一种铝合金工业窑炉燃烧器及衬体材料的制作方法

1.本发明涉及工业窑炉燃烧器技术领域，尤其涉及一种铝合金工业窑炉燃烧器及衬体材料。


背景技术：

2.随着国民经济的迅速发展，我国铝合金的需求量迅猛增加，现有技术中，以铝锭或废铝为原料先放入熔化炉中，由喷嘴喷火对其进行熔化，熔化后得到的铝水进入后续保温炉、铸造等工序。
3.传统的蓄热式燃烧器的火焰集中，一方面由于火焰烧过炉膛的面积过小，使得炉膛温度均匀性不高，影响了火焰对流传热的效果，同样导致铝合金熔化的效率不高，节能效果不突出，另一方面要有足够大的炉膛空间，以适应火焰的扩展，这就对小型工业炉的设计不利；而且，近年来利用弥散燃烧机理设计的蓄热式加热燃烧器虽然弥补了上述部份问题，但是其具有的需要高热值燃气、不完全燃烧、烟气co含量比较高、燃烧器体积比较大等缺点，也导致其无法普及使用，因此，设计一种铝合金工业窑炉燃烧器及衬体材料是很有必要的。


技术实现要素：

4.本发明解决的问题在于提供一种铝合金工业窑炉燃烧器及衬体材料，铝合金工业窑炉燃烧器，能够有效实现工业窑炉中温度分布均匀的效果，进而有效快速熔化铝合金，降低铝合金氧化和烧损的浪费；同时，通过过滤组件能够将输送的燃气进行过滤净化，有效除去燃气中的杂质，从而能够提高燃烧的质量。
5.为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种铝合金工业窑炉燃烧器，包括燃气枪、燃烧器本体、蓄热箱、烧嘴、热成像仪、转动组件、输气阀、过滤组件和安装基座，所述安装基座的顶部端面一侧安装有转动组件，且转动组件的顶部上方安装有燃烧器本体，所述燃烧器本体的一端设置有燃气枪，所述燃气枪的一端连接安装有烧嘴，且烧嘴的外侧安装有蓄热箱，所述燃烧器本体的顶部上方设置有热成像仪，所述燃气枪的底部一端连接安装有输气阀，且输气阀的一端连接安装有过滤组件，所述安装基座的外壁端面四周均通过焊接固定安装有连接架，且连接架的端面开设有定位孔；所述转动组件包括转动电机、转动杆、承重底板、支撑托板、轨迹杆和轨迹座，所述转动电机通过螺栓固定安装在安装基座的顶部端面一侧中央，所述转动电机的顶部一端通过联轴器安装有转动杆，所述转动杆的顶部一端固定安装有承重底板，且承重底板的顶部端面与燃烧器本体的底部端面固定连接，所述承重底板的端面开设有通风孔，所述支撑托板固定安装在蓄热箱的底部端面，且支撑托板的底部端面中央固定安装有轨迹杆，所述安装基座的顶部端面另一侧中央固定安装有轨迹座。
6.作为本发明进一步的方案：所述燃气枪、燃烧器本体、蓄热箱和烧嘴的内部均内衬安装有高温结构陶瓷衬板。
7.作为本发明进一步的方案：所述轨迹座的顶部端面开设有轨迹槽，且轨迹槽为弧形结构，所述轨迹杆的底部一端插接安装在轨迹槽的内部。
8.作为本发明进一步的方案：所述燃烧器本体的顶部端面两侧均固定安装有热成像支架，且热成像仪的底部通过螺栓与热成像支架的顶部端面固定连接。
9.作为本发明进一步的方案：所述过滤组件包括第一输气管、燃气滤筒、净化滤芯、快拆法兰和第二输气管,所述燃气枪的底部一端连接安装有第一输气管，且输气阀与第一输气管连接，所述第一输气管的底部一端设置有燃气滤筒，所述燃气滤筒的顶部和底部均设置有快拆法兰，所述燃气滤筒的顶部通过快拆法兰与第一输气管的底部一端固定连接，且燃气滤筒的底部通过快拆法兰固定连接有第二输气管，所述燃气滤筒的内壁端面固定安装有若干个净化滤芯。
10.一种铝合金工业窑炉燃烧器的衬体材料，选用耐烧蚀高温结构陶瓷材料制作成衬体基体，并在衬体基体的外侧和内侧进行涂层刷涂处理。
11.作为本发明进一步的方案：选用zrb2、mosi2和玻璃粉作为基体外涂层的原料，上述原料的组分配比为，zrb248.53％、mosi221.47％、玻璃粉30％，将粉体制备的浆料喷雾造粒得到复合造粒粉，再通过感应等离子球化设备对造粒粉进行致密化处理，并将得到的球化粉在衬体基体的外表面进行等离子喷涂。
12.作为本发明进一步的方案：选用zrb2、sic和玻璃粉作为基体内涂层的原料，上述原料的组分配比为，zrb261.87％、sic8.13％、玻璃粉30％，再添加tmah为分散剂、pva为粘接剂，去离子水为分散介质球磨6h，制备浆料涂刷于基体的内表面并干燥进行烧结处理。
13.本发明的有益效果是：1、本发明的铝合金工业窑炉燃烧器，通过热成像仪监测窑炉中温度分布情况通过转动组件从而自动协调燃气枪和烧嘴的喷火角度、强度等，有效实现工业窑炉中温度分布均匀的效果，进而有效快速熔化铝合金，降低铝合金氧化和烧损的浪费，能够在传统炉窑的基础上提高热效率以及降低铝损；同时，通过过滤组件能够将输送的燃气进行过滤净化，有效除去燃气中的杂质，从而能够提高燃烧的质量。
14.2、本发明的铝合金工业窑炉燃烧器的衬体材料，通过选用耐烧蚀高温结构陶瓷材料制作成衬体基体，能够保护金属部件免受高温、冲刷、冷热冲击等破坏，同时能够起到隔绝和保温作用，可以防止窑炉内、燃烧器内热量的大量散失和保障燃烧器内热量充分的转换；并在衬体基体的外侧和内侧进行涂层刷涂处理，能够具有良好的封孔效果和烧结致密效果，从而有效提高衬体材料的抗烧蚀性能和耐高温效果，有效避免衬体材料发生氧化的情况，保护了衬体材料。
附图说明
15.图1为本发明的铝合金工业窑炉燃烧器的第一整体结构示意图；图2为本发明的铝合金工业窑炉燃烧器的第二整体结构示意图；图3为本发明的铝合金工业窑炉燃烧器的整体主视图；图4为本发明的铝合金工业窑炉燃烧器的整体俯视图；
图5为本发明的铝合金工业窑炉燃烧器的过滤组件的剖视图；图例说明：1、燃气枪；2、燃烧器本体；3、蓄热箱；4、烧嘴；5、热成像仪；6、转动组件；7、输气阀；8、过滤组件；9、安装基座；61、转动电机；62、转动杆；63、承重底板；64、支撑托板；65、轨迹杆；66、轨迹座；81、第一输气管；82、燃气滤筒；83、净化滤芯；84、快拆法兰；85、第二输气管。
具体实施方式
16.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
17.下面给出具体实施例。
18.参见图1
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4，一种铝合金工业窑炉燃烧器，包括燃气枪1、燃烧器本体2、蓄热箱3、烧嘴4、热成像仪5、转动组件6、输气阀7、过滤组件8和安装基座9，安装基座9的顶部端面一侧安装有转动组件6，且转动组件6的顶部上方安装有燃烧器本体2，燃烧器本体2的一端设置有燃气枪1，燃气枪1的一端连接安装有烧嘴4，且烧嘴4的外侧安装有蓄热箱3，燃烧器本体2的顶部上方设置有热成像仪5，燃气枪1的底部一端连接安装有输气阀7，且输气阀7的一端连接安装有过滤组件8；安装基座9的外壁端面四周均通过焊接固定安装有连接架，且连接架的端面开设有定位孔；便于通过连接架和定位孔将安装基座9安装固定，从而提高整体结构的连接稳定性；燃气枪1、燃烧器本体2、蓄热箱3和烧嘴4的内部均内衬安装有高温结构陶瓷衬板；能够保护金属部件免受高温、冲刷、冷热冲击等破坏，同时能够起到隔绝和保温作用。
19.燃烧器本体2的顶部端面两侧均固定安装有热成像支架，且热成像仪5的底部通过螺栓与热成像支架的顶部端面固定连接；能够对热成像仪5具有稳定的支撑效果，提高热成像仪5的结构稳定性。
20.转动组件6包括转动电机61、转动杆62、承重底板63、支撑托板64、轨迹杆65和轨迹座66，转动电机61通过螺栓固定安装在安装基座9的顶部端面一侧中央，转动电机61的顶部一端通过联轴器安装有转动杆62，转动杆62的顶部一端固定安装有承重底板63，且承重底板63的顶部端面与燃烧器本体2的底部端面固定连接，承重底板63的端面开设有通风孔，支撑托板64固定安装在蓄热箱3的底部端面，且支撑托板64的底部端面中央固定安装有轨迹杆65，安装基座9的顶部端面另一侧中央固定安装有轨迹座66；轨迹座66的顶部端面开设有轨迹槽，且轨迹槽为弧形结构，轨迹杆65的底部一端插接安装在轨迹槽的内部，当蓄热箱3的角度进行调节时，会带动轨迹杆65的底部一端在轨迹槽的内部滑动，不仅具有支撑的效果，而且也具有限位的作用。
21.本发明的工作原理：使用时，通过安装基座9端面四周的连接架和定位孔将安装基座9安装固定，从而提高整体结构的连接稳定性；通过输气阀7和过滤组件8便于调节燃气输送量，当燃烧器本体2工作时，通过燃气枪1和烧嘴4能够将燃烧火焰以散射状喷出，通过蓄热箱3能够吸收由烧嘴4冲窑炉内吸收进入的气体热量；通过热成像仪5能够对窑炉温度情况进行监控，并通过转动组件6能够将燃烧器的喷射角度进行调整，转动电机61工作时，转
动电机61带动转动杆62转动，使得承重底板63能够带动燃烧器本体2进行转动，当燃烧器本体2转动时，使得蓄热箱3和烧嘴4喷射火焰的角度发生改变，当蓄热箱3转动时，蓄热箱3带动支撑托板64转动，使得支撑托板64底部的轨迹杆65在轨迹座66端面的轨迹槽内滑动，从而能够对承重底板63具有限位和支撑的效果; 通过在工业窑炉两侧布置2组以上燃烧器，通过窑炉中温度分布的实时测试，反馈给燃烧器以使其自动调整喷火角度、强度，从而达到精准控温。
22.参见图5，过滤组件8包括第一输气管81、燃气滤筒82、净化滤芯83、快拆法兰84和第二输气管85,燃气枪1的底部一端连接安装有第一输气管81，且输气阀7与第一输气管81连接，第一输气管81的底部一端设置有燃气滤筒82，燃气滤筒82的顶部和底部均设置有快拆法兰84，燃气滤筒82的顶部通过快拆法兰84与第一输气管81的底部一端固定连接，且燃气滤筒82的底部通过快拆法兰84固定连接有第二输气管85，燃气滤筒82的内壁端面固定安装有若干个净化滤芯83；通过过滤组件8能够有效将燃气中颗粒杂质进行过滤，有效提高燃气的燃烧质量。
23.本发明的工作原理：使用时，将外界燃气管道与第二输气管85进行连接，燃气通过快拆法兰84进入到燃气滤筒82的内部后，通过多个净化滤芯83对燃气进行过滤除杂，净化后的燃气通过第一输气管81进入到燃气枪1，从而便于燃气枪1进行燃烧；通过输气阀7能够调节燃气输送量。
24.一种铝合金工业窑炉燃烧器的衬体材料，选用耐烧蚀高温结构陶瓷材料制作成衬体基体，并在衬体基体的外侧和内侧进行涂层刷涂处理；选用zrb2、mosi2和玻璃粉作为基体外涂层的原料，上述原料的组分配比为，zrb248.53％、mosi221.47％、玻璃粉30％，将粉体制备的浆料喷雾造粒得到复合造粒粉，再通过感应等离子球化设备对造粒粉进行致密化处理，并将得到的球化粉在衬体基体的外表面进行等离子喷涂；选用zrb2、sic和玻璃粉作为基体内涂层的原料，上述原料的组分配比为，zrb261.87％、sic8.13％、玻璃粉30％，再添加tmah为分散剂、pva为粘接剂，去离子水为分散介质球磨6h，制备浆料涂刷于基体的内表面并干燥进行烧结处理。
25.本发明的工作原理：通过选用耐烧蚀高温结构陶瓷材料制作成衬体基体，能够保护金属部件免受高温、冲刷、冷热冲击等破坏，同时能够起到隔绝和保温作用，可以防止窑炉内、燃烧器内热量的大量散失和保障燃烧器内热量充分的转换；采用zrb2、sic、玻璃粉体制备的内涂层，以及利用zrb2、mosi2和玻璃粉体制备的外涂层，具有良好的封孔效果和烧结致密效果，从而有效提高衬体材料的抗烧蚀性能和耐高温效果，有效避免衬体材料发生氧化的情况，保护了衬体材料。
26.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。