一种高效蓄热式有色金属熔化炉的制作方法

本发明涉及一种有色金属熔化炉，具体是一种高效蓄热式有色金属熔化炉。

背景技术：

有色金属熔化炉作为一种常用的熔化设备，一直是有色铸造行业的必要设备，是有色合金材料熔化和保温的必备与关键设备。

有色金属熔化炉主要分为用燃料做为加热能源的燃料炉和用电作为加热能源的电炉两大类，燃料炉的主要燃料为煤(包括焦炭和炭精)、天然气、柴油、生物燃料等。

随着国家对环境治理力度的不断加大，原来用原煤或焦炭进行加热的燃煤型坩埚炉已经没有生存的空间，正在被使用燃气和醇基燃料的新型坩埚炉所取代。

目前的燃气或醇基燃料坩埚炉为直燃式，燃料通过燃烧器直接燃烧后烟气进入炉膛加热坩埚并通过坩埚把热量传递给坩埚内的物料，使其熔化或保温，烟气在炉膛停留很短时间后从烟囱排出，由于排出的烟气温度比较高(接近炉膛温度)，为了利用其余热，目前常用的一种方法是通过烟道把烟气吹到坩埚上方的金属液面，部分吸收烟气热量，但由于时间很短，又是敞开方式，实际利用的热量很少，大部分热量仍被排放在工作环境中，造成能源的巨大浪费和生产环境的恶化。另一种方式是烟道上增设一个换热器，利用烟气加热助燃空气，提高助燃空气的温度，回收部分烟气余热，但由于换热器的效率和体积问题，这种方式加热的助燃空气温度在300℃以下，排出的烟气温度仍在400℃以上，仍有大量热能浪费，生产成本仍然比较高。

技术实现要素：

为解决坩埚炉热量利用率低，且环境污染严重的上述问题，本发明提供一种高效蓄热式有色金属熔化炉。

一种高效蓄热式有色金属熔化炉，包括炉体、坩埚、烧嘴砖、蓄热体、换向阀、鼓风机、控制系统，所述炉体设有放置坩埚的容腔，所述容腔与坩埚之间设有炉膛，所述炉体上方设有用于密封炉膛的锅盖，所述炉体下部设有多个烧嘴砖，多个所述烧嘴砖包括第一烧嘴砖与第二烧嘴砖，所述烧嘴砖内部中空设有燃烧室且一端出口在炉膛内，另一端设有端盖板，所述端盖板上设有喷头和点火烧嘴， 所述喷头连接燃料电磁阀，所述燃料电磁阀用于控制喷头的启停，所述烧嘴砖侧边设有与燃烧室连通的进风孔，所述进风孔连通容纳蓄热体的独立空腔，所述独立空腔依次连通换向阀、鼓风机，所述控制系统用于控制点火烧嘴、换向阀、燃料电磁阀及鼓风机的启停。

所述炉体底壁中间设有突出的平台，所述平台与坩埚底部构成配合，用于放置坩埚。

所述锅盖中间设有开孔，所述开孔与坩埚内径相配合，用于投料和舀取坩埚内金属溶液。

所述容纳蓄热体的多个独立空腔，用于放置蓄热体。

所述炉体内壁表面涂有高温反射涂料。

所述炉体包括钢板层、保温层、耐火层。

所述炉体底部设有支架。

所述端盖板上还设有观察镜。

所述烧嘴砖靠近炉膛一侧设有与坩埚相对应的圆弧状切面，所述圆弧状切面上设有与燃烧室相通的火焰喷口。

本发明的有益效果：本发明设置多个烧嘴砖及其对应的蓄热体，鼓风机带动助燃空气通过第一烧嘴砖的蓄热体a升温并在烧嘴砖和燃料混合燃烧释放热量加热金属溶液，含有余热的烟气流经过第二烧嘴砖的蓄热体b吸收热量后排出炉体外，待此蓄热体吸收接近饱和后，控制系统控制第一烧嘴砖停止释放热量并启动第二烧嘴砖，由鼓风机带动助燃空气流经过蓄热体b从而吸收其释放的热量进入烧嘴砖和燃料混合燃烧加热金属溶液，排出的烟气最终第二烧嘴砖的蓄热体a排出，使蓄热体a吸热储能，如此反复，极限回收烟气余热，达到高效节能的目的。

附图说明

附图1为熔化炉的结构示意图(俯视图)。

附图2为熔化炉的结构示意图(正视图)。

附图3为熔化炉的结构示意图(左视图)。

附图4为熔化炉的工作原理图(流程图)。

附图5为烧嘴砖的结构示意图(俯视图)。

附图中：1炉体、011钢板层、012保温层、013耐火层、2坩埚、3炉膛、4锅盖、41开孔、5烧嘴砖、51端盖板、511喷头、512点火烧嘴、513观察镜、514 燃料电磁阀、52燃烧室、53进风孔、54火焰喷口、6蓄热体、7换向阀、8鼓风机、9平台、10支架、11耐火材料、12高温反射涂料。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种高效蓄热式有色金属熔化炉，以提高燃气的热效率。

一种高效蓄热式有色金属熔化炉，包括炉体1、坩埚2、蓄热体6、烧嘴砖5、换向阀7、鼓风机8、控制系统，所述炉体1设有放置坩埚2的容腔，所述容腔与坩埚2之间设有炉膛3，所述炉体1上方设有用于密封炉膛3的锅盖4，所述炉体1下部设有两个烧嘴砖5，其中第一烧嘴砖如附图1下侧所示，所述烧嘴砖5一端出口在炉膛3内，另一端设有端盖板，所述端盖板上设有喷头511和点火烧嘴512，喷头511根据燃料性质为醇基燃料喷头或燃气喷头，两个喷头511由燃料电磁阀514控制从而交替工作，所述烧嘴砖5内部设有燃烧室52，所述燃烧室52连通烧嘴砖5侧边设有的进风孔53，所述进风孔53连通容纳蓄热体6的独立空腔，所述独立空腔依次连通换向阀7、鼓风机8，所述控制系统用于控制换向阀7与鼓风机8的启停。

以下为便于描述将烧嘴砖5对应的蓄热体6分为蓄热体a与蓄热体b(在附图中分别用a、b标记以示区别，分别对应第一烧嘴砖与第二烧嘴砖，以下喷头511等同)，喷头511分为第一喷头与第二喷头。

当第一烧嘴砖燃烧时，火焰从第一烧嘴砖喷出，在炉膛3内加热坩埚2和坩埚2内的物料，烟气绕坩埚2后进入第二烧嘴砖的入口，通过第二烧嘴砖的进风口进入蓄热体b，烟气流经蓄热体b后，热量被蓄热体b吸收，烟气温度下降，到达换向阀7时，烟气温度被降低至150℃以下，烟气通过换向阀7排出炉外，当本侧蓄热体b热量接近饱和时，控制系统控制换向阀7换向，鼓风机8产生的助燃空气，经过换向阀7进入被加热的蓄热体b通道，助燃空气和蓄热体b接触换热，蓄热体b放热，热量被助燃空气带走，助燃空气在达到第二烧嘴砖进风口时已被加热至接近炉膛温度的高温空气，高温空气进入第二烧嘴砖，和第二喷头喷出的燃料混后合进行燃烧产生热量，燃烧的火焰进入炉膛3，加热物料，又从第一烧嘴砖进入蓄热体a，烟气热量被蓄热体a吸收，烟气温度降低，蓄热体a吸收热量饱和前，再次换向，助燃空气又从蓄热体a进入第一烧嘴砖，蓄热体a放热，空气被加热，蓄热体b开始蓄热，如此反复，极限回收烟气余热，达到高效节能的目的。

所述炉体1底壁中间设有突出的平台9，所述坩埚2放置在平台9上。

所述锅盖4所述锅盖4下方设有保温层012且中间设有开孔41，所述开孔41与坩埚2内径相配合，在保证炉膛3内温度的同时便于投料和舀取坩埚2内金属溶液。

所述炉体1内壁表面涂有高温反射涂料12，高温辐射效率高，传热速度快，熔化率高。

所述炉体1包括钢板层011、保温层012、耐火层013，所述炉体1底部设有支架10，耐火层013使得炉体1能够承受更高的温度，保温层012可避免炉体1内热量的泄漏，而最外层的保温层012可以使得炉体1能够承受高压，避免炸膛现象的发生。

所述端盖板上还设有观察镜513，便于观察烧嘴砖5的整体运行情况。

所述容纳蓄热体6的独立空腔形状为矩形，且周向内壁采用耐火材料11砌筑而成，提高独立空腔的密封性，避免空腔由于温度过高而引起的局部热量泄漏。

所述烧嘴砖5连通炉膛3的出口为扁平状，使得喷出的火焰形状呈扁薄形，紧贴炉体1内壁包围坩埚2，两个烧嘴砖5交替工作，使坩埚2受热更加均匀，加快升温速度，大大延长坩埚2使用寿命。

所述烧嘴砖5靠近炉膛3一侧设有与坩埚2外壁相平行的圆弧状切面，所述圆弧状切面上设有与燃烧室52相通的火焰喷口54。燃料通过烧嘴砖5前端和高温助燃空气混合后发生燃烧反应形成高温火焰，火焰从烧嘴砖5尾端的火焰喷口喷出54，由于火焰喷口54高度与坩埚2相对应，而宽度方向设计为很窄的扁平出口，使火焰喷出的形状为薄片状，火焰没有直接接触坩埚2外壁，而是沿炉膛3内壁绕坩埚旋转一周或多周后进入另一和本烧嘴砖5相同的烧嘴砖5，使得坩埚2炉周向受热均匀。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领 域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。