一种铝熔炼设备及铝熔炼方法
技术领域
背景技术
[0002] 伴随铝工业的迅猛发展和其在国民经济生产中的广泛应用，铝熔炼技术也在不断的发展进步中。铝熔炼过程中常常伴随着沉渣的出现，实验室现有的
坩埚熔炼炉分离沉渣的方法主要有以下两种方式：一是通过静置后使之沉底，然后用倾倒坩埚的方法将其与铝液分离；二是直接将铝液静置后在坩埚中冷却制成
铸锭后再通过锯切的方法将底部含渣部分
切除，再将剩余部分
重熔；
[0003] 但是这两种方法都存在一定的不足，倾倒坩埚的方法虽然操作简单，但是在坩埚倾倒过程中静置沉淀到底部的铝渣又会伴随搅动的铝液而泛起，对熔体产生不良的影响；而锯切的方法则不仅操作较复杂，而且铸锭后重熔费时费能，不利于提高分离的效率和工序的连续操作。
发明内容
[0004] 本发明的目的在于针对上述
现有技术的
缺陷，提供一种可自动控制放流的低能耗、高效率的铝渣分离设备，采用了在加热炉体和坩埚底部加一个放流孔，使铝液从底部流出，并通过中间的流量控制
阀，自动控制底部液体的流量，放流孔外的辅助加热装置可以将放流孔周围
温度保持在一定范围，防止铝液
凝固堵塞放流孔的技术方案。
[0005] 本发明的技术方案的第一方面提供了一种铝熔炼设备，包括坩埚、保护套、放流孔、加热炉体和辅助加热装置，由外向内依次为加热炉体、保护套、坩埚；所述坩埚下方设有放流孔；所述的辅助加热装置设于加热炉体下部，放流孔的
水平
位置。所述放流孔的水平位置是指辅助加热装置的上下端完全
覆盖放流孔的上下端。
[0006] 根据本发明技术方案的第一方面提供的铝熔炼设备，在一些实施方式中，所述的放流孔的下方设有流量
控制阀。放流阀可自动化控制，流量调节灵活。
[0007] 在一些实施方式中，所述坩埚为高纯
石墨所制的分体式固定件，并套入不锈
钢套内，固定在加热炉体上，坩埚、
不锈钢套一体，以防倾倒过程中出现位移，坩埚更换方便。
[0008] 在一些实施方式中，所述的坩埚经
磷酸盐浸渍或抗
氧化涂层处理。可以通过将坩埚翻转机构改为手动
旋转机构，并加装鸭形倒料口，实现坩埚上部翻转倒料和底部放料两种放料方式。
[0009] 在一些实施方式中，加热炉体与辅助加热装置的加热方式独立地选自
电阻丝或电磁
感应加热；在其中的一些实施方式中，所述加热炉体加热部分电阻丝卷绕成圆柱体，从上到下依次约150mm，约200mm，约150mm分为3段温区，各温区分开加热、分别控制，并采用K型热偶控制其各温区加热温度。
[0010] 在一些实施方式中，所述坩埚底部出口与地面
支撑架距离约为500mm。
[0011] 在一些实施方式中，所述的保护套的材质为不锈钢。坩埚外的不锈钢保护套可以防止铝液泄露，损坏加热炉体。
[0012] 在一些实施方式中，所述设备的
工作温度为600℃-800℃。
[0013] 在一些实施方式中，所述加热炉体采用轻型优质保温材料制造，加热炉体
外壳用不锈钢板卷成。
[0014] 本发明的技术方案的第二方面提供了一种铝的熔炼方法，使用本发明的技术方案的第一方面所述的铝熔炼设备，加热炉体内的加热装置
传热给坩埚将其中的物料
熔化；在加入造渣剂处理后静置。
[0015] 根据本发明技术方案的第二方面提供的铝的熔炼方法，在一些实施方式中，沉渣由放流孔流出，同时通过辅助加热装置维持温度在680-720℃。
[0016] 在一些实施方式中，物料(即铝液)可采用从放流孔放出，或从加热炉体倾倒出两种方式。放流孔外的辅助加热装置可以将放流孔周围温度保持在一定范围，防止铝液凝固堵塞放流孔。
[0017] 本发明使用的定义“或”表示备选方案，如果合适的话，可以将它们组合，也就是说，术语“或”包括每个所列出的单独备选方案以及它们的组合。
[0018] 除非明确地说明与此相反，否则，本发明引用的所有范围包括端值。例如，“设备的工作温度为600℃-800℃”表示工作温度T的范围为600℃≤T≤800℃。
[0019] 本发明中的数字均为近似值，无论有否使用“大约”或“约”等字眼。数字的数值有可能会出现1％、2％、5％、7％、8％、10％等差异。每当公开一个具有N值的数字时，任何具有N+/-1％，N+/-2％，N+/-3％，N+/-5％，N+/-7％，N+/-8％或N+/-10％值的数字会被明确地公开，其中“+/-”是指加或减，并且N-10％到N+10％之间的范围也被公开。例如，对于“坩埚底部出口与地面支撑架距离约为500mm”，则有500mm+/-1％，500mm+/-2％，500mm+/-3％，500mm+/-5％，500mm+/-7％，500mm+/-8％和500mm+/-10％的值被同时公开，同时，500mm-10％到500mm+10％之间的温度范围也属于公开的范围，亦即450-550mm之间的值，都在膨化的升温速率的包含范围内。
[0020] 本发明的有益效果在于，放流孔和
流量控制阀使整个操作过程简单方便，可连续作业，相比铸锭锯切节能约50％-60％，底部放料相比倾倒分离沉渣的效果更加明显，铝熔体的利用率更高；分体式的坩埚结构，便于坩埚装卸；表面抗氧化处理有利于延长坩埚的使用寿命；不锈钢保护套不仅可以增强炉体的整体结构，而且可以有效防止铝熔体渗漏造成的电阻丝
短路或烧断电炉丝，从而延长整个熔炼设备的使用寿命；整套设备结构紧凑，占地小，适用于实验室小规模熔炼或场地条件受限的其它情况。
附图说明
[0021] 图1为本发明
实施例1熔炼设备加热炉体结构示意图。
[0022] 图2为本发明实施例2熔炼设备结构示意图。
[0023] 图中，1为加热炉体；2为坩埚，3为保护套，4为放流孔，5为辅助加热装置，6为流量控制阀，7为炉体
支架，8为炉体倾倒装置。
具体实施方式
[0024] 以下所述的是本发明的优选实施方式，本发明所保护的不限于以下优选实施方式。应当指出，对于本领域的技术人员来说在此发明创造构思的
基础上，做出的若干
变形和改进，都属于本发明的保护范围。实施例中所用的原料均可以通过商业途径获得。
[0025] 实施例1
[0026] 如附图1所示用于铝熔炼除渣的设备，包括加热炉体1、坩埚2、保护套3、放流孔4、辅助加热装置5、流量控制阀6。
[0027] 加热炉体1采用轻质保温
隔热材料制成圆柱形，外壳用不锈钢板卷成，内置电阻丝，四周加热使与之相连的不锈钢保护套3温度上升，从而传热于坩埚2，待坩埚内部原料熔化后加入造渣剂，充分搅拌后静置一段时间，通过流量控制阀6控制铝熔体的流量和流速使铝渣从放流孔4顺利流出，在此过程中辅助加热装置5不断加热保温680-720℃，使铝渣保持粥状不致堵塞放流孔4，待沉渣分离后，可继续进行后续操作以获得合格的产品。
[0028] 实施例2
[0029] 如附图2所示用于铝熔炼后倾倒分离除渣的设备，包括加热炉体1、坩埚2、保护套3、放流孔4、辅助加热装置5、流量控制阀6、炉体支架7、炉体倾倒装置8。
[0030] 关闭辅助加热装置5，并调节流量控制阀6使放流孔4关闭，同时通
过热炉体1加热坩埚2升温至700℃-750℃使
炉料完全熔化，经过精炼、造渣后静置一段时间，待沉渣和浮渣与熔体充分分离后扒渣，通过炉体倾倒装置8使加热炉体1逐渐倾斜，将坩埚2中上部纯度较高的铝熔体浇入铸模中，而剩余部分倒入渣盘内，从而实现铝渣与熔体的分离，获得合格的产品。
