一种高效的生物质熔铝炉论文和设计

全文摘要

本实用新型公布了一种高效的生物质熔铝炉，熔铝炉体分为净化腔体和熔铝腔体，熔铝腔体由耐火挡板分割为熔化腔体和燃烧室，熔化腔体内部安装有熔铝炉胆以及上方的炉盖机构，燃烧室右侧壁与进料机构连接，净化腔体上安装有净化炉胆和分离式的净化炉盖以及位于净化炉盖上的搅拌机构、激光测距仪，净化炉胆下部贯穿炉体连接有排液机构。本实用新型设计合理新颖，将燃烧室设置在熔铝炉胆底部，有效提升生物质颗粒的热能利用率和熔铝效率；炉胆与腔体之间设置有挡火环板、挡火块，延长热能气体在炉内的滞留时间，降低热能的损耗；净化炉胆实现对铝液净化除气，缩短铝液熔铸的工序，通过变频控制系统稳定炉内液面，确保熔炼效果。

设计方案

1.一种高效的生物质熔铝炉，其特征在于：包括熔铝炉体、进料机构、排液机构、搅拌机构、激光测距仪、炉盖机构，所述的进料机构包括进料仓，所述的进料仓通过下料管与给料仓连接，所述的给料仓贯穿上下面分布有传动轴，位于给料仓内传动轴上套接有挡料板，且传动轴下端连接有驱动电机；

所述的熔铝炉体分为左侧的净化腔体和右侧的熔铝腔体，所述的熔铝腔体由耐火挡板分割为上部的熔化腔体和下部的燃烧室，熔化腔体内部安装有熔铝炉胆，且熔铝炉胆顶部凸出炉体壳体顶盖外，对应所述的熔铝炉胆正上方分布有炉盖机构，所述的炉盖机构包括转动安装在壳体端面熔铝炉胆一侧的支撑杆，所述的支撑杆上端固定连有支撑横梁，且支撑横梁远离支撑杆一端分布有U型槽，且U型槽内部铰接有连接块，所述的连接块通过连接杆与炉盖连接；所述的燃烧室右侧壁通过投料溜槽与给料仓底端面连接，所述的燃烧室右侧通过进气管连接有鼓风机，所述的燃烧室正面分布有供清理炉渣的炉灰门；

所述的净化腔体内部安装有净化炉胆，且净化炉胆顶端可分离安装有净化炉盖，所述的净化炉盖中央贯穿安装有搅拌机构，所述的搅拌机构左侧固定安装有激光测距仪，且搅拌机构右侧分布有连接气体检测仪的气体接头；对应所述的净化炉胆中下部贯穿炉体连接有排液机构，所述的排液机构包括固定于炉体外部的放液部，所述的放液部顶端分布有电磁阀，且放液部侧面分布有放液溜槽；对应所述的净化腔体位于炉体侧壁上端分布烟囱。

2.根据权利要求1所述的一种高效的生物质熔铝炉，其特征在于：所述的净化腔体和熔化腔体中间通过耐火孔砖连通，所述的熔铝炉胆中部通过铝液通道与净化炉胆中部贯通，且净化腔体和净化炉胆以及熔化腔体和熔铝炉胆之间设置有挡火环板、挡火块。

3.根据权利要求1所述的一种高效的生物质熔铝炉，其特征在于：所述的熔铝炉胆与耐火挡板以及净化炉胆与熔炉炉体底板之间分布有炉胆支撑，所述的炉胆支撑包括支撑环板、位于支撑环板上的支撑块，两两所述的支撑块之间形成供火焰、烟气通过的烟气开口。

4.根据权利要求1所述的一种高效的生物质熔铝炉，其特征在于：所述的连接块顶端或侧部端面固定有手柄，且通过上下提拉手柄实现连接块沿着U型槽轴线上下转动。

5.根据权利要求1所述的一种高效的生物质熔铝炉，其特征在于：所述的搅拌机构包括固定在净化炉盖中央的轴套，所述的轴套中央贯穿净化炉盖伸入净化炉胆内部分布有搅拌轴，且搅拌轴下部沿着径向分布有两排搅拌桨叶，所述的搅拌轴上部位于净化炉胆外部与搅拌电机固定连接。

6.根据权利要求5所述的一种高效的生物质熔铝炉，其特征在于：所述的搅拌轴内部分布有气体通道，且搅拌轴底端形成开口，所述的气体通道与轴套顶部分布的进气管连通。

7.根据权利要求1所述的一种高效的生物质熔铝炉，其特征在于：所述的激光测距仪包括位于净化炉盖上的激光控制箱，分布在激光控制箱侧面上的电缆接头以及贯穿净化炉盖的双排激光探头。

8.根据权利要求1所述的一种高效的生物质熔铝炉，其特征在于：所述的进料仓正向侧面固定连接有控制柜，所述的控制柜与驱动电机、搅拌电机、激光测距仪、电磁阀以及鼓风机电联。

9.根据权利要求1所述的一种高效的生物质熔铝炉，其特征在于：所述的烟囱包括烟气通道，所述的烟气通道贯穿炉体侧壁与净化腔体接通，位于炉体外部垂直于烟气管道端面上分布有排烟管道。

10.根据权利要求1所述的一种高效的生物质熔铝炉，其特征在于：所述的净化腔体底部贯穿熔铝炉体一侧分布有燃气管道。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及熔铝设备技术领域，具体涉及一种高效的生物质熔铝炉。

背景技术

铝和铝合金的熔炼是铝加工生产工序的重要环节之一，随着我国能源机构的变革以及环保意识的日益增加，节能减排成为企业的重要使命，熔铝炉作为一种新型高效节能炉被开发出来，常用的熔铝炉燃料分为固态化石燃料、天然气、生物质颗粒等，生物质颗粒燃料燃烧效率及使用成本相比于传统的煤炭和天然气，具备成本低、有害气体少、废物可循环利用的优点，现有的生物质熔铝炉大多采用单坩埚熔化铝液，部分生物质熔铝炉采用双坩埚同时实现熔铝和存储铝液的功能，大多生物质熔铝炉燃烧室位置以及熔铝腔体相邻分布，火焰进入熔铝腔体加热坩埚的效率不高，且分布有不均匀，不能很好地实现对熔铝坩埚的高效加热，同时在铝液存放过程中未能实现对铝液的净化除气，如果在转运过程中进行除气操作将增加劳务成本，也不利于生产效率的提升。

发明内容

针对上述存在不足，本实用新型提供一种高效的生物质熔铝炉，实现熔铝和存储铝液的功能，同时在铝液存储过程中对铝液的净化除气操作，产出的铝液可直接经过了排液溜槽进行浇铸，缩短生产工序；同时对熔铝腔体、净化腔体及燃烧室结构进行设计，有效的提升得了生物质颗粒燃料的利用效率及尾气余热利用率。为此，本实用新型提供如下技术方案：

一种高效的生物质熔铝炉，包括熔铝炉体、进料机构、排液机构、搅拌机构、激光测距仪、炉盖机构，所述的进料机构包括进料仓，所述的进料仓通过下料管与给料仓连接，所述的给料仓贯穿上下面分布有传动轴，位于给料仓内传动轴上套接有挡料板，且传动轴下端连接有驱动电机；

上述的，所述的净化腔体和熔化腔体中间通过耐火孔砖连通，所述的熔铝炉胆中部通过铝液通道与净化炉胆中部贯通，且净化腔体和净化炉胆以及熔化腔体和熔铝炉胆之间设置有挡火环板、挡火块。

上述的，所述的熔铝炉胆与耐火挡板以及净化炉胆与熔炉炉体底板之间分布有炉胆支撑，所述的炉胆支撑包括支撑环板、位于支撑环板上的支撑块，两两所述的支撑块之间形成供火焰、烟气通过的烟气开口。

上述的，所述的连接块顶端或侧部端面固定有手柄，且通过上下提拉手柄实现连接块沿着U型槽轴线上下转动。

上述的，所述的搅拌机构包括固定在净化炉盖中央的轴套，所述的轴套中央贯穿净化炉盖伸入净化炉胆内部分布有搅拌轴，且搅拌轴下部沿着径向分布有两排搅拌桨叶，所述的搅拌轴上部位于净化炉胆外部与搅拌电机固定连接。

上述的，所述的搅拌轴内部分布有气体通道，且搅拌轴底端形成开口，所述的气体通道与轴套顶部分布的进气管连通。

上述的，所述的激光测距仪包括位于净化炉盖上的激光控制箱，分布在激光控制箱侧面上的电缆接头以及贯穿净化炉盖的双排激光探头。

上述的，所述的进料仓正向侧面固定连接有控制柜，所述的控制柜与驱动电机、搅拌电机、激光测距仪、电磁阀以及鼓风机电联。

上述的，所述的烟囱包括烟气通道，所述的烟气通道贯穿炉体侧壁与净化腔体接通，位于炉体外部垂直于烟气管道端面上分布有排烟管道。

上述的，所述的净化腔体底部贯穿熔铝炉体一侧分布有燃气管道。

本实用新型设计合理新颖，取得以下有益效果：

1.将燃烧室设置在熔铝腔体底下，通过设置在耐火挡板上的火道和位于耐火挡板上的炉胆支撑，实现对熔铝炉胆的高效、均匀加热，提升生物质颗粒的热能利用率和熔铝效率；

2.在净化腔体和熔铝腔体之间通过耐火空砖连通，净化腔体和净化炉胆以及熔铝腔体和熔铝炉胆之间设置有挡火环板、挡火块，延长热能气体在炉内的滞留时间，降低热能的损耗；

3.熔铝炉体内部设置为双腔体，其一腔体加装熔铝炉胆进行熔铝操作，另一腔体加装净化炉胆，通过中部铝液管道实现两个炉胆的连通，不仅能够实现铝液的浸没式熔炼，同时实现铝液和铝渣的分离；

4.设置的净化腔体能够实现对铝液净化除气操作，加装的排液机构无需人工舀铝液，降低人工成本，同时铝液处于密闭气氛中，保证产品质量；

5.加装的变频控制系统，实现对驱动电解以及搅拌电机的变频控制，降低能耗，同时通过电控净化炉盖上的激光测距仪及排液机构电磁阀，实时监控炉内铝液高度，便捷排放铝液，稳定炉内熔池液面，保证浸没式熔炼效果。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例的主体结构示意图；

图2是本实用新型实施例的主体背侧结构示意图；

图3是本实用新型实施例的主体截面示意图；

图4是本实用新型实施例的净化腔体结构示意图；

图5是本实用新型实施例的熔化腔体结构示意图；

图6是本实用新型实施例的炉胆支撑结构示意图。

附图标号：

0-熔铝炉体，01-燃烧室，02-壳体，03-耐火墙，04-炉胆支撑，041-支撑环板，042-支撑块，043-烟气开口，05-净化炉胆，06-燃料管道，07-挡火环板，08-熔铝炉胆，09-耐火通气砖，010-铝液通道，011-挡火块，012-火道，013-净化腔体，014-熔化腔体，015-耐火挡板，016-熔铝腔体，1-进料机构，101-进料仓，102-下料管，103-给料仓，104-传动轴，105-驱动电机，106-挡料板，107-下料管，2-控制柜，3-鼓风机，4-进气管，5-炉灰门，6-放液机构，601-放液部，602-电磁阀，603-放液溜槽，7-燃料管，8-烟囱，801-排烟管道，802-烟气通道，9-净化炉盖，10-激光测距仪，1001-激光控制箱，1002-电缆接头，1003-激光探头，11-搅拌机构，1101-搅拌电机，1102-搅拌轴，1103-进气管，1104-轴套，1105-气体通道，1106-搅拌桨叶，12-气体接头，13-炉盖机构，1301-支撑杆，1302-支架横梁，1303-炉盖，1304-U型槽，1305-连接块，1306-手柄，1307-连接杆。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型实施例的方案，下面结合附图和实施方式对本实用新型实施例作进一步的详细说明。

实施例1

参照图1~6，一种高效的生物质熔铝炉，包括熔铝炉体0、进料机构1、排液机构6、搅拌机构11、激光测距仪10、炉盖机构13，进料机构1包括进料仓101，进料仓101通过下料管102与给料仓103连接，给料仓103贯穿上下面分布有传动轴104，位于给料仓103内传动轴上套接有挡料板106，且传动轴下端连接有驱动电机，105燃烧室01右侧壁通过投料溜槽107与给料仓103底端面连接。

熔铝炉体0分为左侧的净化腔体013和右侧的熔铝腔体016，熔铝腔体016由耐火挡板015分割为上部的熔化腔体014和下部的燃烧室01，燃烧室01右侧通过进气管4连接有鼓风机3，燃烧室01正面分布有供清理炉渣的炉灰门5；熔化腔体014内部安装有熔铝炉胆08，且熔铝炉胆08顶部凸出炉体壳体02顶盖外，对应熔铝炉胆08正上方分布有炉盖机构11，炉盖机构11包括转动安装在壳体02端面熔铝炉胆08一侧的支撑杆1301，支撑杆1301上端固定连有支撑横梁1302，且支撑横梁1302远离支撑杆1301一端分布有U型槽1304，且U型槽1304内部铰接有连接块1305，连接块1305通过连接杆1307与炉盖1303连接，连接块1305顶端或侧部端面固定有手柄1306，且通过上下提拉手柄1306实现连接块1305沿着U型槽1304轴线上下转动，从而通过连接杆1307实现对炉盖1303上下提升，实现炉盖1303的开启或闭合，同时支撑杆1301转动连接在炉体壳体02上端面上，可以沿着炉体壳体02上端面水平方向转动，通过手柄1306牵动支撑横梁1302带动支撑杆1301水平转动，实现炉盖1303侧移，让出熔炉炉胆08开口，避免炉盖1303影响向熔铝炉胆08加料。

净化腔体013内部安装有净化炉胆05，且净化炉胆05顶端可分离安装有净化炉盖9，净化炉盖9中央贯穿安装有搅拌机构11，搅拌机构11包括固定在净化炉盖9中央的轴套1104，轴套1104中央贯穿净化炉盖9伸入净化炉胆05内部分布有搅拌轴1102，且搅拌轴1102下部沿着径向分布有两排搅拌桨叶1106，搅拌轴1102上部位于净化炉胆05外部与搅拌电机1101固定连接，搅拌轴1102内部分布有气体通道1105，且气体通道1105与轴套1104顶部分布有的进气管1103连通，进气管1103通过输送管道与惰性气体如氮气或氩气源连接，可以使用惰性气体携带精炼剂经进气管1103和气体通道1105由搅拌轴1102低端出口喷入铝液溶体内部，双层搅拌叶1106能够实现对铝液溶体更加均匀的搅拌。

搅拌机构11左侧固定安装有激光测距仪10，激光测距仪10包括位于净化炉盖9上的激光控制箱1001、分布在激光控制箱侧面上的电缆接头1002以及贯穿净化炉盖9的双排激光探头1103，激光探头1103正对排液机构6出口，能够较准确的检测净化炉胆05内部铝液液位高度，由于熔铝炉胆08中部通过铝液通道010与净化炉胆05中部贯通，形成连通器，因此两炉胆液体液位相等，因此激光测距仪10检测净化炉胆05内液位高度即可反映出熔铝炉胆08内液位高度。

搅拌机构11右侧分布有连接气体检测仪的气体接头12，可以通过检测气体成分，判定炉内熔体反应情况；对应净化炉胆05中下部贯穿熔铝炉体0连接有排液机构6，排液机构6包括固定于炉体外部的放液部601，放液部601顶端分布有电磁阀602，且放液部601侧面分布有放液溜槽603；对应净化腔体013上位于炉体侧壁上端分布烟囱8，烟囱8包括烟气通道802，烟气通道802贯穿炉体侧壁与净化腔体013接通，位于炉体外部垂直于烟气管道802端面上分布有排烟管道801，方形的烟气通道802最高抵低于挡火环板07的最低点，保证烟气能够顺利的有烟气通道802排出。

具体的，净化腔体013和熔化腔体014中间通过耐火孔砖09连通，净化腔体013和净化炉胆05以及熔化腔体014和熔铝炉胆08之间设置有挡火环板07、挡火块011，净化炉胆05和熔铝炉胆08上端紧密贴合分布有挡火环板07，避免燃烧烟气上行进入炉胆内部，净化炉胆05与净化腔体013和熔铝炉胆08与熔化腔体014之间间隔分布有挡火快011，阻挡烟气过快的从炉体腔体内部排出，提高生物质燃料热能的利用效率。

具体的，熔铝炉胆08与耐火挡板以及净化炉胆05与熔铝炉体0底板之间分布有炉胆支撑04，炉胆支撑04包括支撑环板041、位于支撑环板上的支撑块042，两两支撑块042之间形成供火焰、烟气通过的烟气开口043，当燃烧室01内部产生的高热量气体经由进入火道012进入熔化腔体014内部，炉胆支撑04能够更好地对火焰或高热气体进行分散，实现对炉胆的高效、均匀加热。

具体的，进料仓101正向侧面固定连接有控制柜2，控制柜2与驱动电机105、搅拌电机1101、激光测距仪10、电磁阀602以及鼓风机3电联，通过激光测距仪10检测净化炉胆05内部铝液液位，铝液液位升高，通过控制柜2开启电磁602阀实现放液操作；液位较低时向熔铝炉胆08添加铝料，通过控制柜2调整鼓风机4、驱动电机105转速，加大向燃烧室01填料速度和鼓风速度，快速提升熔炼效率，同时根据需要调整搅拌电机1101转速，加快铝液的净化速度，维持炉体内部液面稳定，保证对铝料的浸没式熔炼。

具体的，净化腔体013底部贯穿熔铝炉体0一侧分布有燃气管道06，根据需求向净化腔体013补充天然气，维持净化炉胆05内部熔体温度。

以上说明的方式描述了本实用新型的优选实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。

设计图

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