[发明专利]用于熔炼铝、含铝碎屑及残余物的方法及装置

说明书

本发明关于在旋鼓炉中熔炼铝、含铝碎屑及残余物的方法，以及实施此方法的装置。

铝、含铝碎屑及残余物在旋转的圆柱形炉(一般称之为旋鼓炉)中熔炼，其中被熔炼的物质在称之为进料端的地方在进料设备辅助下进料。为达成此目的，首先在完成进料前，炉门从炉埠旋转开，接着该门转回至该炉内定位。然后，启动设置在该门内的燃烧器。然而，由于该熔炼燃烧器系设置在该进料门内，所以后者很难令人满意地被密封紧闭以持续地防止不想要的空气渗入。

于熔炼程序中所形成的废气由位于该进料门相对端的排气管从该炉中排出。于是，炉内气体与燃烧器废气的流动方向一致且平行。

但由于渗入空气可进入该炉，所以此方法具有因渗入空气所引起的缺点：熔炼过程所产生的废气体积中的氧分压会升高。

如果有机成分，例如纸、塑胶、橡胶及油漆等，存在于欲被熔炼的物质中，则达到挥发温度时这些成分将分解，而在氧气不足时，将以未燃烃或碳氢化合物形式从该炉的排气管排出。

废气清洁系统(包含冷却器)通常使用石灰或石灰水合物的射出系统来结合此酸性废气成分，接着使用的织物过滤器并不能完全去除此等烃或碳氢化合物。以上方法的另一个缺点是随着废气的排出会有烃或碳氢化合物被排放到外界环境。

德国专利申请No.4115269A1中描述了在炉中熔炼金属的方法，其中金属在该炉的第一位置用主要燃烧器加热，离开该炉的废气用设于该炉第二位置的次要燃烧器焚化，同时亦加热该金属。

然而此方法亦具有缺点，即必须在主要燃烧器外额外设置燃烧器，并因为此额外燃烧器而造成废气体积的增加。再者，炉门不能防止不想要的空气渗入。

从欧洲专利申请No.0475128A1中得知另一方法，其中欲被熔炼的物质在设有点火燃烧器的炉中加热，废气实质上由点火燃烧器流动至该炉排气管，且将富含氧的气体导入该炉，优选用吹氧管或注氧燃烧器进行，于是从该点火燃烧器出来的气体脉动与该富含氧的气体的脉动互相平行，但方向不同。

此方法具有缺点：额外的设备例如吹氧管或注氧燃烧器必需设置在炉内以导入富含氧的气体。当该点火燃烧器及注氧燃烧器设置在炉的相对端以达成气体脉动方向相逆时，该点火燃烧器要设在进料门内，此即为很难隔绝不想要的空气渗入的理由，于是造成以上所述废气体积增加的缺点。

本发明的目的是提供不具有以上缺点的方法，尤其可显著地降低熔炼铝、含铝碎屑及残余物所产生废气的体积并同时消除废气中有毒成分的方法，并提供进行此方法的装置。

以上目的可用本发明的方法以及装置来达成。

本发明的方法为在旋鼓炉内熔炼铝、含铝碎屑及残余物的方法，其中包括下列步骤：

(a)从该旋鼓炉的一端将进料分别导入及取出该旋鼓炉；

(b)废气从该旋鼓炉相对于其进料门的一端排出；及

(c)燃料及含氧气体经燃烧器导入该炉；

其特征在于：

(d)该燃料及含氧气体在该旋鼓炉的排气端导入该炉并且在该旋鼓炉内燃烧。

在本发明的一种实施方案中，氧含量至少80％的气体用作为含氧气体。

在本发明的一种实施方案中，该炉的旋转速度及方向依据进料的物性及量进行控制。

在本发明的一种实施方案中，该炉的旋转速度及方向依据废气测量值进行控制。

本发明的装置包括下列设备：

a)旋鼓炉(1)的一端包括用于进料(6)的门(2)；

b)在旋鼓炉(1)相对于进料门(2)的一端设置排气管(4)；及

c)用于熔炼进料(6)的熔炼燃烧器(3)设置在炉上；

其特征在于：

d)该熔炼燃烧器(3)设置在旋鼓炉(1)中具有排气管(4)的一端。

从属权利要求概括了本发明较有利或优选实施方案。

本发明所达成的优点基于下列功能模式：将旋鼓炉的燃烧器设在与炉的排气管同一端，因此是在与进料门相对的一端，所以燃烧器气体与炉废气的流动方向互相平行，但相反方向。

这样设置燃烧器，就有可能去除先前用炉门作为进料门及支持燃烧器的双重功能，而只用其作为进料门。于是，此门可构造成密封紧闭状态而完全防止渗入空气进入炉中。

将渗入空气隔绝在炉外，从排气管流出的废气体积就会降低。此优点在使用氧燃烧器时更具功效，此氧燃烧器不使用氮约占79％的空气而使用纯氧，于是可使废气体积大幅度降低并达到显著较高的火焰温度。即使炉在固定真空压力下操作，本发明方法仍然可以享有此优点，因为就算外界压力相对地较高，前述炉门的密封紧闭状态仍然可以防止渗入空气进入炉内的体积增加，这与已知方法不同。