[其他]熔化鋁的豎式直落熔爐及其方法

無效

• 申請號: 86101325
• 申請日: 1986-02-04
• 公開（公告）號: CN86101325A
• 公開（公告）日: 1986-08-27
• 發明（設計）人: 戴維·巴恩斯;約瑟夫·阿爾維亞·巴斯;約翰·戴維·巴特勒;羅伯特·亨利·麥肯齊
• 申請（專利權）人: 索恩懷爾公司
• 主分類號: F27B1/00
• 分類號: F27B1/00;F27B9/00
• 代理公司: 中國專利代理有限公司
• 代理人: 曹永來

本發明有關于金屬的熔爐和熔化金屬的方法，特別是，有關于一種用于熔化鋁或鋁合金的豎式直落熔爐，和一種在該豎式直落中熔化鋁和鋁合金的方法。

眾所周知，在下列的美國專利和這些美國專利所涉及的其他專利所揭示的熔爐例子中有豎式直落熔爐，用于熔化鐵和一些非鐵金屬，如銅。

美國專利號：2，283，163????4，129，742

3，199，977????4，243，209

3，175，203????4，311，519

3，759，699????4，315，755

3，788，623????4，375，352

另一種已知的熔爐，據說可以用來熔化鋁，揭示于美國專利3，809，378。那個專利所揭示的熔爐是由：靠垂直加料的第一熔化室和與第一熔化室相毗連的第二熔化室的結合所構成。熱量被傳遞到第一熔化室是靠對流，使用一個高速噴燃器使金屬在那里達“半熔態”。接著，半熔態金屬流到第二熔化室，在那里通過輻射熱被完全熔化。

一般鋁和鋁合金被熔于反射爐，它與豎式直落熔爐的區別主要在于熱量怎樣被傳遞到鋁金屬的方式上。在反射爐中，熱量被傳遞到被熔的金屬主要靠熔爐壁的輻射，在較小的程度上，也有從已熔化的金屬到固態金屬的熱傳導。在直落熔爐中，熱量傳遞到金屬主要靠對流的方式，只有一些可被忽略的熱量是通過熔爐壁的輻射或熱傳導來傳遞的。

在金屬熔化的應用中，一般都知道，用BTU/1b（英國熱量單位/磅）來表示的每單位重量金屬所需要的氣體消耗速率，以此比較，直落熔爐大約二倍有效于發射熔爐。然而，直落熔爐在熔化鋁和鋁合金的鋁工業中，幾乎還未被應用。

已經知道，使用傳統的，裝有高速噴燃器的直落式熔爐是靠對流來熔化鋁或鋁合金的。這樣產生的一個問題是，鋁金屬的密度低，特別是小塊外形的鋁，傾向于被高速氣體流“吹”到熔爐壁，而不是靠重力落到熔爐爐床中。此外，也已經知道，熔化的，半熔化的和固態的鋁金屬還可能被高速噴燃器氣體“吹”到別的分布于熔爐壁上的噴燃器和噴燃器開口之中，從而，引起熔爐的效率下降，可能出現的噴燃器堵塞，以及熔爐維護費用的可觀的增加。

克服上述問題的一種途徑是，顯著地降低噴燃器的速度。然而，熔化速度是直接正比于噴燃器的速度的，最佳的選擇應該是按照被熔化的鋁材的類型和外形使噴燃器速度達到最大值。

克服鋁金屬被“吹”問題的另一種途徑是，使用前述的美國專利3，809，378的熔爐。該熔爐只有一個高速噴燃器，正好橫跨于第一熔化室，對準了第二熔化室的開口。這樣，被高速噴燃器氣體“吹”過第一熔化室的任何熔化的，半熔化的和固態的鋁金屬可以直接進入第二燃燒室或熔爐的反射部分，在那里，依靠并非最適宜的熱傳遞條件，即依靠輻射熱而不是依靠對流熱，使鋁金屬被加熱和熔化。

在反射爐中熔化鋁金屬的另一個有關問題是，由于被送進熔爐的金屬所帶有的濕氣可能產生爆炸的危險。如果金屬帶有任何濕氣，當它被加進含有熔化鋁的液池，即帶有“濕”爐床的熔爐時，濕氣將急驟蒸發成水汽，引起體積膨脹，由此可能引起潛在的危險的爆炸。在直落熔爐中，這種爆炸的可能性就非常小，因為直落熔爐是典型的“干”爐床，也因為金屬是在爐身的頂上被加入熔爐中，在那里金屬通過對流的熱受到預熱，這就在加料的過程中有利地蒸發了全部的濕氣。

由于前述的，作為先有技術的熔爐的局限性和缺點，以及在上面尚未特別提出的其他不利因素，可以很明顯看出，在豎式直落熔爐的領域內仍然存在著一種需要，即專門地設計出一種豎式直落熔爐，以有效地用于熔化鋁和鋁合金;以及一種方法，它是依靠豎式直落熔爐內的對流來熔化鋁和鋁合金的。所以，本發明的首要目的是實現這種需要，提供一種豎式直落熔爐，它有一種新穎的，改良的，裝置在熔爐側壁上的多個噴燃器的組合，這些噴燃器分別相關于金屬料和爐床，它們被獨特地定向安置，從而消除了或最大限度縮小了直落熔爐中由于高速噴燃器所引起的，在熔化過程中鋁和鋁合金所產生的問題。

更詳細地說，本發明的一個目的的提供一種熔化鋁的豎式直落熔爐，它有多個向下傾斜的，裝置在熔爐側壁上的噴燃器，每個噴燃器的軸線定向于噴到爐床的一部分，以保持爐床的熱量和避免將鋁吹到熔爐的對壁。

本發明的另一個目的是提供一種熔化鋁和鋁合金的方法，這里傳遞到金屬的熱量基本上完全是靠對流，而不是靠輻射來實現的。

本發明的另一個目的是提供一種熔化鋁的豎式直落熔爐，該熔爐為完全熔化鋁進料所需要的熱量范圍從低到600到1500BTU/1b（英國熱量單位/磅），其平均所需要熱量為1000BTU/1b或更少些。