一種鋁屑等溫熔化設備及生產工藝的製作方法

2023-05-22 14:07:26

本發明涉及廢金屬回收循環經濟利用技術領域，特別涉及一種鋁屑等溫熔化設備及生產工藝。

背景技術：

當今世界將廢鋁回收看作是一項綠色環保的重要課題，尤其是中國每年有400萬噸廢鋁金屬存量亟待處理。作為循環經濟的重要工業領域——廢金屬回收已經納入了國家十三五計劃重大課題。關閉小作坊式的髒亂差回收模式已成為中國環保整治的重要措施，也是基本國策。中國又是一個鋁生產與鋁消費的大國，在這種狀態下，環保型的大工業生產廢鋁回收的先進基礎工藝已經到了必須應運而生的時刻。

目前世界上有兩種方式對廢鋁進行回收利用，一種是德國的雙室爐，還有一種是常見的側進爐方式。這兩種生產工藝均在有氧狀況下對鋁屑進行熔化回收利用，金屬的燒損率很高，其中的煙氣疏散無法得到有效的控制，能源損耗也很大。要解決環保問題，必須對廢鋁進行預處理，這種除去表層殘留物的預處理方法增加了其工藝流程與處理成本。

技術實現要素：

本發明為了解決上述現有技術存在的缺陷和不足，提供了一種鋁屑等溫熔化設備及生產工藝，將鋁屑固體的熔化處理回收過程處於一個密閉的動態真空狀態下進行，降低了燒損率、環境汙染和能源消耗，生產成本低。

為達到上述目的，本發明採用的技術方案如下：

一種鋁屑等溫熔化設備，包括箱體及其密封蓋、螺旋輸送機、鋁屑固體存儲箱、攪拌裝置、負壓控制系統和主控制器，箱體下沿設置有兩個用於鋁液流動的進出口，進出口所在側的箱體外設置有流槽，位於兩個進出口之間的流槽內設置有中間氣動閘板，位於兩個進出口之外的一側或兩側流槽內設置有進出口氣動閘板；所述負壓控制系統包括真空發生器、壓縮空氣源和氣體控制單元，所述箱體及其密封蓋、螺旋輸送機和鋁屑固體存儲箱形成密封空間，並通過負壓控制系統形成真空。螺旋輸送機的輸送端出口和攪拌裝置都位於密封蓋上，攪拌裝置的活動端穿過密封蓋垂直伸入到箱體內，防止鋁屑懸浮在真空熔鋁液的表層得不到充分熔解。通過主控制器可監控設備中的螺旋輸送機、攪拌裝置、負壓控制系統等裝置。

作為優選，設有雷射液位檢測儀用於檢測所述箱體內的液位高度並將信號傳輸至主控制器，在主控制器實時記錄顯示，便於監控管理。

作為優選，設有負壓傳感器用於檢測密封空間內的負壓值並將信號傳輸至主控制器，在主控制器實時記錄顯示，便於監控管理。

作為優選，位於兩個所述進出口之間的箱體內設置有隔板，隔板將箱體內隔板所在的空間分隔成兩部分，其意義在於使進出口流入的鋁液需要向上流動，鋁屑始終與溫度較高的新鋁液接觸熔化，然後下降從另一個進出口流出。

一種鋁屑等溫熔化生產工藝，利用了上述熔化設備，所述生產工藝包括：

步驟1、將待熔化的鋁屑固體裝入鋁屑固體存儲箱後並將鋁屑固體存儲箱密封。

步驟2、通過主控制器打開中間氣動閘板，關閉流槽其中一側的進出口氣動閘板，高溫的鋁液從流槽另一側流入並通過兩個進出口進入箱體內。

步驟3、當雷射液位檢測儀檢測到鋁液的液面高於進出口的高度後，即形成了液封，通過真空射流的方式使箱體——鋁屑固體存儲箱內的密封空間形成負壓的真空狀態，箱體內鋁液的液面逐漸升高。

步驟4、當雷射液位檢測儀檢測到鋁液的液面到達設定高度後，主控制器啟動螺旋輸送機將鋁屑固體存儲箱中的鋁屑固體輸送落入箱體內的鋁液中熔化，同時啟動攪拌裝置。

步驟5、通過負壓傳感器的檢測及主控制器的控制，負壓控制系統的真空發生器、壓縮空氣源和氣體控制單元將負壓值控制在設定範圍內。

步驟6、通過主控制器關閉中間氣動閘板，打開進出口氣動閘板，流槽的其中一側為鋁液流出，另一側為鋁液流入，中間氣動閘板兩側的液位產生落差，在真空環境下形成連續的動態流動，此過程中，負壓控制系統始終將負壓值控制在設定範圍內。

作為優選，所述步驟4中鋁液設定的高度為900mm～1100mm，此高度大於隔板的高度。

作為優選，所述步驟5中密封空間內的負壓值為0.2mpa～0.5mpa，此負壓值下，既保證了封閉空間內的真空度，又保證了鋁液的高度在設定範圍內。

作為優選，所述步驟2中流入的鋁液溫度範圍為750℃～850℃，高於鋁的熔點660℃。

作為優選，根據鋁液的溫度範圍，主控制器控制螺旋輸送機輸送的鋁屑固體量為鋁液的15%～30%，即根據每噸原鋁液溫度可以熔化的固體鋁屑固體的相對值，流入的鋁液溫度低，則輸送的鋁屑固體量少，反之則多，本發明中，在真空狀態下可達到每小時3～6噸的鋁屑熔化處理。

作為優選，所述步驟4中鋁屑固體熔化產生的煙氣通過負壓控制系統收集控制，因為是始終保持真空密封的狀態，所有煙氣均通過集中收集後處理，不存在現場生產過程中的煙氣排放的問題。

作為優選，攪拌裝置設計轉速為300轉/min～500轉/min。通過攪拌的方式可以增加鋁屑的熔解速率，防止鋁屑懸浮在真空熔鋁液的表層得不到充分熔解，轉速的快慢根據鋁屑固體的輸送量調節。

本發明的優點在於：a、在真空狀態下固體鋁屑是在無氧狀態下熔化的，其金屬的燒損率不超過3‰；

b、由於在密閉狀態下的生產方式，所有的煙氣均可通過一個吸出孔集中處理，不存在現場生產過程中的煙氣洩露，真正做到環保生產；

c、用原鋁液的自身溫度熔化鋁屑，其能耗節省了50%，降低成本；

d、滿足大批量連續生產的要求，大大提高了生產效率。

附圖說明

圖1為本發明的結構示意圖；

圖2為圖1中a-a向的剖視圖；

圖中:1.箱體，1.1.進出口，2.密封蓋，3.主控制器，4.螺旋輸送機，5.鋁屑固體存儲箱，6.攪拌裝置，7.雷射液位檢測儀，8.負壓傳感器，9.真空發生器，10.氣體控制單元，11.中間氣動閘板，12.進出口氣動閘板，13.流槽，14.隔板，15.壓縮空氣源。

具體實施方式

下面通過具體實施方式和附圖對本發明作進一步的說明。

實施方式為：如圖1和圖2所示，一種鋁屑等溫熔化設備，包括箱體1及其密封蓋2、螺旋輸送機4、鋁屑固體存儲箱5、攪拌裝置6、負壓控制系統和主控制器3，箱體1下沿設置有兩個用於鋁液流動的進出口1.1，進出口1.1所在側的箱體1外設置有流槽13，位於兩個進出口1.1之間的流槽13內設置有中間氣動閘板11，位於兩個進出口1.1之外的一側或兩側流槽13內設置有進出口氣動閘板12；其中，負壓控制系統包括真空發生器9、壓縮空氣源15和氣體控制單元10，設備中箱體1及其密封蓋2、螺旋輸送機4和鋁屑固體存儲箱5形成密封空間，並通過負壓控制系統在密封空間形成真空。

其中，設備中還包括雷射液位檢測儀7和負壓傳感器8，分別用於檢測箱體1內的液位高度和密封空間內的負壓值，並將信號傳輸至主控制器3。

此外，在兩個進出口1.1之間的箱體1內設置有隔板14，隔板14將箱體1內隔板14所在的下部空間分隔成兩部分。

根據上述的熔化設備而產生的一種鋁屑等溫熔化生產工藝，生產工藝包括：

步驟1、將待熔化的鋁屑固體裝入鋁屑固體存儲箱5後並將鋁屑固體存儲箱5密封；

步驟2、通過主控制器3打開中間氣動閘板11，關閉流槽13其中一側的進出口氣動閘板12，溫度範圍為750℃～850℃的高溫鋁液從流槽13另一側流入並通過兩個進出口1.1進入箱體1內；

步驟3、當雷射液位檢測儀7檢測到鋁液的液面高於進出口1.1的高度形成液封后，通過真空射流的方式使箱體1——鋁屑固體存儲箱5內的密封空間形成負壓的真空狀態，鋁液的液面升高；

步驟4、當雷射液位檢測儀7檢測到鋁液的液面到達設定高度——900mm～1100mm後，根據鋁液流入的溫度，主控制器3啟動螺旋輸送機4將鋁屑固體存儲箱5中的鋁屑固體輸送落入箱體1內的鋁液中熔化，輸送的鋁屑固體量為鋁液的15%～30%，同時啟動攪拌裝置6；

步驟5、通過負壓傳感器8的檢測及主控制器3的控制，負壓控制系統的真空發生器9、壓縮空氣源15和氣體控制單元10將負壓值控制在設定範圍——0.2mpa～0.5mpa以內；

步驟6、通過主控制器3關閉中間氣動閘板11，打開進出口氣動閘板12，流槽13的其中一側為鋁液流出，另一側為鋁液流入，中間氣動閘板11兩側的液位產生落差，在真空環境下形成連續的動態流動。

在生產工藝中，需要設定液面的高度大於隔板14的高度以滿足工作基本條件。

此外，在本發明生產過程中，鋁屑固體熔化產生的煙氣通過負壓控制系統收集控制。

需要注意的是，本實施方式中可以任意選擇兩個進出口1.1中的一個在實際生產中作為鋁液流出的出口，另一個作為入口。

以上所述僅為本發明的具體實施例，但本發明的結構特徵並不局限於此，本發明可以用於類似的產品上，任何本領域的技術人員在本發明的領域內，所作的變化或修飾皆涵蓋在本發明的專利範圍之中。