納米保溫結晶裝置及有色金屬節能氣化爐的製作方法

2023-06-08 02:17:36

專利名稱：納米保溫結晶裝置及有色金屬節能氣化爐的製作方法
技術領域：
本發明提供一種納米保溫結晶裝置以及採用該結晶裝置的有色金屬節能氣化爐，屬於有色金屬熔化爐設備領域。
背景技術：
現有的有色金屬熔化爐結晶裝置，材料大都使用鐵材或鋼材且結晶裝置與爐體相連，直接在爐體出料前的鋼板或鐵板上裁出U型槽的形狀，有色金屬在爐內熔化完全後通過U型鋼材(或鐵材)結晶裝置時快速降溫，結晶成固體有色金屬，從而完成結晶過程。中國專利申請CN201110100831.2公開了一種鋁合金複合鑄錠的連鑄方法及其裝置，屬於鋁合金鑄造技術領域，裝置包括分體結晶器、合金液分配器、熱頂板和引錠，其中引錠的上方固定連接兩個擋板，每個擋板上方與冷卻板連接；兩個冷卻板將分體結晶器內部分為芯材熔體腔和表材熔體腔；方法為:將待覆合的兩種合金分別熔煉、精煉、靜置；向冷卻板水腔和水箱內通入冷卻水並保持水流動；將芯材合金液導入芯材熔體腔；將表材合金液導入表材熔體腔；啟動引錠開始鑄造。本發明能夠確保表材合金液態流動均勻，液面穩定，溫度均勻，消除高冷卻強度的三角區，確保冷卻板下的形成的支撐面沿冷卻板水平方向溫度均勻，確保複合面的全面冶金結合。其存在的不足是，分體結晶器內部為空腔，大面水箱和側面水箱完成冷卻，其結構複雜，製作困難，使用/維修成本高。中國專利CN201020631057.9公開了一種用於連鑄結晶器銅管加工設備的結晶器銅管分體式成品凹模，它包括有凹模體，該凹模體的中間設置有成型方口，在凹模體的後面於成型方口的兩側對稱設置有凹模轉動凸弧面，其所述的凸弧面由分體成型的一對活動塊經連接螺釘固定連接在凹模體的後面而構成。本實用新型採用分體成型凹模體和活動塊，經螺釘連接組合成成品凹模，具有加工工藝簡單、加工效率和原材料利用率高、生產成本低的特點。其存在的不足是，該結構適於加工銅管等有色金屬管狀產品，由於其保溫措施不當，容易產生結晶不均勻的問題。`在現有的有色金屬熔化拉絲結晶工藝中，使用鋼材或鐵材製成的結晶裝置使得液態有色金屬流出時降溫速度過快，結晶成的有色金屬絲在拉絲過程中容易出現斷絲，工人操作難度也會相對增加。而且使用鋼材或鐵材製成的結晶裝置容易腐蝕，使用壽命短，由於這種結晶裝置與爐體相連，一體性也造成結晶裝置的更換困難，不利於良性生產。

發明內容
根據以上現有技術中的不足，本發明要解決的問題是:提供一種保證液態有色金屬的溫度，提高結晶質量，易操作，有效提高了生產效率的納米保溫結晶裝置。本發明的另一目的是，提供一種採用該納米保溫結晶裝置，使得熔化拉絲成本低，成品率高，質量穩定，節能的有色金屬節能氣化爐。本發明解決其技術問題所採用的技術方案是:一種納米保溫結晶裝置，包括基座，其特徵在於:基座上部設置若干滑槽，相鄰兩個滑槽之間設置U型板和成型板，U型板設置U型槽，成型板設置結晶孔，U型板和成型板重疊設置，結晶孔與U型槽相適應，納米保溫材料製作的U型板一側與熔化的液態有色金屬相接觸，液態有色金屬依次通過U型槽和結晶孔，降溫結晶為有色金屬絲。有色金屬，例如鋁，在熔化爐內熔化為液態，通過液態有色金屬通道流進拉絲爐進行拉絲，流出爐體時通過納米保溫結晶裝置降溫冷卻為固體，由於納米保溫材質的U型板的保溫性能好，不至於造成與成型板之間傳導換熱過快，使得液態在流經結晶裝置時降溫速度變慢，保溫效果好，形成的固態金屬較為柔軟，為進行下一道工序(如拉絲)打好了基礎。納米保溫結晶裝置採用U型板和成型板分開的分體式結構，便於組裝和調整，拆卸方便，可以根據客戶要求更改結晶裝置的成型板、U型板的大小、厚度以及結晶孔直徑等，增強了實用性、生產的多樣性。納米保溫材質，可以是納米級耐熱陶瓷，也可是納米級氧化鋁等。

其中:所述的U型板通過螺栓固定在相鄰兩個滑槽之間的基座上。U型板既可以卡在滑槽之間，也可以為了增加牢固性，設置螺栓固定。這種設置可以解決普通現有技術中頻繁更換帶來的停產停車，提高生產的連貫性。所述的螺栓設置固定板，固定板通過螺栓壓緊相鄰的兩個U型板，螺栓末端固定在滑槽之間。一根螺栓一塊固定板，可以通過兩端分別固定兩個U型板，節約材料，更換U型板時，維護簡便。所述的成型板可以在滑槽內水平移動，結晶孔的相對運動軌跡始終在U型槽範圍。保證拉絲質量的同時，可以為了適應不同的拉絲機纏絲機，便於調節相鄰兩根金屬絲之間的距離。所述的U型板(4)的厚度為15mm。保證降溫效果，既要保證液態有色金屬進入成型板之前的溫度在695° -1500°，又要保證其溫度開始下降，從熔點以上開始降溫，結晶時的溫度，提高拉絲質量。所述的成型板(5)採用鋼板，厚度為20mm。保證溫度下降，結晶均勻，提高拉絲質量。一種採用上述納米保溫結晶裝置的有色金屬節能氣化爐，包括熔化爐和拉絲爐，熔化爐內部設置熔化池，熔化爐一側設置與之連通的拉絲爐，拉絲爐與熔化池底部設置液態有色金屬通道，其特徵在於:熔化爐上部設置與拉絲爐相連通的熱氣通道，拉絲爐的拉絲口設置納米保護結晶裝置，拉絲口的下部固定納米保護結晶裝置的基座，基座高度與拉絲爐的液態有色金屬通道的底部一致。液態有色金屬流入拉絲口，其水平高度接近納米保護結晶裝置的結晶孔，熱氣通道將熔化爐的剩餘熱氣導入拉絲爐進行保溫，同時納米保護結晶裝置的U型板也避免散熱過快，使得液態在流經結晶裝置時降溫速度變慢，保溫效果好，形成的固態金屬較為柔軟，為進行下一道工序(如拉絲)打好了基礎。該保溫措施的設置，節約了能源，熔化拉絲成本低，成品率高，質量穩定。作為進一步優化:所述的拉絲爐設置拉絲保溫熱氣通道，拉絲保溫熱氣通道聯通熔化爐頂部和拉絲爐的拉絲口。為了進一步保證液態有色金屬的溫度，將熔化爐頂部的剩餘熱氣導入拉絲爐的拉絲口，與U型板一起保證液態有色金屬的溫度，進一步提高拉絲質量。
所述的熔化爐設置保溫裝置，保溫裝置包括設置在爐壁中的保溫材料，保溫材料中設置若干真空管。所述的真空管為高鋁材質。通過在爐襯和殼體之間使用真空管加納米絕熱材料，可以起到很好的保溫效果，有效地減少熱量的流失，降低爐內能耗，減小煙氣排放，降低環境汙染。採用廢棄高鋁真空管，使廢材回收利用，經濟環保。本發明的納米保溫結晶裝置所具有的有益效果是:在成型板與液態有色金屬接觸的一側設置U型板，由於納米保溫材質的U型板的保溫性能好，不至於造成液態有色金屬與成型板之間傳導換熱過快，使得液態有色金屬在流經結晶裝置時降溫速度變慢，保溫效果好，形成的固態金屬較為柔軟，為進行下一道工序(如拉絲)打好了基礎。通過其他改進，一體性優化，使得該裝置便於更換維修，便於調整結晶拉絲參數和數量，保證液態有色金屬的溫度，提高結晶質量，易操作，有效提高了生產效率。分體式納米保溫結晶裝置解決了傳統結晶器造成的液體金屬降溫快、結晶成的固態金屬質地較硬、工人不容易操作等難題，並延長了結晶器的使用壽命。採用上述裝置的有色金屬節能氣化爐的有益效果是，通過在熔化爐上部設置與拉絲爐相連通的熱氣通道，拉絲爐的拉絲口設置納米保護結晶裝置，拉絲口的下部固定納米保護結晶裝置的基座，基座高度與拉絲爐的液態有色金屬通道的底部一致，熱氣通道將熔化爐的剩餘熱氣導入拉絲爐進行保溫，同時納米保護結晶裝置的U型板也避免散熱過快，使得液態在流經結晶裝置時降溫速度變慢，保溫效果好，形成的固態金屬較為柔軟，為進行下一道工序(如拉絲)打好了基礎。該保溫措施的設置，節約了能源，熔化拉絲成本低，成品率高，質量穩定。通過整體優化設計，由於氣體燃料直接在熔化爐內燃燒對有色金屬直接加熱，減少了流通散熱過程，通過兩條熱氣通道將剩餘熱氣用於拉絲爐保溫，提高了熱效率；本發明清潔環保，燃燒充分，熱效率高，節能，熔化及拉絲結晶成品率高。


圖1為本發明的納米保溫結晶裝置的結構示意圖；圖2為圖1的 俯視圖；圖3為本發明的納米保溫結晶裝置的U型板的結構示意圖；圖4為本發明的有色金屬節能氣化爐的結構示意圖；其中:1、基座2、滑槽3、結晶孔4、U型板5、成型板6、螺栓7、固定板
8、U型槽9、納米保溫結晶裝置10、熱氣通道11、爐門12、爐壁13、燃氣進口 14、熔化池15、爐床16、爐底17、拉絲爐18、拉絲保溫熱氣通道。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明的實施例做進一步描述:實施例1:如圖1-3所示，基座I上部設置若干滑槽2，相鄰兩個滑槽2之間設置U型板4和成型板5，U型板4設置U型槽8，成型板5設置結晶孔3，U型板4和成型板5重疊設置，結晶孔3與U型槽8相適應，納米保溫材料製作的U型板4 一側與熔化的液態有色金屬相接觸，液態有色金屬依次通過U型槽8和結晶孔3，降溫結晶為有色金屬絲。有色金屬，例如鋁，在熔化爐內熔化為液態，通過液態有色金屬通道流進拉絲爐進行拉絲，流出爐體時通過納米保溫結晶裝置降溫至695°左右冷卻為固體，由於納米保溫材質的U型板4的保溫性能好，不至於造成液態有色金屬與成型板之間傳導換熱過快，使得液態有色金屬在流經結晶裝置時降溫速度變慢，保溫效果好，形成的固態金屬較為柔軟，為進行下一道工序(如拉絲)打好了基礎。U型板4通過螺栓6固定在相鄰兩個滑槽2之間的基座I上。螺栓6設置固定板7，固定板7通過螺栓6壓緊相鄰的兩個U型板4，螺栓末端固定在滑槽2之間。成型板5可以在滑槽2內水平移動，結晶孔3的相對運動軌跡始終在U型槽8範圍。U型板4的厚度為15mm。成型板5採用鋼板，厚度為20mm。實施例2:如圖4所示，採用實施例1的納米保溫結晶裝置的有色金屬節能氣化爐，包括熔化爐和拉絲爐17，熔化爐內部設置熔化池14，熔化爐一側設置與之連通的拉絲爐17，拉絲爐17與熔化池14底部設置液態有色金屬通道，熔化爐上部設置與拉絲爐17相連通的熱氣通道10，拉絲爐17的拉絲口設置納米保護結晶裝置9，拉絲口的下部固定納米保護結晶裝置9的基座1，基座I高度與拉絲爐17的液態有色金屬通道的底部一致。拉絲爐17設置拉絲保溫熱氣通道18，拉絲保溫熱氣通道18聯通熔化爐頂部和拉絲爐17的拉絲口。液態有色金屬流入拉絲口，其水平高度接近納米保護結晶裝置9的結晶孔3，熱氣通道10將熔化爐的剩餘熱氣導入 拉絲爐17進行保溫，同時納米保護結晶裝置的U型板4也避免散熱過快；拉絲保溫熱氣通道18將熔化爐頂部的剩餘熱氣導入拉絲爐17的拉絲口，與U型板4 一起保證液態有色金屬的溫度，進一步提高拉絲質量。熔化爐和拉絲爐17共用一個爐底16。液態有色金屬通道底部設置傾斜的爐床15，使得液態的有色金屬方便順暢地流入拉絲爐17。熔化爐設置爐門11，熔化爐的爐壁12設置迴旋燃燒器，迴旋燃燒器外部連接氣體燃料與空氣混合管。迴旋燃燒器包括設置在爐壁12的燃氣進口 13和噴火嘴，燃氣進口 13設置在圓柱形熔化池14上方，向下傾斜。氣體燃料可以是煤氣、天然氣、甲烷、乙炔等，燃燒時和空氣混合，不產生黑煙和雜質，清潔環保。點燃噴火嘴以後，火焰先向下噴射加熱，再上返加熱，燃燒充分，提高加熱效率。熔化爐設置保溫裝置，保溫裝置包括設置在爐壁12中的保溫材料，保溫材料中設置若干真空管。真空管為高鋁材質。熱能從爐壁12向外傳遞過程中，由於高鋁質真空管的設置，熱傳導的路徑和面積明顯減少；由於管內為真空狀態，杜絕了熱量在管內通過對流方式傳遞，而高鋁質真空管本身既阻擋了熱量的輻射傳遞又降低了熱量的傳導效果，使保溫效果更佳，進一步提高節能效果。實驗證明:由於爐壁保溫措施，熔化爐剩餘熱氣在拉絲爐的二次利用，剩餘熱氣在拉絲口的二次利用，以及納米保護結晶裝置9的保溫效果，在保證熔化拉絲質量的前提下，整體節能達到30-40%。一次性成品率達到98 %。
權利要求
1.一種納米保溫結晶裝置，包括基座(1)，其特徵在於:基座(I)上部設置若干滑槽(2)，相鄰兩個滑槽(2)之間設置U型板(4)和成型板(5)，U型板(4)設置U型槽(8)，成型板(5)設置結晶孔(3)，U型板(4)和成型板(5)重疊設置，結晶孔(3)與U型槽(8)相適應，納米保溫材料製作的U型板一側與熔化的液態有色金屬相接觸，液態有色金屬依次通過U型槽(8)和結晶孔(3)，降溫結晶為有色金屬絲。
2.根據權利要求1所述的納米保溫結晶裝置，其特徵在於:所述的U型板(4)通過螺栓(6)固定在相鄰兩個滑槽(2)之間的基座(I)上。
3.根據權利要求2所述的納米保溫結晶裝置，其特徵在於:所述的螺栓(6)設置固定板(7)，固定板(7)通過螺栓(6)壓緊相鄰的兩個U型板(4)，螺栓末端固定在滑槽(2)之間。
4.根據權利要求1所述的納米保溫結晶裝置，其特徵在於:所述的成型板(5)可以在滑槽(2)內水平移動，結晶孔(3)的相對運動軌跡始終在U型槽(8)範圍。
5.根據權利要求1或2所述的納米保溫結晶裝置，其特徵在於:所述的U型板(4)的厚度為15mm。
6.根據權利要求1或2所述的納米保溫結晶裝置，其特徵在於:所述的成型板(5)採用鋼板，厚度為20mm。
7.一種採用權利要求1所述納米保溫結晶裝置的有色金屬節能氣化爐，包括熔化爐和拉絲爐(17)，熔化爐內部設置熔化池(14)，熔化爐一側設置與之連通的拉絲爐(17)，拉絲爐(17)與熔化池(14)底部設置液態有色金屬通道，其特徵在於:熔化爐上部設置與拉絲爐(17)相連通的熱氣通道(10)，拉絲爐(17)的拉絲口設置納米保護結晶裝置(9)，拉絲口的下部固定納米保護結晶裝置(9)的基座(I )，基座(I)高度與拉絲爐的液態有色金屬通道的底部一致。
8.根據權利要求7所述的有色金屬節能氣化爐，其特徵在於:所述的拉絲爐(17)設置拉絲保溫熱氣通道(18 )，拉絲保溫熱氣通道(18 )聯通熔化爐頂部和拉絲爐(17 )的拉絲口。
9.根據權利要求7所述的有色金屬節能氣化爐，其特徵在於:所述的熔化爐設置保溫裝置，保溫裝置包括設置在爐壁(12)中的保溫材料，保溫材料中設置若干真空管。
10.根據權利要求7所述的有色金屬節能氣化爐，其特徵在於:所述的真空管為高鋁材 質。
全文摘要
一種納米保溫結晶裝置及有色金屬節能氣化爐，屬於有色金屬熔化爐設備領域。包括基座(1)，其特徵在於基座(1)上部設置若干滑槽(2)，滑槽(2)之間設置U型板(4)和成型板(5)，U型板(4)設置U型槽(8)，納米保溫材料製作的U型板一側與熔化的液態有色金屬相接觸，液態有色金屬依次通過U型槽(8)和結晶孔(3)，降溫結晶為有色金屬絲。由於納米保溫材質的U型板的保溫性能好，使得液態在流經結晶裝置時降溫速度變慢，形成的固態金屬較為柔軟，為進行下一道工序(如拉絲)打好了基礎。採用本裝置的有色金屬節能氣化爐，節約了能源，熔化拉絲成本低，成品率高，質量穩定。
文檔編號B22D25/02GK103231041SQ20131015122
公開日2013年8月7日 申請日期2013年4月27日 優先權日2013年4月27日
發明者許在天 申請人:淄博在天工貿有限責任公司