鋁加工熔煉生產是鋁加工行業能源及材料消耗最大的生 產環節。
熔化速率 噸鋁能耗是熔爐兩個最基本的能力指標, 鋁熔煉技術的實質就是要通過合理的爐型設計及燃燒配 置,實現以最小的能源消耗獲取最大的鋁熔化速率,從 而達到熔爐設備利用率、能源利用率、材料利用率最優 化的目的 第一部分 鋁熔煉生產幾個基本認識 鋁熔爐爐溫及能源分配模型 熔煉周期內爐料變化過程 鋁金屬熔煉幾個重要特性 鋁金屬黑度比較小,吸熱能力差,----需要強化對流傳 熱。
每公斤鋁從入爐到出爐(730度)約需275千卡熱量,其 熔化潛熱高達94千卡/公斤,----鋁固液相變能量需求約 占總有效熱的34% 鋁熔煉生產過程是典型的周期性生產過程。----不同階 段對能源需求有很大差異。 提高熔爐水平的幾點指導性建議在加料期,縮短加料時間,提高裝料作業率,可提高設 備利用率并節約能源。
在熔化期,加強火焰剛度及出口速度,提高火焰對鋁錠 的沖擊能力,可加速熔鋁錠的熔化速度。 在保溫期,精確控制熱負荷,以最小熱量供應量實現保 溫效果,從而降低不必要的能源消耗。 采用必要的熔體攪拌手段,可顯著縮短熔化時間。
第二部分 鋁熔爐構造及近年技術進展 鋁熔爐爐型概述園形頂開蓋熔鋁爐 加料作業效率高、火焰在爐內停留時間長,熱效率 高。
廠房建設高、車間利用率低、頂加料作業煙氣污 染難解決。 矩形熔鋁爐 車間利用率高,結構簡單,煙氣易收集。 加料難 度作業大, 液壓傾動式熔鋁爐 熔體鑄造產品質量好。投資大,廠房建設高。 頂加料園形熔鋁爐 矩形鋁熔煉爐 矩形熔爐設計圖 近年主要的幾點變化設備向大型化方向發展。----最大的鑄棒用熔爐達60噸 液壓傾動爐應用增多。----保證鑄造液面穩定性,滿足 高水平鑄機要求。 熔池用耐材多樣化,內襯全澆注應用逐年增多。---延 長爐齡鑄命,維護簡單 爐門開口寬度加大,----適應快速裝料及扒渣操作。 蓄熱式燒嘴系統成熔爐常用配置。----節能要求 磁攪拌器大量應用。---提高產能及產品質量 基本均配有收塵及煙氣處理系統。
---環保要求 電氣控制系統廣泛采用PLC控制。
---節能、安全性 熔爐鋼結構要求良好結構鋼性 氣密性 架空爐底 液壓傾動式熔爐通過高精度傾動速度控 制,實現鑄造流槽液面高 精度控制,精度在±2MM. 保證鑄造液面穩定性。
熔爐用耐火材料定型耐火材料 不定型耐火材料 保溫材料 近年來,整 個爐膛或熔池全 用不定形材料整 體施工案例增多 熔池不定形材料澆注施工熔池分倉澆注 支模 側墻砌筑及錨固 超大爐門口耐材結構處理爐口采用預制塊用螺栓吊掛在鋼橫梁,每塊預制件 均很小,膨脹量很小,不易出現開裂現象。 熔爐用燃料輕柴油 熱值:4.18×9600 kJ/KG 重油 4.18×9800 kJ/KG 天然氣 4.18×8300 kJ/NM3 液化石油氣 4.18×23000 kJ/NM3 城市煤氣 4.18×3800 kJ/NM3 自制土煤氣 4.18×1250 kJ/NM3 熔爐用燃燒器技術 燒嘴能力 出口速度 火焰形狀 調節性能 氮氧化物生成量 蓄熱式燒嘴技術 蓄熱式燒嘴應用適宜的安裝角 火焰形狀 火焰出口速度 火焰大小調節比 合理的配置及使用蓄熱式燒嘴技術,熔爐熱效率可 提高到65%以上。
熔爐收塵及煙氣處理系統 除塵系統應根據爐子工作狀態自動調節系統抽 風量,確保爐子工況穩定 。 再生鋁用熔爐技術 側井爐---用于塊狀廢鋁、鋁屑熔化 雙室爐---用于塊狀廢鋁、鋁屑熔化 回轉爐---用于鋁渣、鋁灰熔化回收 側井爐 雙室爐 回轉爐 第三部分 鋁熔爐電氣控制技術 熔爐電控系統基本概況控制系統是改善燃燒、降低能耗、保證工藝要求、提高 產品產量和產量的重要保證,最終的目的是要實現燃燒 設備流量、溫度、壓力、氣氛等參數的自動檢測及過程 控制。 近年來,程控器在高水平火焰爐控制系統中應用較多, 配以操作面板,可方便設定和修改工藝參數及過程控制 參數。
控制系統包括:溫度控制、壓力控制、點火及火焰監測 控制、熱負荷調節控制、傳動機械控制和安全聯鎖保護 等。 現階段熔爐常用電控配置及控制要求智能儀表 PLC+操作顯示屏 爐溫自動控制 鋁液溫度串級調節控制 爐壓自動調節控制 參數設置 報警顯示及記錄 熔爐爐壓自動調節控制爐壓控制直接關系到燃燒安全、能源消耗、設備長 期可靠運行等各個方面,是火焰爐工況的重要指標; 合理的火焰爐應實現微正壓操作;注意:蓄熱式燒嘴及 自身預熱式燒嘴本身 只能排出燃燒產物的 80~85%左右,因此還 應設有輔助排煙管路 及相應的調節閥,才 能實現微正壓控制。差壓變送器 PID 運算 電動調節閥
第四部分 先進的鋁熔爐配套裝置技術
磁攪拌器的選擇與應用電磁攪拌器 技術相對成熟,攪拌效果 好,運行成本高,配線配 管多。 永磁攪拌器 運行成本低,有退磁風險
關健點: --- 爐底厚度設計 --- 爐底結構強度 --- 通風散熱效果 爐底透氣磚技術 只允許氣體通過,阻止鋁熔體侵入,即使關掉氣源也不例外; 只允許氣體通過,阻止鋁熔體侵入,即使關掉氣源也不例外; 可應用于鋁熔煉、鋁精煉、鋁運輸各個階段, 可應用于鋁熔煉、鋁精煉、鋁運輸各個階段,固定式及傾動式爐 均可安裝,吹入的氣體可采用Ar, 均可安裝,吹入的氣體可采用 ,Cl2和N2。
優點: 大大提高鋁熔化速度( 大大提高鋁熔化速度(18~24%) ) 降低鋁液中氫氣濃度( 降低鋁液中氫氣濃度(40~60%) ) 熔體溫度均勻 渣量降低30~60% 渣量降低 透氣磚安裝 多功能裝料扒渣車軌道式,多臺爐共用 兼顧加料及扒渣、攪拌 適用大開門矩形爐 第五部分 鋁熔爐生產操作與節能 幾點有效的節能措施高效裝料作業有利于提高設備產能、節約能源。 長火焰、較強的火焰剛度和較高的火焰噴出速度、沖擊 熔化可提高熔化速度,進而降低能源消耗。 燃油燒嘴改善油霧化效果能節約能源。 熔煉周期內適時調整火焰大小能顯著降低能源消耗量。 縮短精煉、扒渣、保溫等工藝操作時間有利于節能。 采用磁攪拌器能有效提高熔化能力,進而節約能源。 提高鋁液轉注速度可明顯節約總能源消耗。 合理使用是熔爐節能最重要的環節 謝謝! 謝謝
熔化速率 噸鋁能耗是熔爐兩個最基本的能力指標, 鋁熔煉技術的實質就是要通過合理的爐型設計及燃燒配 置,實現以最小的能源消耗獲取最大的鋁熔化速率,從 而達到熔爐設備利用率、能源利用率、材料利用率最優 化的目的 第一部分 鋁熔煉生產幾個基本認識 鋁熔爐爐溫及能源分配模型 熔煉周期內爐料變化過程 鋁金屬熔煉幾個重要特性 鋁金屬黑度比較小,吸熱能力差,----需要強化對流傳 熱。
每公斤鋁從入爐到出爐(730度)約需275千卡熱量,其 熔化潛熱高達94千卡/公斤,----鋁固液相變能量需求約 占總有效熱的34% 鋁熔煉生產過程是典型的周期性生產過程。----不同階 段對能源需求有很大差異。 提高熔爐水平的幾點指導性建議在加料期,縮短加料時間,提高裝料作業率,可提高設 備利用率并節約能源。
在熔化期,加強火焰剛度及出口速度,提高火焰對鋁錠 的沖擊能力,可加速熔鋁錠的熔化速度。 在保溫期,精確控制熱負荷,以最小熱量供應量實現保 溫效果,從而降低不必要的能源消耗。 采用必要的熔體攪拌手段,可顯著縮短熔化時間。
第二部分 鋁熔爐構造及近年技術進展 鋁熔爐爐型概述園形頂開蓋熔鋁爐 加料作業效率高、火焰在爐內停留時間長,熱效率 高。
廠房建設高、車間利用率低、頂加料作業煙氣污 染難解決。 矩形熔鋁爐 車間利用率高,結構簡單,煙氣易收集。 加料難 度作業大, 液壓傾動式熔鋁爐 熔體鑄造產品質量好。投資大,廠房建設高。 頂加料園形熔鋁爐 矩形鋁熔煉爐 矩形熔爐設計圖 近年主要的幾點變化設備向大型化方向發展。----最大的鑄棒用熔爐達60噸 液壓傾動爐應用增多。----保證鑄造液面穩定性,滿足 高水平鑄機要求。 熔池用耐材多樣化,內襯全澆注應用逐年增多。---延 長爐齡鑄命,維護簡單 爐門開口寬度加大,----適應快速裝料及扒渣操作。 蓄熱式燒嘴系統成熔爐常用配置。----節能要求 磁攪拌器大量應用。---提高產能及產品質量 基本均配有收塵及煙氣處理系統。
---環保要求 電氣控制系統廣泛采用PLC控制。
---節能、安全性 熔爐鋼結構要求良好結構鋼性 氣密性 架空爐底 液壓傾動式熔爐通過高精度傾動速度控 制,實現鑄造流槽液面高 精度控制,精度在±2MM. 保證鑄造液面穩定性。
熔爐用耐火材料定型耐火材料 不定型耐火材料 保溫材料 近年來,整 個爐膛或熔池全 用不定形材料整 體施工案例增多 熔池不定形材料澆注施工熔池分倉澆注 支模 側墻砌筑及錨固 超大爐門口耐材結構處理爐口采用預制塊用螺栓吊掛在鋼橫梁,每塊預制件 均很小,膨脹量很小,不易出現開裂現象。 熔爐用燃料輕柴油 熱值:4.18×9600 kJ/KG 重油 4.18×9800 kJ/KG 天然氣 4.18×8300 kJ/NM3 液化石油氣 4.18×23000 kJ/NM3 城市煤氣 4.18×3800 kJ/NM3 自制土煤氣 4.18×1250 kJ/NM3 熔爐用燃燒器技術 燒嘴能力 出口速度 火焰形狀 調節性能 氮氧化物生成量 蓄熱式燒嘴技術 蓄熱式燒嘴應用適宜的安裝角 火焰形狀 火焰出口速度 火焰大小調節比 合理的配置及使用蓄熱式燒嘴技術,熔爐熱效率可 提高到65%以上。
熔爐收塵及煙氣處理系統 除塵系統應根據爐子工作狀態自動調節系統抽 風量,確保爐子工況穩定 。 再生鋁用熔爐技術 側井爐---用于塊狀廢鋁、鋁屑熔化 雙室爐---用于塊狀廢鋁、鋁屑熔化 回轉爐---用于鋁渣、鋁灰熔化回收 側井爐 雙室爐 回轉爐 第三部分 鋁熔爐電氣控制技術 熔爐電控系統基本概況控制系統是改善燃燒、降低能耗、保證工藝要求、提高 產品產量和產量的重要保證,最終的目的是要實現燃燒 設備流量、溫度、壓力、氣氛等參數的自動檢測及過程 控制。 近年來,程控器在高水平火焰爐控制系統中應用較多, 配以操作面板,可方便設定和修改工藝參數及過程控制 參數。
控制系統包括:溫度控制、壓力控制、點火及火焰監測 控制、熱負荷調節控制、傳動機械控制和安全聯鎖保護 等。 現階段熔爐常用電控配置及控制要求智能儀表 PLC+操作顯示屏 爐溫自動控制 鋁液溫度串級調節控制 爐壓自動調節控制 參數設置 報警顯示及記錄 熔爐爐壓自動調節控制爐壓控制直接關系到燃燒安全、能源消耗、設備長 期可靠運行等各個方面,是火焰爐工況的重要指標; 合理的火焰爐應實現微正壓操作;注意:蓄熱式燒嘴及 自身預熱式燒嘴本身 只能排出燃燒產物的 80~85%左右,因此還 應設有輔助排煙管路 及相應的調節閥,才 能實現微正壓控制。差壓變送器 PID 運算 電動調節閥
第四部分 先進的鋁熔爐配套裝置技術
磁攪拌器的選擇與應用電磁攪拌器 技術相對成熟,攪拌效果 好,運行成本高,配線配 管多。 永磁攪拌器 運行成本低,有退磁風險
關健點: --- 爐底厚度設計 --- 爐底結構強度 --- 通風散熱效果 爐底透氣磚技術 只允許氣體通過,阻止鋁熔體侵入,即使關掉氣源也不例外; 只允許氣體通過,阻止鋁熔體侵入,即使關掉氣源也不例外; 可應用于鋁熔煉、鋁精煉、鋁運輸各個階段, 可應用于鋁熔煉、鋁精煉、鋁運輸各個階段,固定式及傾動式爐 均可安裝,吹入的氣體可采用Ar, 均可安裝,吹入的氣體可采用 ,Cl2和N2。
優點: 大大提高鋁熔化速度( 大大提高鋁熔化速度(18~24%) ) 降低鋁液中氫氣濃度( 降低鋁液中氫氣濃度(40~60%) ) 熔體溫度均勻 渣量降低30~60% 渣量降低 透氣磚安裝 多功能裝料扒渣車軌道式,多臺爐共用 兼顧加料及扒渣、攪拌 適用大開門矩形爐 第五部分 鋁熔爐生產操作與節能 幾點有效的節能措施高效裝料作業有利于提高設備產能、節約能源。 長火焰、較強的火焰剛度和較高的火焰噴出速度、沖擊 熔化可提高熔化速度,進而降低能源消耗。 燃油燒嘴改善油霧化效果能節約能源。 熔煉周期內適時調整火焰大小能顯著降低能源消耗量。 縮短精煉、扒渣、保溫等工藝操作時間有利于節能。 采用磁攪拌器能有效提高熔化能力,進而節約能源。 提高鋁液轉注速度可明顯節約總能源消耗。 合理使用是熔爐節能最重要的環節 謝謝! 謝謝