再生铝熔炼回转炉.pdf

1、(10)申请公布号 CN 103361492 A (43)申请公布日 2013.10.23 CN 103361492 A *CN103361492A* (21)申请号 201310307955.7 (22)申请日 2013.07.22 C22B 21/00(2006.01) C22B 7/00(2006.01) (71)申请人 南南铝业股份有限公司 地址 530031 广西壮族自治区南宁市江南区 亭洪路 55 号 (72)发明人 郑玉林 陈平 吴津生 陈荣立 刘杰 罗强 黄峥 (74)专利代理机构 北京科亿知识产权代理事务 所 ( 普通合伙 ) 11350 代理人 汤东凤 (54) 发明名称

2、再生铝熔炼回转炉 (57) 摘要 一种再生铝熔炼回转炉， 其特征在于 ： 再生 铝熔炼回转炉的炉体外面有齿圈， 齿圈安装在托 辊上， 用电动机带动， 炉体基础结构部分的炉体底 部安装有液压倾斜轴承， 由三角支座和支架支撑 ； 炉体基础结构带有液压倾斜系统， 炉体倾斜角度 +8至 25， 炉体端头有活动支架和炉门， 炉 门安装有倾斜耳轴 ； 炉体内两端均安装对流氧气 燃烧系统 ； 液压倾斜系统的两个液压缸可在两个 方向上倾斜 ； 炉口排气道设有热量回收装置， 用 于加热清洗水。 本熔炼回转炉燃料燃烧充分， 具备 较高的热效率和回收率， 盐添加物更少， 既可以生 产液体渣， 也可以生产固体冷渣。

3、(51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 3 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书4页 附图3页 (10)申请公布号 CN 103361492 A CN 103361492 A *CN103361492A* 1/1 页 2 1. 一种再生铝熔炼回转炉， 其特征在于 ： 再生铝熔炼回转炉的炉体外面有齿圈， 齿圈 安装在托辊上， 用电动机带动， 炉体基础结构部分的炉体底部安装有液压倾斜轴承， 由三角 支座和支架支撑 ； 炉体基础结构带有液压倾斜系统， 炉体倾斜角度 +8至 25， 炉体端 头有活动支架和炉门， 炉门安装有倾斜

4、耳轴 ； 炉体安装对流氧气燃烧系统 ； 液压倾斜系统 的两个液压缸可在两个方向上倾斜 ； 炉口排气道设有热量回收装置。 2. 根据权利要求 1 所述的再生铝熔炼回转炉， 其特征在于 ： 所述的对流氧气燃烧系统 是炉体进口处和炉体出口同时安装氧气喷射装置， 炉体进口处安装主氧气进口阀和燃料 管， 接到氧气喷射装置， 使燃料气与氧气同时在炉体内进行喷射燃烧， 炉体出口也安装有辅 助氧气阀、 接到氧气喷射装置， 使氧气同时在炉体出口一端进行喷射助燃， 炉体进口的氧气 喷射装置采用采用双环式喷嘴， 高压氧气从双环式喷嘴的内管喷出， 燃料气从双环式喷嘴 喷出， 形成氧气对流喷射助燃。 3. 根据权利要求

5、 1 所述的再生铝熔炼回转炉， 其特征在于 ： 所述的炉口排气道的热量 回收装置是在排气道安装冷水夹套， 热水出口接原料废铝的清洗机， 用于清洗废铝制品， 废 气冷却后从烟囱排出。 4. 根据权利要求 1 所述的再生铝熔炼回转炉， 其特征在于 ： 所述的炉体内环安装有用 于将废杂铝中的尚末熔化的铁、 铜块等扒出的扒杆。 5. 根据权利要求 1 所述的再生铝熔炼回转炉， 其特征在于 ： 所述的炉体的基础结构为 三角支座， 安放在支架上。 6. 根据权利要求 1 所述的再生铝熔炼回转炉， 其特征在于 ： 所述的炉体内设有一个砂 石斗。 7. 根据权利要求 1 所述的再生铝熔炼回转炉， 其特征在于

6、： 炉门设有旋转装置有自我 保护装置， 当炉门打开时， 喷嘴关闭。 权 利 要 求 书 CN 103361492 A 2 1/4 页 3 再生铝熔炼回转炉 技术领域 0001 本发明涉及一种金属熔炼加工设备， 特别是熔炼再生铝的回转炉。 背景技术 0002 由于我国优质铝矿资源相对比较缺乏， 只有山西、 广西、 贵州、 河南和江西几个地 方有较丰富的铝土矿， 从氧化铝生产铝金属的能耗大， 工艺复杂， 电解铝金属生产还不能满 足日益发展的建设发展要求， 所以一些地方的铝资源主要从回收的废杂铝中获得， 所述的 废杂铝包括铝加工企业的纯铝边角料、 建筑工地的旧建筑变形铝合金、 铸造铝合金、 铝芯线

7、和废铝制品等， 而文献报道废杂铝的再生加工， 一般经过分类、 分离、 磁选、 破碎、 烘干、 熔 炼， 得到纯铝或铝合金。 所采用的设备包括清洗机、 干燥机、 破碎机、 回转炉、 精炼炉 ； 从分拣 机挑选出来的废铝制品经传送带输送到干燥机， 然后进入破碎机， 将大块的铝加工厂的边 角料和铝废旧铝件破碎至容易入炉的小块或颗粒， 并适当筛分后进入回转炉熔炼， 使铝渣 或废杂铝分解成铝液和铝灰， 铝液放到精炼炉进一步精炼， 得到纯度较高的铝液， 泻出形成 铝铸锭 ； 从倾式回转炉卸出的铝灰与烟气经旋风除尘器得到的铝灰合并， 残渣含铝重量含 量 1-3%， 包装后提供给钢厂作为冶炼添加剂。 0003

8、 上述废杂铝的再生加工较重要的是回转炉， 回转炉的特点是将废旧铝颗粒通过高 温下在氧气的助燃下形成铝液和铝灰， 回转炉是再生铝行业中铝灰处理的一种必不可少的 工具， 是反映再生铝回收的运行成本与利润的一个重要环节。回转炉一般用于处理炉窑里 耙出的热渣， 通过旋转搅拌， 加调和剂沉淀而达到提取较纯铝汤成锭的目的。 回转炉内加热 的过程是采用内热式。利用铝渣 ( 灰 ) 的自燃造成高温 （起升温的作用） ， 从而提高了铝的 熔化速度和铝水温度， 并降低了铝水粘度， 有利于铝水和铝灰的剥离。 0004 有关熔炼再生铝的回转炉， 我们检索到以下文献 ： 1、 中国专利， 名称 : 铝渣处理系统的回转炉

9、， 申请 （专利） 号 :CN201120254040.0， 公开 （公告） 号 :CN202188745U， 申请 （专利权） 人 : 上海中加电炉有限公司 地址 : 上海市青浦区 赵巷镇沪青平公路 2889 号， 发明 （设计） 人 : 汪永虎， 摘要 : 一种铝渣处理系统的回转炉， 包 括带左右两侧法兰的炉体、 上限位轮、 上架、 升降架、 减速机构、 主动滚轮、 被动滚轮、 轴承座 底架、 下限位轮、 液压缸和基架， 基架通过两个被动滚轮与炉体上的左侧法兰下部连接， 两 个主动滚轮的顶部与炉体上右侧的另一法兰的底部接触， 主动滚轮的右侧设有减速机构， 两个下限位轮固定在基架顶部的左侧，

10、 炉体的上方设有上架， 炉体的前侧设有升降架， 液压 缸分别连接升降架和基架。 同现有技术相比， 采用回转炉进行自燃， 使铝渣分解成铝液和铝 灰。 冷却后的铝灰可返回钢铁厂作为催化剂， 解决了铝熔化冶炼过程中对环保的污染， 也节 约了生产成本。 2、 中国专利， 名称 : 一种铝灰渣处理专用回转炉， 申请 （专利） 号 :CN201120470312.0 公开 （公告） 号 :CN202329080U 申请 （专利权） 人 : 江西万泰铝业有限公司 地址 : 江西省 抚州市崇仁县工业园区 C 区， 发明 （设计） 人 : 刘庆德， 摘要 : 一种铝灰渣处理专用回转炉， 它包括炉筒体、 活动支座

11、、 炉盖和电机， 其特征是所述的炉筒体的筒身侧卧于活动支座上， 说 明 书 CN 103361492 A 3 2/4 页 4 活动支座与液压缸连接， 炉筒体的筒身下方设有托辊， 炉筒体的筒底外壳设有齿圈， 电机与 支架连接， 电机通过齿轮与炉筒体的齿圈连接。 该炉体靠辊轮托动且可正反向旋转运行 ； 炉 体靠液压装置和活动支座可使炉口上下运动以实现倾倒。 0005 上述文献 1 公开的回转炉包括带左右两侧法兰的炉体、 上限位轮、 上架、 升降架、 减速机构、 主动滚轮、 被动滚轮、 轴承座底架、 下限位轮、 液压缸和基架， 基架通过两个被动 滚轮与炉体上的左侧法兰下部连接， 两个主动滚轮的顶部与

12、炉体上右侧的另一法兰的底部 接触， 主动滚轮的右侧设有减速机构， 两个下限位轮固定在基架顶部的左侧， 炉体的上方设 有上架， 炉体的前侧设有升降架， 液压缸分别连接升降架和基架。 但是在炉口倒出铝灰的过 程操作当时， 铝液可能容易带出， 造成了损失。 0006 文献 1 公开的回转炉的特点是炉体靠辊轮托动且可正反向旋转运行 ； 炉体靠液压 装置和活动支座可使炉口上下运动以实现倾倒， 这种结构的炉体没有什么创新性。 0007 此外， 目前所见的回转炉存在的缺点是燃料利用率不高， 点火后炉温升温慢， 热量 未加以利用， 损失较多。 发明内容 0008 本发明的目的是提供一种熔炼再生铝的回转炉， 该

13、回转炉的特点是铝的熔化速度 快和铝水温度高， 热量利用充分， 铝液不容易氧化， 且易于分离， 从而提高金属回收率和纯 度。 0009 本发明是这样实现的 ： 再生铝熔炼回转炉， 其特征在于 ： 炉体外面有齿圈， 齿圈安装在托辊上， 用电机带动， 炉 子基础结构部分的炉体底 , 安装有液压倾斜轴承， 由三角支座和支架支撑 ； 炉体基础结构 带有液压倾斜系统， 炉体倾斜角度 +8至 25， 炉体端头有活动支架和炉门， 炉门安装 有倾斜耳轴 ； 炉体内两端均安装对流氧气燃烧系统 ； 液压倾斜系统的两个液压缸可在两个 方向上倾斜 ； 炉口排气道设有热量回收装置。 0010 以上所述的所述的对流氧气燃烧

14、系统是炉体进口处和炉体出口同时安装氧气喷 射装置， 炉体进口处安装主氧气进口阀和燃料管， 接到氧气喷射装置， 使燃料气与氧气同时 在炉体内进行喷射燃烧， 炉体出口也安装有辅助氧气阀、 接到氧气喷射装置， 使氧气同时在 炉体出口一端进行喷射助燃， 炉体进口的氧气喷射装置采用采用双环式喷嘴， 高压氧气从 双环式喷嘴的内管喷出， 燃料气从双环式喷嘴喷出， 形成氧气对流喷射助燃。 0011 以上所述的炉口排气道的热量回收装置是在排气道安装冷水夹套， 热水出口接原 料废铝的清洗机， 用于清洗废铝制品， 废气冷却后从烟囱排出。 0012 以上所述的炉体内环安装有用于将废杂铝中的尚末熔化的铁、 铜块等扒出的

15、扒杆 20， 在熔炼过程铁、 铜会影响铝及铝合金的质量， 如果不及时扒出， 就会导致再生铝成分中 增加一些不需要的成分如铁、 铜等， 因此， 在再生铝熔炼初期， 即在废杂铝 ( 非均一的高等 级洁净废铝 ) 刚刚熔化不久就必须有一道扒镶嵌件的工序， 俗称扒铁， 把废杂铝中的尚末 熔化的铁、 铜块等扒出， 扒得越及时越干净， 于生铝的成分就越易于控制。扒铁时熔体温度 不宜高， 温度升高会有更多的铁、 铜等熔解。 0013 以上所述的炉体的基础结构为三角支座， 安放在支架， 使得回转炉运转时平稳。 0014 以上所述的炉体内设有一个砂石斗， 砂石等杂质分离到砂石分离区。 说 明 书 CN 1033

16、61492 A 4 3/4 页 5 0015 以上所述的炉门设有旋转装置有自我保护装置， 当门打开时， 喷嘴关闭。 0016 采用本再生铝熔炼回转炉的工艺是先将废杂铝或铝灰渣先进行分类堆放， 然后经 过分离、 清洗、 破碎、 磁选、 除有机物、 破碎和筛分， 得到杂铝粉， 然后进入回转炉进行熔炼， 使使铝灰渣或废杂铝分解成铝液和铝灰 ； 铝液放到精炼炉进一步精炼， 得到纯度较高的铝 液， 泻出形成铝铸锭， 纯铝含量可以达到 99.99% ； 从回转炉卸出的铝灰与烟气经旋风除尘 器得到的铝灰合并， 残渣含铝 1-3%， 包装后可以提供给钢厂作为冶炼添加剂。 0017 上述倾式回转炉的操作过程如下

17、 ：（1） 将废铝制品和铝灰渣破碎， 筛分为粗颗粒 备用 ；（2） 先将占总投量 5%-20% 的专用熔剂加入回转炉中 ；（3） 再点燃加热装置的燃烧器， 向炉内喷射燃料和氧气， 物料开始加热， 同时旋转回转炉， 待回转炉中的专用熔剂熔化后， 加入废铝制品和铝灰渣粗颗粒 ；（4） 进一步旋转回转炉， 同时对回转炉加热， 铝合金开始熔 融， 反应时间足够后， 废铝制品和铝灰渣中的铝合金液与灰渣开始分离， 铝合金液集于下 部， 灰渣浮于铝合金液表面时， 停止旋转和加热， 倾倒回转炉体使炉口下降， 先倒出铝液， 再 一边旋转回转炉一边倒出固体灰， 完成一个操作周期。 0018 本发明的实质性特点和显

18、著的进步是 ： 1、 熔炼过程采用倾式回转炉， 高低不平的卧式设计， 具备更加的热效率， 回收率更高， 盐添加物更少， 因为有一个控制的炉子气氛， 因此熔炼时把氧气降到最少， 炉体倾斜角度 +8至 25， 这样既可以生产液体渣， 也可以生产固体渣 2、 与一般回转炉比拟， 产量约提高 70% 左右。 0019 3、 炉子外壁温度低， 参量损失小， 操纵利便。 0020 4、 倾式回转炉内采用的对流氧气燃烧的具体装置是炉体燃料进口与氧气同时进 行喷射， 炉体出口 （另一端） 也安装有氧气喷嘴， 炉体燃料进口与氧气喷射装置采用采用双 环式喷嘴， 高压氧气从双环式喷嘴的内管喷出， 燃料气 （可以是氢

19、气、 天然气或液化石油气） 从环管喷出， 在倾式回转炉充分燃烧， 对废铝制品加热， 使之形成纯铝液和铝灰渣。 对流 （逆 流） 燃烧系统具备更佳的能源效率。 0021 5、 废铝的液化分离是今后回收金属铝的发展方向， 它将废铝杂料的预处理与重新 熔铸相结合， 既缩短了工艺流程， 又可以最大限度地避免空气污染， 而且使得净金属的回收 率大大提高。重熔的二次合金锭 (RSI) 可用于制造易拉罐专用薄板， 薄板的质量已使每支 易拉罐的质量下降到只有 14g 左右 ； 含铝量 （99.9%） 的再生铝， 可以用于制造计算机软盘驱 动器的框架。 0022 6、 本发明的工艺设计合理， 设备的维修成本低，

20、 生产效率高。生产成本低， 金属回 收率提高， 废物排放比其他工艺大大减少。 附图说明 0023 图 1 是本发明再生铝熔炼过程的倾式回转炉结构示意图 ； 图 2 是图 1 的侧面图 ； 图 3 是倾式回转炉的内部结构图 ； 图中序号相对的部件名称 ： 1、 炉体， 2、 齿圈， 3、 活动支架， 4、 炉门， 5、 炉口排气道， 6、 冷水夹套， 7、 液压缸， 8、 液压装 置， 9、 电机， 10、 三角支座， 11、 支架， 12、 托辊， 13、 辅助氧气进口阀， 14、 倾斜耳轴， 15、 液压倾 说 明 书 CN 103361492 A 5 4/4 页 6 斜系统， 16、 炉体

21、底座， 17、 砂石斗， 18、 燃料管， 19、 双环式喷嘴， 20、 扒杆， 21、 主氧气进口阀， 22、 烟囱。 具体实施方式 0024 从附图看到， 再生铝熔炼回转炉的炉体 1 外面有齿圈 2， 齿圈 2 安装在托辊 12 上， 用电机 9 带动， 炉子基础结构部分的炉体底 ,16 安装有液压倾斜轴承 15， 由三角支座 10 和 支架11支撑， 使得回转炉运转时平稳 ； 炉体1基础结构带有液压倾斜系统15， 炉体1倾斜角 度 +8至 25， 炉体端头有活动支架 3 和炉门 4， 炉门安装有倾斜耳轴 ； 炉体内两端均安 装对流氧气燃烧系统 ； 液压倾斜系统的两个液压缸可在两个方向上倾

22、斜 ； 炉口排气道 5 设 有热量回收装置。所述的再对流氧气燃烧系统是炉体 1 进口安装主氧气进口阀 21 和燃料 管18， 燃料与氧气同时在炉体1内进行喷射燃烧， 炉体出口也安装有辅助氧气进口阀13， 接 氧气喷嘴， 炉体燃料进口与氧气喷射装置采用采用双环式喷嘴， 高压氧气从双环式喷嘴的 内管喷出， 燃料气 （包括氢气、 天然气或液化石油气等） 从双环式喷嘴喷出， 形成氧气对流喷 射助燃。所述的炉口排气道的热量回收装置是在排气道安装冷水夹套， 热水出口接原料废 铝的清洗机， 用于清洗废铝制品， 废气冷却后从烟囱 22 排出。所述的炉体内环安装有用于 将废杂铝中的尚末熔化的铁、 铜块等扒出的扒

23、杆 20， 在熔炼过程铁、 铜会影响铝及铝合金的 质量， 如果不及时扒出， 就会导致再生铝成分中增加一些不需要的成分如铁、 铜等， 因此， 在 再生铝熔炼初期， 即在废杂铝 ( 非均一的高等级洁净废铝 ) 刚刚熔化不久就必须有一道扒 镶嵌件的工序， 俗称扒铁， 把废杂铝中的尚末熔化的铁、 铜块等扒出， 扒得越及时越干净， 于 生铝的成分就越易于控制。扒铁时熔体温度不宜高， 温度升高会有更多的铁、 铜等熔解， 炉 体内设有一个砂石斗17， 砂石等杂质分离到砂石分离区。 为了使得当门打开时， 烧嘴能够自 动关闭， 炉门旋转装置有自我保护装置， 图中未有标出。 0025 实施例 1 生产再生铝的工艺

24、如下 ： 将纯铝、 变形铝合金、 铸造铝合金、 铝芯线和废铝制品进行分类堆放， 然后用清洗、 破碎 的方法除去污泥、 纤维和纸张， 清洗后用磁选设备分离废铝中有磁性的废钢铁， 磁选后将铝 小块或颗粒用热风加热， 使水分全部挥发， 再破碎和筛分， 得到杂铝粉， 然后进入回转炉进 行熔炼， 熔炼中加入除铁剂对铝灰渣或废杂铝进行加热熔炼， 使铝灰渣或废杂铝分解成铝 液和铝灰 ； 铝液放到精炼炉， 得到纯铝重量含量 99.99% 以上的铝液， 泻出形成铝铸锭 ； 从回 转炉卸出的铝灰与烟气经旋风除尘器得到的铝灰合并， 残渣含铝 1-3%， 包装后可以提供给 钢厂作为冶炼添加剂。 说 明 书 CN 103361492 A 6 1/3 页 7 图 1 说 明 书 附 图 CN 103361492 A 7 2/3 页 8 图 2 说 明 书 附 图 CN 103361492 A 8 3/3 页 9 图 3 说 明 书 附 图 CN 103361492 A 9