[发明专利]划桨式铝液连续循环装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及到一种划桨式铝液连续循环装置及方法，实现铝液在熔铝炉中连续循环流动。它属于金属熔炼技术领域。

背景技术

熔铝炉中铝液循环是实施低温熔炼专利技术的核心环节，也是实现铝合金高效、低能耗、低材料损耗熔炼的重要措施。目前国内外推动铝液流动实施铝液循环的驱动装置基本上有二大类：以美国的Lotuss型循环泵为代表的机械离心式铝液泵以及以电磁力为驱动力的电磁铝液泵（包括电磁泵和永磁泵）。

机械离心式铝液泵实际上就是将离心水泵的原理用于铝液的驱动。目前用得最成功的是美国的Tensor^TM型铝液泵。但由于该泵运行需在严格而复杂的工艺操作要求下使用，而且叶轮与泵体以及其他易损件的更换费用达到惊人的高度（根据该公司的报价，每年的易损件的更换费用达30余万元）。高昂的维护费用，使该铝液泵只有用于大吨位的熔铝炉（吨位在60吨以上），才有可能。以电磁力为驱动力的电磁铝液泵因其造价和维持铝液的循环所耗费的电能（每小时耗电上百度），以及永磁泵的使用温度不宜过高，并有磁性逐渐衰退的现象。而使该以电磁力为驱动力的电磁铝液泵（包括电磁泵和永磁泵），也只能用于短时间的搅拌而不用于铝液长期循环。

专利‘往复式铝液循环装置’（申请号：200810107399.8）是一种利用桨叶的往复运动实现熔铝炉内铝液循环的方法。在桨叶的进程，叶面推动铝液运动，将高温的铝液从加热室吸出，同时把铝液槽内的铝液推入加料室。在返程时，桨叶在铝液中旋转90o，使其叶面顺着铝液流动方向，流线型的截面使桨叶返回时不对铝液流动产生干扰。如此往复，达到将铝液从加热室输送到加料室的目的。它解决了上述机械离心式铝液泵以及电磁铝液泵（包括电磁泵和永磁泵）二类铝液输送装置运行中所存在的问题，大幅度降低了铝液输运装置的制造成本和日常运行费用。但这发明专利‘往复式铝液循环装置’（申请号：200810107399.8）实现的是对铝液的间隙输运，即是一种铝液脉动性的流动，铝液表面容易破坏，铝液氧化吸气比较厉害。

本方法是模拟‘划桨’动作，利用多个桨叶的划桨式铝液输运装置（图1）的桨叶1挤送铝液的原理而工作：桨叶1在循环熔沟J区内运动时，桨叶的叶面在铝液中向单一方向移动，推动铝液运动，将铝液从熔铝炉（I）的熔沟口G区吸入熔沟，同时把熔沟J区内的铝液由熔沟口（H区）推出，进入熔铝炉的熔池（I区）。桨叶在回程沟K区内运动时，桨叶1在铝液中旋转90o，使其叶面顺着回程沟K区轴线方向，流线型的截面使桨叶返回时不对铝液产生推动，回程沟K区的变截面，使桨叶通过回程沟K区时，对铝液流动的干扰达到最小；桨叶1回至原点后，桨叶1再次在铝液中旋转90o，回至原始叶面垂直于运动轴线状态，进入第二次‘划桨’的准备状态。如此往复，达到铝液的输运，并因采用了多个桨叶，从而实现了连续输运铝液的目的。由于铝液的连续输运，流动平稳，铝液的表面波动小，表面的氧化膜不易破坏，铝液的氧化吸气得到了改善。

该发明利用多个桨叶1运动实现铝液循环变频电机5的动力驱动使链轮链条4带动浸泡在铝液中的桨叶1沿设定的轨道旋转，导致熔沟中的铝液沿运动方向流动，将熔铝炉I区中的铝液从熔铝炉I区的一侧熔沟口G区进入熔沟J区，再由熔沟的另一端的熔沟口H区流回熔炉的熔池I区，并有多个桨叶1，在特定设计的运动轨迹上运动（见附图2），从而实现了铝液在熔铝炉内的连续循环。桨叶旋转装置3完成桨叶在指定的位置（a、e点）90o的转动，实现桨叶1在回程时叶面与运动方向平行，达到桨叶返回时不对铝液产生推动。桨叶夹持器3将桨叶1夹持在链条上，使桨叶1跟随链条4沿运动轨迹运动。