CN110042250B - 冷铝渣再生循环利用***及冷铝渣再生方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种冷铝渣再生循环利用***及冷铝渣再生方法，包括回转炉、冷却桶、筛选机和控制装置，回转炉为一端开口的卧式炉体，用于加热冷铝渣从而回收铝水，回转炉不设置燃烧器或其他燃烧装置，回转炉设置有内壁和外壁，内壁上设置有碳化硅浇筑料层，碳化硅浇筑料层内固定设置有若干个无线控制温度传感器，均匀分布在回转炉内壁的圆周上，冷灰桶将分离出铝水后的热灰渣放入冷灰桶内进行冷却形成冷灰渣，筛选机设置在冷灰桶后端，冷灰渣在筛选机内被筛选成粒铝、细灰和细铝。使用本发明的冷铝渣再生循环利用***对冷铝渣进行再生处理，能耗低，每吨铝可以减少大约100立方天然气。
Description
技术领域
本发明属于废料处理技术领域，具体涉及一种冷铝渣再生循环利用***及冷铝渣再生方法。
背景技术
铝，是一种化学元素。它的化学符号是Al，它的原子序数是13。铝元素在地壳中的含量仅次于氧和硅，居第三位，是地壳中含量最丰富的金属元素。在金属品种中，仅次于钢
铁，为第二大类金属。至19世纪末，铝才崭露头角，成为在工程应用中具有竞争力的金属，且风行一时。铝的应用极为广泛，航空、建筑、汽车三大重要工业的发展，要求材料特性具有铝及其合金的独特性质，这就大大有利于这种新金属铝的生产和再生应用。
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，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。
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铝渣，但热铝渣无法通过在回转炉内进行一次处理就能实现高的铝回收率，必须经过分筛然后再次进行回收处理，不断地重复才能实现将铝渣中的绝大多数铝都回收出来，因此，这就需要对冷铝渣进行再生加工。
对冷铝渣进行再生处理过程中，由于现有技术中的回转炉没有自动温控，都是靠人工通过肉眼观察火焰来判断回转炉内的温度，这就要求工人对铝燃烧的过程非常熟练才能比较精准的把握控制温度，但即便是再熟练的工人，判定温度也是滞后的，所以靠人工判断温度的铝烧损大概有10-30%之间，同时，对于冷铝渣再生处理企业来说，这样熟练的工人工资非常高，且有很大的人员流动风险。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述缺点，提供一种冷铝渣再生循环利用***，本***的自动化程度高，回转炉自动温控、冷灰自动添加，实现了铝回收率的提高并达到了节能的效果，通过使用本***对冷铝渣进行处理再生的方法可以极大地降低对人工技术的要求且减少了人工使用数量，为企业降低用人成本。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下，包括：
回转炉，一端开口的卧式炉体，用于加热冷铝渣从而回收铝水，回转炉不设置燃烧器或其他燃烧装置。
冷灰桶，将分离出铝水后的热灰渣放入冷灰桶内进行冷却形成冷灰渣。
筛选机，设置在冷灰桶后端，冷灰渣在筛选机内被筛选成粒铝、细灰和细铝。
控制装置，控制整套***的运作，控制装置如何控制***中的各项运动是通过PLC编程来实现的。
筛选机的后端设置有灰箱、细铝箱和铝粒箱，筛选机与灰箱之间设置有第一输送机，筛选机与铝粒箱之间设置有第二输送机，筛选机与细铝箱之间设置有第三输送带，灰箱的底部设置有第一提升机，第一提升机内设置有使第一提升机运作的电机，第一提升机上端部的下方设置有第一出料管，细铝箱的底部设置有第二提升机，第二提升机上端部的下方设置有第二出料管，第一出料管和第二出料管的下方设置有螺杆输送机且螺杆输送机可实现与第一出料管、第二出料管相合或分离的选择，螺杆输送机伸入回转炉未开口的一端内，同时，螺杆输送机可从回转炉内退出，回转炉在未开口的一端上设置有可让螺杆输送机伸入的通孔。
回转炉设置有内壁和外壁，内壁上设置有碳化硅浇筑料层，碳化硅浇筑料层内固定设置有若干个温度传感器，温度传感器的信号输出采用无线输出模式。
在本发明中，进一步的，螺杆输送机包括固定架、电机、进料管和双孔接料斗，电机的输出轴上通过联轴器固定设置有螺杆，螺杆设置在进料管内，固定架内设置有轨道，固定架上设置有可在轨道内移动的支架，电机、进料管均固定设置在支架上，双孔接料斗固定设置在进料管上并与进料管连通，双孔接料斗的上端面和靠近回转炉的一侧面上开设有两个L形缺口。
在本发明中，进一步的，第一出料管的下端面上设置有与双孔接料斗的L形缺口相匹配的第一定位块，第二出料管的下端面上设置有与双孔接料斗的L形缺口相匹配的第二定位块。
在本发明中，进一步的，固定架内设置有液压缸，液压缸的液压杆与支架固定连接从而使支架实现在固定架的轨道内移动。
在本发明中，进一步的，若干个温度传感器均匀分布在回转炉内壁的圆周上。
在本发明中，进一步的，还包括自动扒渣装置，自动扒渣装置设置在回转炉开口的一端侧。
回转炉固定设置在底座上，底座上设置有使回转炉旋转的动力装置，还设置有使回转炉倾斜的液压缸。
本发明的冷铝渣再生方法，包括以下步骤：
在回转炉中加入冷铝渣，使用叉车往回转炉中加入少量热铝渣，通过控制***控制回转炉开启旋转，回转炉旋转使得热铝渣中的少量铝与氧气接触从而形成氧化反应产生热量。
当回转炉内的温度传感器感应到回转炉内壁的平均温度达到900℃时，控制***自动控制回转炉降低旋转的速度，并启动螺杆输送机内液压缸的液压杆朝向回转炉方向运动，使得双孔接料斗与第一出料管、第二出料管接合且进料管伸入回转炉内，控制液压缸停止运动同时启动螺杆输送机和第一提升机，第一提升机将灰箱内的细灰提升至双孔接料斗内，再通过螺杆的作用输送至回转炉内，当回转炉内的温度传感器感应到回转炉内壁的平均温度降至700℃时，停止输送细灰，第一提升机关闭运作。
启动第二提升机运动，第二提升机将细铝箱内的细铝提升至双孔接料斗内，再通过螺杆的作用输送至回转炉内，同时，控制***自动控制加快回转炉的旋转速度，使得回转炉内未分离的铝渣继续进行加热分离，当回转炉内的温度传感器感应到回转炉内壁的平均温度升至900℃时，控制***控制第二提升机停止输送细铝，第二提升机关闭运作，接着重复输送细灰的动作。
当回转炉内热灰渣和铝水达到一定量时，控制***控制伸入在回转炉内的螺杆输送机停止运作，并使进料管退出回转炉，通过控制***使回转炉的开口端朝下倾斜，使铝水从回转炉内倒出至容器内，控制倾斜角度使铝水基本倾倒完全后，恢复回转炉为水平位置，控制回转炉反向旋转，从而使得回转炉内分离出铝水后的热灰渣大部分排出回转炉外的容器小车内，剩余部分热灰继续加入冷灰，进行连续生产，容器小车由人工开至冷灰桶处，并将分离出铝水后的热灰渣加入到冷灰桶内。
冷灰桶、筛分机、第一输送机、第二输送机和第三输送机启动运作，冷灰桶对分离出铝水后的热灰渣进行冷却形成冷灰渣，冷灰渣在筛选机内被筛选成粒铝、细灰和细铝，粒铝在第二输送机的作用下进入铝粒箱内，细灰在第一输送机的作用下进入灰箱内，细铝在第三输送机的作用下进入细铝箱内，灰箱内的细灰细铝被用于给回转炉降温，细铝被用于给回转炉提供燃烧的原料。
本发明的有益效果是：（1）回转炉实现温控，温度传感器检测内壁温度，准确度高；（2）冷灰根据回转炉的温度自动添加，使得回转炉内的温度不会因为过高而导致铝烧损；（3）细铝根据根据回转炉内的温度自动添加，为燃烧提供原料；（4）回转炉不设置燃烧器，使用热铝渣为回转炉提供热能，对于铝回收企业来说，热铝渣是随时都能获取的，采用热铝渣加热冷铝渣的方式能耗低，每吨铝可以减少大约100立方天然气。
附图说明
为了更清楚地说明本发明中的技术方案，下面对实施例描述中所使用的附图及附图标记做简单介绍。
图1为本发明冷铝渣再生循环利用***的俯视图。
图2为灰箱、细铝箱、第一提升机、第二提升机和螺杆输送机的结构示意图。
图3为灰箱、细铝箱、第一提升机、第二提升机、螺杆输送机和回转炉的结构示意图。
附图标记说明：1-回转炉、2-冷灰桶、3-筛选机、4-无线控制温度传感器、5-灰箱、6-铝粒箱、7-第一输送机、8-第二输送机、9-第一提升机、10-第一出料管、11-螺杆输送机、12-固定架、13-电机、14-进料管、15-双孔接料斗、16-螺杆、17-支架、18-第一定位块、21-细铝箱、22-第三输送机、23-第二提升机、24-第二出料管、25-第二定位块。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例（根据实施例），对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
参见图1-3，在本发明实施例中，包括回转炉1、冷灰桶2、筛选机3和控制装置，回转炉1为一端开口的卧式炉体，用于加热冷铝渣从而回收铝水，回转炉1不设置燃烧器或其他燃烧装置，回转炉1设置有内壁和外壁，内壁上设置有碳化硅浇筑料层，碳化硅浇筑料层内固定设置有若干个无线控制温度传感器4，均匀分布在回转炉1内壁的圆周上。冷灰桶2将分离出铝水后的热灰渣放入冷灰桶内进行冷却形成冷灰渣，筛选机3设置在冷灰桶2后端，冷灰渣在筛选机3内被筛选成粒铝、细灰和细铝。
控制装置，控制整套***的运作，控制装置如何控制***中的各项运动是通过PLC编程来实现的。
筛选机3的后端设置有灰箱5、细铝箱21和铝粒箱6，筛选机3与灰箱5之间设置有第一输送机7，筛选机3与铝粒箱6之间设置有第二输送机8，筛选机3与细铝箱21之间设置有第三输送机22，灰箱5的底部设置有第一提升机9，第一提升机9上端部的下方设置有第一出料管10，细铝箱21的底部设置有第二提升机23，第二提升机23上端部的下方设置有第二出料管24，第一出料管10和第二出料管24的下方设置有螺杆输送机11且螺杆输送机11可实现与第一出料管10、第二出料管24相合或分离的选择，螺杆输送机11伸入回转炉1未开口的一端内，同时，第一螺杆输送机11可从回转炉1内退出，回转炉1在未开口的一端上设置有可让螺杆输送机11伸入的通孔。
螺杆输送机11包括固定架12、电机13、进料管14和双孔接料斗15，电机13的输出轴上通过联轴器固定设置有螺杆16，螺杆16设置在进料管14内，固定架12内设置有轨道，固定架12上设置有可在轨道内移动的支架17，电机13、进料管14均固定设置在支架17上，双孔接料斗15固定设置在进料管14上并与进料管14连通，双孔接料斗15的上端面和靠近回转炉1的一侧面上开设有两个L形缺口。
第一出料管10的下端面上设置有与双孔接料斗15的L形缺口相匹配的第一定位块18，第二出料管24的下端面上设置有与双孔接料斗15的L形缺口相匹配的第二定位块25。
固定架12内设置有液压缸，液压缸的液压杆与支架17固定连接从而使支架17实现在固定架12的轨道内移动。
还包括自动扒渣装置，自动扒渣装置设置在回转炉1开口的一端侧。在本***中设置自动扒渣装置可以进一步地提高整套***的自动化，无需人工操控扒渣，但关于扒渣的时机控制对于回转炉对铝的再生回收率的影响并不会太大，不使用自动扒渣装置，而使用人工观察回转炉内的量适当的进行扒渣，对于工人的要求不高，人工成本也并不会很大。
本发明的冷铝渣再生方法，包括以下步骤：
在回转炉1中加入冷铝渣，使用叉车往回转炉1中加入少量热铝渣，通过控制***控制回转炉1开启旋转，回转炉1旋转使得热铝渣中的少量铝与氧气接触从而形成氧化反应产生热量。
当回转炉1内的无线控制温度传感器4感应到回转炉1内壁的平均温度达到900℃时，控制***自动控制回转炉1停止旋转，并启动螺杆输送机11内液压缸19的液压杆朝向回转炉1方向运动，使得双孔接料斗15与第一出料管10、第二出料管24接合且进料管14伸入回转炉1内，控制液压缸19停止运动同时启动螺杆输送机11和第一提升机9，第一提升机9将灰箱5内的细灰提升至双孔接料斗15内，再通过螺杆16的作用输送至回转炉1内，当回转炉1内的无线控制温度传感器感4应到回转炉1内壁的平均温度降至700℃时，停止输送细灰，第一提升机9关闭运作。
启动第二提升机23运动，第二提升机23将细铝箱21内的细铝提升至双孔接料斗15内，再通过螺杆30的作用输送至回转炉1内，同时，控制***自动控制加快回转炉1的旋转速度，使得回转炉1内未分离的铝渣继续进行加热分离，当回转炉1内的无线控制温度传感器4感应到回转炉1内壁的平均温度升至900℃时，控制***控制第二提升机23停止输送细铝，第二提升机23关闭运作，接着重复输送细灰的动作。
当回转炉1内热灰渣和铝水达到一定量时，控制***控制伸入在回转炉1内的螺杆输送机11停止运作，并使进料管14退出回转炉1，通过控制***使回转炉1的开口端朝下倾斜，使铝水从回转炉1内倒出至容器内，控制倾斜角度使铝水基本倾倒完全后，恢复回转炉1为水平位置，控制回转炉1反向旋转，从而使得回转炉1内分离出铝水后的热灰渣大部分排出回转炉1外的容器小车内，剩余部分热灰继续加入冷灰，进行连续生产，容器小车由人工开至冷灰桶2处，并将分离出铝水后的热灰渣加入到冷灰桶2内。
冷灰桶2、筛分机3、第一输送机7、第二输送机8和第三输送机22启动运作，冷灰桶2对分离出铝水后的热灰渣进行冷却形成冷灰渣，冷灰渣在筛选机3内被筛选成粒铝、细灰和细铝，粒铝在第二输送机8的作用下进入铝粒箱6内，细灰在第一输送机7的作用下进入灰箱5内，细铝在第三输送机22的作用下进入细铝箱内，灰箱5内的细灰被用于给回转炉1降温，细铝被用于给回转炉1提供燃烧的原料。
本发明的有益效果是：（1）回转炉实现温控，温度传感器检测内壁温度，准确度高；（2）冷灰根据回转炉的温度自动添加，使得回转炉内的温度不会因为过高而导致铝烧损；（3）细铝根据根据回转炉内的温度自动添加，为燃烧提供原料；（4）回转炉不设置燃烧器，使用热铝渣为回转炉提供热能，对于铝回收企业来说，热铝渣是随时都能获取的，采用热铝渣加热冷铝渣的方式能耗低，每吨铝可以减少大约100立方天然气。
应当指出，上述描述了本发明的实施例。然而，本领域技术的技术人员应该理解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明范围的前提下本发明还会有多种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。
Claims (7)
1.一种冷铝渣再生循环利用***，其特征在于，包括：
回转炉，一端开口的卧式炉体，用于加热冷铝渣从而回收铝水，该回转炉不设置燃烧器或其他燃烧装置；
冷灰桶，将分离出铝水后的热灰渣放入冷灰桶内进行冷却形成冷灰渣；
筛选机，设置在冷灰桶后端，冷灰渣在筛选机内被筛选成粒铝、细灰和细铝；
控制装置，控制整套装置的运作；
所述筛选机的后端设置有灰箱、细铝箱和铝粒箱，所述筛选机与灰箱之间设置有第一输送机，所述筛选机与铝粒箱之间设置有第二输送机，所述筛选机与细铝箱之间设置有第三输送带，所述灰箱的底部设置有第一提升机，所述第一提升机上端部的下方设置有第一出料管，所述细铝箱的底部设置有第二提升机，所述第二提升机上端部的下方设置有第二出料管，所述第一出料管和第二出料管的下方设置有螺杆输送机且螺杆输送机可实现与第一出料管、第二出料管相合或分离的选择，所述螺杆输送机可伸入回转炉未开口的一端内，同时，所述第一螺杆输送机可从回转炉内退出，所述回转炉在未开口的一端上设置有可让螺杆输送机伸入的通孔；
所述回转炉设置有内壁和外壁，所述内壁上设置有碳化硅浇筑料层，所述碳化硅浇筑料层内设置有若干个温度传感器，所述温度传感器的信号输出采用无线输出模式。
2.根据权利要求1所述的冷铝渣再生循环利用***，其特征在于：所述螺杆输送机包括固定架、电机、进料管和双孔接料斗，所述电机的输出轴上通过联轴器固定设置有螺杆，所述螺杆设置在进料管内，所述固定架内设置有轨道，所述固定架上设置有可在轨道内移动的支架，所述电机、进料管均固定设置在支架上，所述双孔接料斗固定设置在进料管上并与进料管连通，所述双孔接料斗的上端面和靠近回转炉的一侧面上开设有两个L形缺口。
3.根据权利要求2所述的冷铝渣再生循环利用***，其特征在于：所述第一出料管的下端面上设置有与双孔接料斗的L形缺口相匹配的第一定位块，所述第二出料管的下端面上设置有与双孔接料斗的L形缺口相匹配的第二定位块。
4.根据权利要求2所述的冷铝渣再生循环利用***，其特征在于：所述固定架内设置有液压缸，该液压缸的液压杆与支架固定连接从而使支架实现在固定架的轨道内移动。
5.根据权利要求1所述的冷铝渣再生循环利用***，其特征在于：若干个所述温度传感器均匀分布在回转炉内壁的圆周上。
6.根据权利要求1-5中任意一项所述的一种冷铝渣再生循环利用***，其特征在于：还包括自动扒渣装置，所述自动扒渣装置设置在回转炉开口的一端侧。
7.使用权利要求1-5中任意一项所述的冷铝渣再生方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
在回转炉中加入冷铝渣，使用叉车往回转炉中加入少量热铝渣，通过控制***控制回转炉开启旋转，回转炉旋转使得热铝渣中的少量铝与氧气接触从而形成氧化反应产生热量；
当回转炉内的温度传感器感应到回转炉内壁的平均温度达到900℃时，控制***自动控制降低回转炉的旋转速度，并启动螺杆输送机内液压缸的液压杆朝向回转炉方向运动，使得双孔接料斗与第一出料管和第二出料管接合且进料管伸入回转炉内，控制液压缸停止运动同时启动螺杆输送机内的螺杆运动和第一提升机运动，第一提升机将灰箱内的细灰提升至双孔接料斗内，再通过螺杆的作用输送至回转炉内，当回转炉内的温度传感器感应到回转炉内壁的平均温度降至700℃时，停止输送细灰，第一提升机关闭运作；
启动第二提升机运动，第二提升机将细铝箱内的细铝提升至双孔接料斗内，再通过螺杆的作用输送至回转炉内，同时，控制***自动控制加快回转炉的旋转速度，使得回转炉内未分离的铝渣继续进行加热分离，当回转炉内的温度传感器感应到回转炉内壁的平均温度升至900℃时，控制***控制第二提升机停止输送细铝，第二提升机关闭运作同时开启第一提升机，接着重复输送细灰的动作；
当回转炉内热灰渣和铝水达到一定量时，控制***控制伸入在回转炉内的螺杆输送机停止运作，并使进料管退出回转炉，通过控制***使回转炉的开口端朝下倾斜，使铝水从回转炉内倒出至容器内，控制倾斜角度使铝水基本倾倒完全后，恢复回转炉为水平位置，控制回转炉反向旋转，从而使得回转炉内分离出铝水后的热灰渣大部分排出回转炉外的容器小车内，剩余部分热灰继续加入冷灰，进行连续生产，容器小车由人工开至冷灰桶处，并将分离出铝水后的热灰渣加入到冷灰桶内；
冷灰桶、筛分机、第一输送机、第二输送机和第三输送机启动运作，冷灰桶对分离出铝水后的热灰渣进行冷却形成冷灰渣，冷灰渣在筛选机内被筛选成粒铝、细灰和细铝，粒铝在第二输送机的作用下进入铝粒箱内，细灰在第一输送机的作用下进入灰箱内，细铝在第三输送机的作用下进入细铝箱内，灰箱内的细灰被用于给回转炉降温，细铝被用于给回转炉提供燃烧的原料。
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