权利要求

1.一种熔铝炉节能燃烧及余热回收系统，包括炉体(100)、燃烧机构以及余热回收利用机构，其特征在于，炉体(100)内设置有底板(105)，底板(105)将炉体(100)的炉腔分隔为互不连通的上熔炼腔室与下炉底腔室;

上熔炼腔室内设置有导烟板(106)，导烟板(106)包括朝下弯曲的上弧板，上弧板的上表面设置有与上熔炼腔室的上腔壁固定的凸板(1061)，上弧板的两端分别靠近上熔炼腔室的两端，炉体(100)的侧面设置有位于上弧板上方的烟气出口，烟气出口设置有两个并分别位于凸板(1061)的两侧，两个烟气出口分别为第一烟气出口(107)与第二烟气出口(108);

炉体(100)的侧面设置有与下炉底腔室连通的烟气入口，烟气入口设置有两个并分别靠近下炉底腔室的两端，两个烟气入口分别为第一烟气入口(109)与第二烟气入口(110);

第一烟气出口(107)与第二烟气入口(110)位于凸板(1061)的同一侧，余热回收利用机构包括设置在第一烟气出口(107)与第一烟气入口(109)之间的第一导烟管道(103)以及设置在第二烟气出口(108)与第二烟气入口(110)之间的第二导烟管道(104)。

2.根据权利要求1所述的一种熔铝炉节能燃烧及余热回收系统，其特征在于，炉体(100)的侧面设置有进料入口且进料入口处设置有炉盖(101)。

3.根据权利要求1所述的一种熔铝炉节能燃烧及余热回收系统，其特征在于，底板(105)包括两个斜板，两个斜板之间的距离由下至上递增，两个斜板的最低点之间通过下弧板实现连接，下弧板朝上弯曲，炉体(100)的侧面设置有排料出口，排料出口处设置有排料阀(102)，排料出口的孔口与下弧板同轴。

4.根据权利要求1所述的一种熔铝炉节能燃烧及余热回收系统，其特征在于，下炉底腔室内设置有若干翅片(111)。

5.根据权利要求1所述的一种熔铝炉节能燃烧及余热回收系统，其特征在于，燃烧机构包括分别位于炉体(100)两侧的两个燃烧组件(300)以及用于向两个燃烧组件(300)提供助燃空气以及引导烟气向外排出的导气构件(200)。

6.根据权利要求5所述的一种熔铝炉节能燃烧及余热回收系统，其特征在于，导气构件(200)包括换向阀(207)，换向阀(207)包括沿圆周方向阵列分布的四个侧嘴，一个侧嘴处设置有第一连接管(205)，一个侧嘴处设置有第二连接管(206)，一个侧嘴处设置有鼓风机(201)，一个侧嘴处设置有引风机(203)，与第一连接管(205)连接的侧嘴和与第二连接管(206)连接的侧嘴位于同一直线上，鼓风机(201)的进气端设置有进气管道(202)，引风机(203)的出气端设置有排烟管道(204)。

7.根据权利要求6所述的一种熔铝炉节能燃烧及余热回收系统，其特征在于，换向阀(207)设置成在状态一与状态二之间进行切换，换向阀(207)处于状态一时，第一连接管(205)与鼓风机(201)连通，第二连接管(206)与引风机(203)连通，换向阀(207)处于状态二时，第一连接管(205)与引风机(203)连通，第二连接管(206)与鼓风机(201)连通。

8.根据权利要求6或7所述的一种熔铝炉节能燃烧及余热回收系统，其特征在于，燃烧组件(300)包括蓄热室(301)与三通管(303)，蓄热室(301)内设置有蓄热体(302)，蓄热室(301)的上表面设置有连接嘴，一个燃烧组件(300)的连接嘴与第一连接管(205)连接，另一个燃烧组件(300)的连接嘴与第二连接管(206)连接，蓄热室(301)的底部设置有第一气管(304);

三通管(303)包括三个接口，一个接口与第一气管(304)连接，一个接口处连接有第二气管(306)且连接处设置有上单向阀(305)，一个接口与炉体(100)的下炉底腔室连接且连接处设置有下单向阀(308);

下炉底腔室与两个燃烧组件(300)的连接处分别靠近两个烟气入口，第二气管(306)的末端设置有燃烧嘴(307)，燃烧嘴(307)的火焰发生端伸入炉体(100)的上熔炼腔室;

上单向阀(305)用于使三通管(303)内的气体向第二气管(306)内单向流动，下单向阀(308)用于使下炉底腔室内的气体向三通管(303)内单向流动。

9.根据权利要求1或3所述的一种熔铝炉节能燃烧及余热回收系统，其特征在于，炉体(100)的上熔炼腔室中设置有搅拌叶片(112)，搅拌叶片(112)的搅拌轴的输入端伸出炉体(100)，并动力连接有电机(113)，搅拌叶片(112)为导热材料制成。

说明书

技术领域

[0001]本发明涉及金属冶炼领域，具体涉及熔铝炉领域，特别涉及一种熔铝炉节能燃烧及余热回收系统。

背景技术

[0002]铝熔炼行业中会用到熔铝炉，熔铝炉包括坩埚式与无坩埚式，坩埚式指的是从熔铝炉的侧面及底部加热，无坩埚式指的是利用高温火焰直接在熔铝炉内部加热铝炉料，其中：

[0003]双蓄热式高温空气燃烧技术是现有无坩埚式熔铝炉使用的加热技术，具体的，燃料燃烧时，助燃空气由A口进入，高温烟气由B口排出且热量积蓄在蓄热室B内的蓄热体中，预设时间后，助燃空气经过蓄热室B热交换后从B口进入，高温废气则通过A口排出且热量积蓄在蓄热室A内的蓄热体中，如此往复，回收高温废气中的热量，实现余热回收与节能目的，但是此种方式存在着一些不足之处：其余热回收的本质是实现高温烟气和助燃空气之间的热交换，从而对助燃空气进行预热，此余热回收方式虽然能够实现燃气的充分燃烧，并达到节能目的，但是对铝的熔炼效率及效果的正面增幅不大，铝熔炼过程中，仍然存在着上层铝与火焰紧密接触，下层铝受到火焰的加热效果要差些，即等铝熔炼结束后，位于上层的铝液会受到过度加热，而过度加热铝，会总成铝液氧化加剧，增加杂质含量，某些合金元素还容易因长时间高温而挥发或烧损，影响最终产品性能;

[0004]现有坩埚式熔铝炉技术中，例如申请公布号为CN117128771A的中国发明专利申请，公开了一种利用烟气余热预热废铝的熔铝炉，其通过引导高温烟气与下一批铝料发生热交换，对下一批铝料进行预热，预热后的铝料在投入熔铝炉后会更容易熔化，提高效率，此方式虽然能够实现余热利用，并得到节能以及提高熔炼效率的作用，但是铝料预热以及后续的熔炼过程，都会受到一个高温氧化，即铝熔炼过程中容易受到高温氧化的问题没有得到改进解决。

[0005]基于上述，本发明提出了一种熔铝炉节能燃烧及余热回收系统。

发明内容

[0006]为解决上述背景中提到的问题，本发明提供了一种熔铝炉节能燃烧及余热回收系统。

[0007]为实现上述技术目的，本发明所采用的技术方案如下。

[0008]一种熔铝炉节能燃烧及余热回收系统，包括炉体、燃烧机构以及余热回收利用机构，炉体内设置有底板，底板将炉体的炉腔分隔为互不连通的上熔炼腔室与下炉底腔室;

[0009]上熔炼腔室内设置有导烟板，导烟板包括朝下弯曲的上弧板，上弧板的上表面设置有与上熔炼腔室的上腔壁固定的凸板，上弧板的两端分别靠近上熔炼腔室的两端，炉体的侧面设置有位于上弧板上方的烟气出口，烟气出口设置有两个并分别位于凸板的两侧，两个烟气出口分别为第一烟气出口与第二烟气出口;

[0010]炉体的侧面设置有与下炉底腔室连通的烟气入口，烟气入口设置有两个并分别靠近下炉底腔室的两端，两个烟气入口分别为第一烟气入口与第二烟气入口;

[0011]第一烟气出口与第二烟气入口位于凸板的同一侧，余热回收利用机构包括设置在第一烟气出口与第一烟气入口之间的第一导烟管道以及设置在第二烟气出口与第二烟气入口之间的第二导烟管道。

[0012]进一步的，炉体的侧面设置有进料入口且进料入口处设置有炉盖。

[0013]进一步的，底板包括两个斜板，两个斜板之间的距离由下至上递增，两个斜板的最低点之间通过下弧板实现连接，下弧板朝上弯曲，炉体的侧面设置有排料出口，排料出口处设置有排料阀，排料出口的孔口与下弧板同轴。

[0014]进一步的，下炉底腔室内设置有若干翅片。

[0015]进一步的，燃烧机构包括分别位于炉体两侧的两个燃烧组件以及用于向两个燃烧组件提供助燃空气以及引导烟气向外排出的导气构件。

[0016]进一步的，导气构件包括换向阀，换向阀包括沿圆周方向阵列分布的四个侧嘴，一个侧嘴处设置有第一连接管，一个侧嘴处设置有第二连接管，一个侧嘴处设置有鼓风机，一个侧嘴处设置有引风机，与第一连接管连接的侧嘴和与第二连接管连接的侧嘴位于同一直线上，鼓风机的进气端设置有进气管道，引风机的出气端设置有排烟管道。

[0017]进一步的，换向阀设置成在状态一与状态二之间进行切换，换向阀处于状态一时，第一连接管与鼓风机连通，第二连接管与引风机连通，换向阀处于状态二时，第一连接管与引风机连通，第二连接管与鼓风机连通。

[0018]进一步的，燃烧组件包括蓄热室与三通管，蓄热室内设置有蓄热体，蓄热室的上表面设置有连接嘴，一个燃烧组件的连接嘴与第一连接管连接，另一个燃烧组件的连接嘴与第二连接管连接，蓄热室的底部设置有第一气管;

[0019]三通管包括三个接口，一个接口与第一气管连接，一个接口处连接有第二气管且连接处设置有上单向阀，一个接口与炉体的下炉底腔室连接且连接处设置有下单向阀;

[0020]下炉底腔室与两个燃烧组件的连接处分别靠近两个烟气入口，第二气管的末端设置有燃烧嘴，燃烧嘴的火焰发生端伸入炉体的上熔炼腔室;

[0021]上单向阀用于使三通管内的气体向第二气管内单向流动，下单向阀用于使下炉底腔室内的气体向三通管内单向流动。

[0022]进一步的，炉体的上熔炼腔室中设置有搅拌叶片，搅拌叶片的搅拌轴的输入端伸出炉体，并动力连接有电机，搅拌叶片为导热材料制成。

[0023]本发明与现有技术相比，有益效果在于：

[0024]1、本方案能够实现余热回收利用，达到节能效果，具体的，本方案通过引导上熔炼腔室中未被利用的火焰热量，使之流入下炉底腔室中，由下至上对铝料进行加热，从而达到余热回收利用以及提高熔炼效率的作用，相比于背景技术中提到的现有技术而言，本方案还能够有效降低铝料受到高温氧化的时间，从而解决铝料因高温氧化带来的问题，之后，热量跟随烟气通过另一侧的燃烧组件，与蓄热体发生热交换后方才排出，故而本方案的余热回收利用率效果更明显得到进一步提升;

[0025]2、铝料熔炼过程中，铝料受到火焰由上至下的加热，同时还受到下炉底腔室中的高温烟气的由下至上的加热，配合搅拌叶片，能够使热量更快的传导至铝料的各部分，使铝料的各部分受到一个相对均衡的加热，避免铝料某一部分受到一个较长时间的高温氧化;

[0026]进一步的，在引导高温烟气流向下炉底腔室的过程中，众所周知，火焰燃烧时，火苗是燃烧反应最剧烈的区域，温度最高，火焰根部主要是燃料的预热和分解区域，为燃烧提供持续的可燃气体，温度相对要低些，因此，在火焰燃烧时，火苗一侧的温度要比火焰根部一侧的温度要高些，本方案中，将高温烟气导入下炉底腔室中，靠近火焰根部的一侧，一方面，通过增加高温烟气与铝料之间的温差而提高热交换效果，提高余热利用率，另一方面，尽可能的使靠近火苗一侧的铝料、靠近根部一侧的铝料受到一个相对均衡的加热，提高热量传导效率，从而提高熔炼效率以及使降低铝料高温氧化的效果得到进一步提升。

附图说明

[0027]图1为本发明的正面结构示意图;

[0028]图2为本发明的背面结构示意图;

[0029]图3为导气构件的结构示意图;

[0030]图4为换向阀的结构示意图;

[0031]图5为炉体与燃烧组件的剖视图一;

[0032]图6为炉体与燃烧组件的剖视图二;

[0033]图7为炉体与燃烧组件的示意图;

[0034]图8为燃烧组件的局部示意图。

[0035]附图中的标号为：

[0036]100、炉体;101、炉盖;102、排料阀;103、第一导烟管道;104、第二导烟管道;105、底板;106、导烟板;1061、凸板;107、第一烟气出口;108、第二烟气出口;109、第一烟气入口;110、第二烟气入口;111、翅片;112、搅拌叶片;113、电机;200、导气构件;201、鼓风机;202、进气管道;203、引风机;204、排烟管道;205、第一连接管;206、第二连接管;207、换向阀;300、燃烧组件;301、蓄热室;302、蓄热体;303、三通管;304、第一气管;305、上单向阀;306、第二气管;307、燃烧嘴;308、下单向阀。

具体实施方式

[0037]为更进一步阐述本发明为实现预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

[0038]参照图1-图8，一种熔铝炉节能燃烧及余热回收系统，包括炉体100、燃烧机构以及余热回收利用机构。

[0039]炉体100的侧面设置有进料入口且进料入口处设置有炉盖101，通过进料入口向炉体100内投入铝料，炉体100内设置有靠近炉底的底板105，底板105包括两个斜板，两个斜板之间的距离由下至上递增，两个斜板的最低点之间通过下弧板实现连接，下弧板朝上弯曲，炉体100的侧面设置有排料出口，排料出口处设置有排料阀102，打开排料阀102，可以向外输出熔炼好的铝液。

[0040]底板105将炉体100的炉腔分隔为互不连通的上熔炼腔室与下炉底腔室。

[0041]上熔炼腔室内设置有导烟板106，导烟板106包括朝下弯曲的上弧板，上弧板的上表面设置有凸板1061，凸板1061与上熔炼腔室的上腔壁固定连接，上弧板的两端均朝下延伸有竖直板，竖直板靠近上熔炼腔室的对应侧壁，炉体100的侧面设置有烟气出口，烟气出口位于上弧板的上方，烟气出口设置有两个并分别位于凸板1061的两侧，两个烟气出口分别为第一烟气出口107与第二烟气出口108。

[0042]炉体100的侧面设置有与下炉底腔室连通的烟气入口，烟气入口设置有两个并分别靠近两个斜板的最高点，两个烟气入口分别为第一烟气入口109与第二烟气入口110，优选的，下炉底腔室内设置有若干翅片111。

[0043]第一烟气出口107与第二烟气入口110位于凸板1061的同一侧，余热回收利用机构包括设置在第一烟气出口107与第一烟气入口109之间的第一导烟管道103以及设置在第二烟气出口108与第二烟气入口110之间的第二导烟管道104;余热回收利用机构不仅能够实现余热利用，并提高铝料的熔炼效率，还能够有效降低铝液氧化问题，具体在后文阐述。

[0044]燃烧机构包括分别位于炉体100两侧的两个燃烧组件300以及用于向两个燃烧组件300提供助燃空气以及引导烟气向外排出的导气构件200。

[0045]参照图3与图4，导气构件200包括换向阀207，换向阀207包括沿圆周方向阵列分布的四个侧嘴，一个侧嘴处设置有第一连接管205，一个侧嘴处设置有第二连接管206，一个侧嘴处设置有鼓风机201，一个侧嘴处设置有引风机203，另外，与第一连接管205连接的侧嘴和与第二连接管206连接的侧嘴位于同一直线上。

[0046]换向阀207设置成在状态一与状态二之间进行切换，处于状态一时，第一连接管205与鼓风机201连通，第二连接管206与引风机203连通，处于状态二时，第一连接管205与引风机203连通，第二连接管206与鼓风机201连通。

[0047]鼓风机201的进气端设置有进气管道202，引风机203的出气端设置有排烟管道204。

[0048]图4展示了换向阀207的具体结构，换向阀207为现有技术可实现，不作赘述。

[0049]参照图6与图8，燃烧组件300包括蓄热室301与三通管303。

[0050]蓄热室301内设置有蓄热体302，蓄热室301的上表面设置有连接嘴，一个燃烧组件300的连接嘴与第一连接管205连接，另一个燃烧组件300的连接嘴与第二连接管206连接，蓄热室301的底部设置有第一气管304。

[0051]三通管303包括三个接口，一个接口与第一气管304连接，一个接口处连接有第二气管306且连接处设置有上单向阀305，一个接口与炉体100的下炉底腔室连接且连接处设置有下单向阀308。

[0052]下炉底腔室与两个燃烧组件300的连接处分别靠近两个烟气入口，第二气管306的末端设置有燃烧嘴307，燃烧嘴307的火焰发生端伸入炉体100的上熔炼腔室。

[0053]上单向阀305用于使三通管303内的气体向第二气管306内单向流动，下单向阀308用于使下炉底腔室内的气体向三通管303内单向流动。

[0054]本发明的工作原理：

[0055]为便于描述，以图5与图6视角为例进行阐述;

[0056]助燃空气经状态一的导气构件200的鼓风机201的引导，流入右侧的燃烧组件300中，同时，燃气流入右侧的燃烧组件300的燃烧嘴307中，助燃空气与燃气配合，燃起火焰，众所周知，火焰燃烧时，火苗是燃烧反应最剧烈的区域，温度最高，火焰根部主要是燃料的预热和分解区域，为燃烧提供持续的可燃气体，温度相对要低些，因此，炉体100内的铝料，位于左侧部分受到火苗的熔炼，温度要高些，位于右侧部分则温度相对要低些;

[0057]火焰燃烧产生的烟气一般位于火苗处，因此，烟气带着热量一起，通过第一烟气出口107、第一导烟管道103以及第一烟气入口109流入炉体100的下炉底腔室中，与铝料的下层部分发生热交换，即从下往上对铝料进行加热，配合火焰，实现度铝料的熔炼，之后，烟气通过左侧的燃烧组件300、状态一的导气构件200的排烟管道204向外排出，同时烟气会和左侧的燃烧组件300的蓄热体302发生热交换;

[0058]预设时间后，导气构件200切换为状态二，此时，助燃空气流入左侧的燃烧组件300，左侧燃烧组件300燃起火焰，右侧的燃烧组件300则停止燃烧，火焰燃烧产生的烟气与热量一起，通过第二烟气出口108、第二导烟管道104以及第二烟气入口110流入炉体100的下炉底腔室中，与铝料的下层部分发生热交换后，通过右侧的燃烧组件300、状态二的导气构件200的排烟管道204向外排出，同时烟气会和右侧的燃烧组件300的蓄热体302发生热交换;

[0059]重复上述操作，两个燃烧组件300不断交替燃起火焰，实现对铝料的熔炼。

[0060]由上述可知：

[0061]1、本方案能够实现余热回收利用，达到节能效果，具体的，本方案通过引导上熔炼腔室中未被利用的火焰热量，使之流入下炉底腔室中，由下至上对铝料进行加热，从而达到余热回收利用以及提高熔炼效率的作用，相比于背景技术中提到的现有技术而言，本方案还能够有效降低铝料受到高温氧化的时间，从而解决铝料因高温氧化带来的问题，之后，热量跟随烟气通过另一侧的燃烧组件，与蓄热体发生热交换后方才排出，故而本方案的余热回收利用率效果更明显得到进一步提升;

[0062]2、铝料熔炼过程中，铝料受到火焰由上至下的加热，同时还受到下炉底腔室中的高温烟气的由下至上的加热，配合搅拌叶片，能够使热量更快的传导至铝料的各部分，使铝料的各部分受到一个相对均衡的加热，避免铝料某一部分受到一个较长时间的高温氧化;

[0063]进一步的，在引导高温烟气流向下炉底腔室的过程中，众所周知，火焰燃烧时，火苗是燃烧反应最剧烈的区域，温度最高，火焰根部主要是燃料的预热和分解区域，为燃烧提供持续的可燃气体，温度相对要低些，因此，在火焰燃烧时，火苗一侧的温度要比火焰根部一侧的温度要高些，本方案中，将高温烟气导入下炉底腔室中，靠近火焰根部的一侧，一方面，通过增加高温烟气与铝料之间的温差而提高热交换效果，提高余热利用率，另一方面，尽可能的使靠近火苗一侧的铝料、靠近根部一侧的铝料受到一个相对均衡的加热，提高热量传导效率，从而提高熔炼效率以及使降低铝料高温氧化的效果得到进一步提升。

[0064]优选的实施例，参照图6与图7，炉体100的上熔炼腔室中设置有搅拌叶片112，搅拌叶片112的搅拌轴的输入端伸出炉体100，并动力连接有电机113，搅拌叶片112为导热材料制成，好处在于，一方面，通过搅拌叶片112的搅拌动作，翻炒铝料，提高铝料熔炼效率，另一方面，搅拌叶片112能够作为导热介质插入铝料中，进一步提高热量传导效果，从而提高熔炼效率。

[0065]以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简介修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

说明书附图(8)