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铝材行业设计与应用


铝熔炼技术现状及进展

●铝加工熔炼生产是铝加工行业能源及材料消耗最大的生产环节。

●熔化速率 吨铝能耗是熔炉两个最基本的能力指标

●铝熔炼技术的实质就是要通过合理的炉型设计及燃烧配置,实现以最小的能源消耗获取最大的铝熔化速率,从而达到熔炉设备利用率、能源利用率、材料利用率最优化的目的


铝熔炼生产几个基本认识

铝金属熔炼几个重要特性

●铝金属黑度比较小,吸热能力差,----需要强化对流传热。

●每公斤铝从入炉到出炉(730度)约需275千卡热量,其熔化潜热高达94千卡/公斤,----铝固液相变能量需求约占总有效热的34%

●铝熔炼生产过程是典型的周期性生产过程。----不同阶段对能源需求有很大差异

提高熔炉水平的几点指导性建议

●在加料期,缩短加料时间,提高装料作业率,可提高设备利用率并节约能源。

●在熔化期,加强火焰刚度及出口速度,提高火焰对铝锭的冲击能力,可加速熔铝锭的熔化速度。  

●在保温期,精确控制热负荷,以最小热量供应量实现保温效果,从而降低不必要的能源消耗。  

采用必要的熔体搅拌手段,可显著缩短熔化时间。


铝熔炉构造及近年技术进展

铝熔炉炉型概述

●园形顶开盖熔铝炉

加料作业效率高、火焰在炉内停留时间长,热效率高。厂房建设高、车间利用率低、顶加料作业烟气污染难解决。  

●矩形熔铝炉

车间利用率高,结构简单,烟气易收集。 加料难度作业大,  

●液压倾动式熔铝炉

熔体铸造产品质量好。投资大,厂房建设高。


园形顶开盖熔铝炉


矩形熔铝炉


近年主要的几点变化

●设备向大型化方向发展。----最大的铸棒用熔炉达60吨

●液压倾动炉应用增多。----保证铸造液面稳定性,满足高水平铸机要求。  

●熔池用耐材多样化,内衬全浇注应用逐年增多。---延长炉龄铸命,维护简单

●炉门开口宽度加大,----适应快速装料及扒渣操作。  

●蓄热式烧嘴系统成熔炉常用配置。----节能要求

●磁搅拌器大量应用。---提高产能及产品质量

●基本均配有收尘及烟气处理系统。---环保要求

●电气控制系统广泛采用PLC控制。---节能、安全性


熔炉钢结构要求

●良好结构钢性

●气密性

●架空炉底


熔炉用燃料

●轻柴油 热值:4.18×9600 kJ/KG

●重油 4.18×9800 kJ/KG

●天然气 4.18×8300 kJ/NM3  

●液化石油气 4.18×23000 kJ/NM3  

●城市煤气 4.18×3800 kJ/NM3 

●自制土煤气 4.18×1250 kJ/NM3


熔炉用燃烧器技术

●烧嘴能力

●出口速度

●火焰形状

●调节性能

●氮氧化物生成量


连续式调节的加热系统组成

1.燃气总管的压力调节、测量及安全系统

2.球阀

3.燃气电磁阀

4.空/燃比例阀接燃气电磁阀

5.手动调节旋塞

6.波纹管连接组件

7.燃气烧嘴

8.助燃风机

9.孔板接差压压力开关

10.压力开关

11.带保护按钮的压力表

12.空气碟阀接电动执行机构

13.空气流量调节碟阀

14.点火变压器和烧嘴自动控制器


原理

当燃气总管的压力调节、测量及安全切断系统(1)投入正常工作时,烧嘴的自动控制系统即可运行;烧嘴自动控制器(14)启动燃气电磁阀(3和4)打开;与此同时,点火变压器(14)接通,烧嘴(7)的喷孔附近出现点火火花;空气碟阀(12)处于点火开度,适量助燃风流向烧嘴(7)。通过空/燃比例阀(4)的导压管比例调节其燃气端的出口压力。随着热负荷的不断升高,电动碟阀(12)的开度会连续增加,而上升的助燃风压力经空/燃比例阀(4)的导压管促使燃气端的出口压力增大。燃气手动调节旋塞(5)和空气手动调节旋塞(13)调节最大的燃气、空气流量。

再生铝用熔炉技术

●侧井炉---用于块状废铝、铝屑熔化

●双室炉---用于块状废铝、铝屑熔化

●回转炉---用于铝渣、铝灰熔化回收



铝熔炉电气控制技术


熔炉电控系统基本概况

●控制系统是改善燃烧、降低能耗、保证工艺要求、提高产品产量和产量的重要保证,最终的目的是要实现燃烧设备流量、温度、压力、气氛等参数的自动检测及过程控制。  

●近年来,程控器在高水平火焰炉控制系统中应用较多,配以操作面板,可方便设定和修改工艺参数及过程控制参数。  

●控制系统包括:温度控制、压力控制、点火及火焰监测控制、热负荷调节控制、传动机械控制和安全联锁保护等


现阶段熔炉常用电控配置及控制要求

●智能仪表

●PLC+操作显示屏

●炉温自动控制

●铝液温度串级调节控制

●炉压自动调节控制

●参数设置

●报警显示及记录


铝熔炉生产操作与节能


几点有效的节能措施

●高效装料作业有利于提高设备产能、节约能源。  

●长火焰、较强的火焰刚度和较高的火焰喷出速度、冲击熔化可提高熔化速度,进而降低能源消耗。

●燃油烧嘴改善油雾化效果能节约能源。  

●熔炼周期内适时调整火焰大小能显著降低能源消耗量。  

●缩短精炼、扒渣、保温等工艺操作时间有利于节能。  

●采用磁搅拌器能有效提高熔化能力,进而节约能源。 



熔炼炉
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熔炼保温炉
熔铝炉
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