裝置，該設(shè)備目前依賴進(jìn)口，因此雖然該爐型在鋁屑熔煉方面有很大的優(yōu)勢， 但是存在進(jìn)口設(shè)備資金需要量較大的問題，推廣使用存在一定的難度，如果能夠?qū)崿F(xiàn)該設(shè) 備的國產(chǎn)化，可以有效的降低設(shè)備成本，為提高國內(nèi)鋁屑處理能力和工藝水平提供設(shè)備基 石出。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的問題就是提供一種結(jié)構(gòu)合理、簡單實用的鋁屑回收爐，有效提 高了金屬收得率，增加了再生鋁產(chǎn)量，減少環(huán)境污染。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案一種鋁屑回收爐，其特征在 于包括熔鋁爐和設(shè)在熔鋁爐一旁的側(cè)井，以及對熔鋁爐和側(cè)井進(jìn)行加熱的加熱系統(tǒng)，在熔 鋁爐和側(cè)井之間設(shè)有進(jìn)料管和回流管，熔鋁爐中的鋁液通過進(jìn)料管進(jìn)入到側(cè)井中，側(cè)井中 的鋁液通過回流管流回到熔鋁爐中，在進(jìn)料管上設(shè)有促進(jìn)鋁液流動的循環(huán)泵。鋁液在循環(huán) 泵的推動下在熔鋁爐與加料井間往復(fù)循環(huán)流動，使得各處的鋁水質(zhì)地均勻化，同時減少或 消除了溫度分層。
進(jìn)一步的，所述側(cè)井包括設(shè)在支架上的側(cè)井本體和設(shè)在側(cè)井本體頂端的井蓋，在 側(cè)井本體中設(shè)有圓柱形加料井，進(jìn)料管的一端連接在加料井底部的側(cè)壁上，回流管的一端 連接在加料井底端面上，井蓋上設(shè)有加料口。加料口上可以配置自動給料裝置進(jìn)行連續(xù)送 料。進(jìn)一步的，所述加料井的側(cè)面與底端面之間設(shè)有圓弧過渡。便于鋁液流動，使鋁液 不會積存。進(jìn)一步的，所述側(cè)井本體的上端設(shè)有與加料井連通的排煙口，排煙口上接有排煙 管，排煙管頂端設(shè)有排煙罩，側(cè)井本體的下端設(shè)有與加料井連通的清渣口。進(jìn)一步的，所述井蓋上設(shè)有測控加料井內(nèi)溫度的溫控裝置。進(jìn)一步的，所述進(jìn)料管與加料井連通的一端設(shè)有螺旋段。使鋁液進(jìn)入加料井時產(chǎn) 生一定卷吸能力的鋁液旋渦，同時流動也不能太過激烈，防止鋁液過多地暴露在空氣中被 氧化。進(jìn)一步的，所述進(jìn)料管的另一端連接在熔鋁爐的底部，回流管的另一端連接在熔 鋁爐的底部。便于熔鋁爐中鋁液進(jìn)行完全的循環(huán)流動。進(jìn)一步的，所述回流管上設(shè)有測定鋁液溫度的溫感裝置，溫感裝置與溫控裝置相 連。實現(xiàn)加料井與鋁液溫度的串級控制。進(jìn)一步的，所述溫感裝置包括插在回流管壁上的熱電偶，熱電偶的感應(yīng)端伸入回 流管中與鋁液接觸，熱電偶的連接端與溫控裝置相連。熱電偶簡單實用，測定溫度的速度 快，精度高。 進(jìn)一步的，所述循環(huán)泵為電磁泵。對溫度不敏感，成本低、能耗低。采用上述技術(shù)方案后，本發(fā)明具有如下優(yōu)點有效減少氧化燒損，提高金屬收得 率，高效節(jié)能；可實現(xiàn)連續(xù)加料生產(chǎn)，提高熔煉爐鋁屑處理效率；符合當(dāng)前市場的需要，不 僅具有良好的經(jīng)濟效益，而且具有明顯的節(jié)能、環(huán)保優(yōu)勢。


下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明圖1為本發(fā)明一種實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1中A-A剖視圖；圖3為圖1中C-C剖視圖。
具體實施例方式如圖1至3所示本發(fā)明一種實施例的結(jié)構(gòu)示意圖，一種鋁屑回收爐，包括熔鋁爐 1和設(shè)在熔鋁爐一旁的側(cè)井2，以及對熔鋁爐和側(cè)井進(jìn)行加熱的加熱系統(tǒng)，在熔鋁爐和側(cè)井 之間設(shè)有進(jìn)料管3和回流管4，熔鋁爐中的鋁液通過進(jìn)料管進(jìn)入到側(cè)井中，側(cè)井中的鋁液通 過回流管流回到熔鋁爐中，在進(jìn)料管上設(shè)有促進(jìn)鋁液流動的循環(huán)泵5，循環(huán)泵采用電磁泵， 熔鋁爐上設(shè)有排放鋁液的放液口 11 ；側(cè)井包括設(shè)在支架23上的側(cè)井本體21和設(shè)在側(cè)井本 體頂端的井蓋22，在側(cè)井本體中設(shè)有圓柱形加料井211，進(jìn)料管的一端連接在加料井底部 的側(cè)壁上，進(jìn)料管的另一端連接在熔鋁爐的底部，回流管的一端連接在加料井底端面上，回 流管的另一端連接在熔鋁爐的底部；井蓋上設(shè)有加料口 221，加料井的側(cè)面與底端面之間
5設(shè)有圓弧過渡212，側(cè)井本體的上端設(shè)有與加料井連通的排煙口 213，排煙口上接有排煙管 214，排煙管頂端設(shè)有排煙罩215，側(cè)井本體的下端設(shè)有與加料井連通的清渣口 216，井蓋上 設(shè)有測控加料井內(nèi)溫度的溫控裝置222 ；在進(jìn)料管與加料井連通的一端設(shè)有螺旋段31。另 外在回流管上設(shè)有測定鋁液溫度的溫感裝置41，溫感裝置包括插在回流管壁上的熱電偶， 熱電偶的感應(yīng)端伸入回流管中與鋁液接觸，熱電偶的連接端與溫控裝置相連。上述實施例中，對熔鋁爐和側(cè)井進(jìn)行加熱的加熱系統(tǒng)可采用電加熱或火焰加熱； 熔鋁爐和側(cè)井的爐襯要選取適當(dāng)?shù)哪突鸩牧?，滿足在大量鋁液長期攪拌循環(huán)的使用條件 下，仍能夠滿足給定工況的正常使用；另外對鋁液溫度的控制至關(guān)重要，既要保證加料井接 受到最大的熱量，又要確保鋁液不至于過熱，因此，控溫方式采用“串級控制”，通過溫控裝 置和溫感裝置分別監(jiān)測加料井和鋁液的溫度，隨著加料井溫度升高，鋁液的溫度也跟著升 高，當(dāng)加料井的溫度達(dá)到人為設(shè)定值的時候，溫度控制轉(zhuǎn)入鋁液溫控模式。采用串級控制 后，使得熔鋁爐和側(cè)井吸引的熱量能夠達(dá)到最大并且鋁液也不至于過熱，在提高產(chǎn)品質(zhì)量 的同時，延長了熔鋁爐和側(cè)井的使用壽命。循環(huán)泵安裝在進(jìn)料管上，方便循環(huán)泵的更換、維 護(hù)、檢修。在加料口上配置自動給料裝置進(jìn)行連續(xù)送料，可實現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)加料生產(chǎn)，提高熔 煉爐鋁屑處理效率，同時封閉給料裝置，滿足環(huán)保要求，減少環(huán)境污染，并且將熔煉好的鋁 液通過放液口排放出去進(jìn)行下一步工序，使熔鋁爐和側(cè)井內(nèi)鋁液的液面保持在一定水平高 度，如圖2和3中I處虛線所示。另外還有一些需要注意的問題，比如清渣過程要盡量在熔鋁爐內(nèi)進(jìn)行，爐內(nèi)沉渣 也盡量留在熔鋁爐內(nèi)，過多的鋁渣不僅會影響電磁泵的工作，而且鋁渣進(jìn)入加料井漂浮在 鋁液表面會影響加入鋁屑的熔沉。若投入鋁屑未經(jīng)過前期處理，其內(nèi)部可能混有大量的可 燃物、污染物，所以采用封閉式送料結(jié)構(gòu)，送料之前，利用側(cè)井產(chǎn)生的廢熱煙氣對物料進(jìn)行 干燥和預(yù)熱，既節(jié)約能源又減少了環(huán)境污染，真正把側(cè)井爐建成環(huán)保節(jié)能型的設(shè)備。本發(fā)明將鋁屑投入到呈旋渦狀快速流動的鋁液中，鋁屑快速被鋁液卷吸覆蓋，依 靠鋁液的熱量將鋁屑熔化，從而減少了鋁屑在高溫狀態(tài)下的氧化燒損，提高了金屬收得率， 增加了產(chǎn)量；另外，鋁液在循環(huán)泵的推動下在熔鋁爐與加料井間往復(fù)循環(huán)流動，使得各處的 鋁水質(zhì)地均勻化，同時減少或消除了溫度分層。由于熔煉過程是在鋁液包圍的環(huán)境下進(jìn)行 的，減少了鹽渣的產(chǎn)生和合金的污染，同時具有高產(chǎn)量、能耗低的特性。本發(fā)明提供的設(shè)備將鋁屑熔煉過程的氧化燒損降低到4%以下，比打包熔煉技術(shù) 降低了 10%左右，有效提高了金屬收得率；目前鋁屑按照1. 2萬元/噸，采用鋁屑爐熔煉1 噸鋁屑可以節(jié)省金屬0. 1噸，同時生產(chǎn)1噸再生鋁，能耗彡210X IO4KJ/ (t -Al)，與生產(chǎn)1噸 原鋁相比節(jié)約95%能源，可節(jié)水10. 05噸，少排放二氧化碳0. 8噸、二氧化硫0. 6噸?？梢?， 本發(fā)明不僅具有良好的經(jīng)濟效益，而且具有明顯的節(jié)能、環(huán)保優(yōu)勢，是一項效益巨大的節(jié)能 工程。
權(quán)利要求
一種鋁屑回收爐，其特征在于包括熔鋁爐(1)和設(shè)在熔鋁爐一旁的側(cè)井(2)，以及對熔鋁爐和側(cè)井進(jìn)行加熱的加熱系統(tǒng)，在熔鋁爐和側(cè)井之間設(shè)有進(jìn)料管(3)和回流管(4)，熔鋁爐中的鋁液通過進(jìn)料管進(jìn)入到側(cè)井中，側(cè)井中的鋁液通過回流管流回到熔鋁爐中，在進(jìn)料管上設(shè)有促進(jìn)鋁液流動的循環(huán)泵(5)，熔鋁爐上設(shè)有排放鋁液的放液口(11)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋁屑回收爐，其特征在于所述側(cè)井包括設(shè)在支架(23) 上的側(cè)井本體(21)和設(shè)在側(cè)井本體頂端的井蓋(22)，在側(cè)井本體中設(shè)有圓柱形加料井 (211)，進(jìn)料管的一端連接在加料井底部的側(cè)壁上，回流管的一端連接在加料井底端面上， 井蓋上設(shè)有加料口(221)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種鋁屑回收爐，其特征在于所述加料井的側(cè)面與底端面 之間設(shè)有圓弧過渡(212)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種鋁屑回收爐，其特征在于所述側(cè)井本體的上端設(shè)有與 加料井連通的排煙口(213)，排煙口上接有排煙管(214)，排煙管頂端設(shè)有排煙罩(215)，側(cè) 井本體的下端設(shè)有與加料井連通的清渣口(216)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種鋁屑回收爐，其特征在于所述井蓋上設(shè)有測控加料井 內(nèi)溫度的溫控裝置(222)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種鋁屑回收爐，其特征在于所述進(jìn)料管與加料井連 通的一端設(shè)有螺旋段(31)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種鋁屑回收爐，其特征在于所述進(jìn)料管的另一端連 接在熔鋁爐的底部，回流管的另一端連接在熔鋁爐的底部。
8.根據(jù)權(quán)利要求1、2或5所述的一種鋁屑回收爐，其特征在于所述回流管上設(shè)有測 定鋁液溫度的溫感裝置(41)，溫感裝置與溫控裝置相連。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種鋁屑回收爐，其特征在于所述溫感裝置包括插在回流 管壁上的熱電偶，熱電偶的感應(yīng)端伸入回流管中與鋁液接觸，熱電偶的連接端與溫控裝置 相連。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋁屑回收爐，其特征在于所述循環(huán)泵為電磁泵。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鋁屑回收爐，包括熔鋁爐和設(shè)在熔鋁爐一旁的側(cè)井，以及對熔鋁爐和側(cè)井進(jìn)行加熱的加熱系統(tǒng)，在熔鋁爐和側(cè)井之間設(shè)有進(jìn)料管和回流管，熔鋁爐中的鋁液通過進(jìn)料管進(jìn)入到側(cè)井中，側(cè)井中的鋁液通過回流管流回到熔鋁爐中，在進(jìn)料管上設(shè)有促進(jìn)鋁液流動的循環(huán)泵。本發(fā)明有效減少氧化燒損，提高金屬收得率，高效節(jié)能；可實現(xiàn)連續(xù)加料生產(chǎn)，提高熔煉爐鋁屑處理效率；符合當(dāng)前市場的需要，不僅具有良好的經(jīng)濟效益，而且具有明顯的節(jié)能、環(huán)保優(yōu)勢。
文檔編號C22B21/00GK101915501SQ20101025441
公開日2010年12月15日 申請日期2010年8月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月12日
發(fā)明者宋生權(quán) 申請人:浙江浩大工業(yè)爐有限公司