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鋁熔煉應(yīng)用電磁攪拌器的節(jié)能分析

來源:中國幕墻網(wǎng)收集整理  作者:*  日期:2008-10-23  頁面功能 【字體: 】【打印】【投稿】【評論

 
    在應(yīng)用電磁攪拌器以后,電解鋁廠的合金生產(chǎn)技術(shù)指標(biāo)達(dá)到國內(nèi)先進(jìn)水平,節(jié)約了能源、降低了成本、增強(qiáng)了市場競爭力,大大提高了其生存能力。現(xiàn)將其《鋁合金爐節(jié)能技術(shù)研究》中的一些材料摘錄如下:

  設(shè)計(jì)報(bào)告

  先進(jìn)的工藝裝備必須與高水平的快速熔煉工藝相結(jié)合,才能獲得較高的綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。在保證熔體質(zhì)量的前提下盡量提高熔化速度。從節(jié)能的角度來看,各項(xiàng)無效熱損失均隨時(shí)間的延長而增加。因此縮短金屬熔煉各環(huán)節(jié)的操作時(shí)間,可以提高爐子的生產(chǎn)率,降低能耗,具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益。

  爐料的加熱熔化占整個(gè)熔煉時(shí)間的70%-80%左右,這是煉鋁中耗能最大的過程。應(yīng)加大熱負(fù)荷以實(shí)現(xiàn)強(qiáng)制熔化,來提高熔爐的熔化能力。熔化時(shí),熔體表面層與爐底相接觸部分底溫差達(dá)200°C左右,未熔化的處于爐底,如不及使攪拌,則會延長熔化時(shí)間,而表面熔體過燒。因此,必須對熔體進(jìn)行攪拌,加強(qiáng)對流傳熱,加速爐底部分的爐料熔化。同時(shí)液面溫度變低,與高溫燃燒氣體溫差加大,有利于加速熱的交換,實(shí)踐證明,強(qiáng)制攪拌后,熔體內(nèi)上下溫差由200°C降至10°C左右,并為合金元素的均勻化創(chuàng)造了良好的動(dòng)力學(xué)條件。電磁攪拌可以在熔體量很少的情況下工作,可提高熔化率10-45%,電磁設(shè)備容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化,并可按給定的程序進(jìn)行工作。

  爐底感應(yīng)方式電磁攪拌器是一種完全不與鋁溶液接觸而靠電磁力對鋁液進(jìn)行攪拌的裝置,該設(shè)備可完全可以代替人工及機(jī)械等外力攪拌裝置,基本實(shí)現(xiàn)閉門操作,能夠提高各種和金的整體均勻性,縮短熔化時(shí)間,減少金屬燒損,提高產(chǎn)品的質(zhì)量。

  本公司采用一套平板式爐底攪拌裝置通過感應(yīng)器的行走對兩臺攪拌爐進(jìn)行攪拌,大大降低了設(shè)備成本。

  工業(yè)應(yīng)用報(bào)告

  熔煉 試驗(yàn)過程記錄

  物料準(zhǔn)備根據(jù)計(jì)算及原料的情況,準(zhǔn)備用料共計(jì)9946kg,熔煉過程見表1

  表1 熔煉記錄(ZL102)

  步驟 時(shí)間 爐內(nèi)情況 操作

  1 9:20 空爐750℃

  2 9:20-9:40 固體料 加切頭3252kg、加鋁錠3210kg、點(diǎn)燃兩個(gè)燃燒器開始熔化

  3 10:20 開始熔化 停火、加入30kg覆蓋劑,點(diǎn)火,繼續(xù)熔化

  4 11:20 熔化全部 開電磁攪拌10分鐘

  5 11:35 全部熔化 測溫695℃,停火,準(zhǔn)備加剩余部分料

  6 11:50 有固體 加入剩余鋁錠3295kg,加入ZLD102合金187kg,加完后點(diǎn)火熔化。

  7 12:20 全部熔化 開電磁攪拌10分鐘

  8 12:30 全部熔化 測溫736℃

  9 12:45 全部熔化 取樣送分析

  10 13:00 全部熔化 分析合格,凈化,把渣

  11 13:20 全部熔化 開始鑄造,鑄造爐內(nèi)溫度731℃

  電磁攪拌器試驗(yàn)

  電磁攪拌器試驗(yàn)在熔煉爐中進(jìn)行,設(shè)備運(yùn)行良好,攪拌力分四個(gè)擋次可調(diào),從目測和取樣分析看,攪拌效果很好,同時(shí)可以明顯縮短熔煉時(shí)間和減少燒損。

  攪拌效果

  1 鋁合金質(zhì)量

  整爐合金液成分偏差小于0.3%,從而提高了鋁合金的質(zhì)量。表2為合金成分抽樣分析報(bào)告。

  表2ZL102合金成分抽樣分析報(bào)告%

  樣本號 Si Fe Cu Al

  1 11.5 0.48 <0.005 余量

  2 11.6 0.47 <0.005 余量

  3 11.4 0.47 <0.005 余量

  4 11.4 0.49 <0.005 余量

  5 11.3 0.48 <0.005 余量

  6 11.5 0.46 <0.005 余量

  7 11.4 0.49 <0.005 余量

  8 11.3 0.49 <0.005 余量

  9 11.6 0.50 <0.005 余量

  10 11.4 0.48 <0.005 余量

  11 11.5 0.49 <0.005 余量

  12 11.5 0.48 <0.005 余量

  2 熔體溫差小

  通常上部加熱的熔體,再不進(jìn)行攪拌的情況下,每100毫米熔體深度,其上下溫差可達(dá)20°經(jīng)電磁攪拌15分鐘,實(shí)測其溫差一般為10°C左右。實(shí)測情況如下表3表4:

  表3未實(shí)施電磁攪拌熔體表層和底層溫度(°C)

  樣本號 表層 低層 溫差

  1 793 687 106

  2 805 698 107

  3 800 702 98

  4 810 695 115

  5 806 690 116

  平均 803 694 109

  表4電磁攪拌15分鐘熔體表層和底層溫度(°C)

  樣本號 表層 低層 溫差

  1 755 745 10

  2 750 744 6

  3 746 743 3

  4 748 745 3

  5 750 744 6

  平均 750 744 6

  3 不污染熔體

  電磁攪拌未非接觸攪拌,因此攪拌過程不會對熔體帶來污染,這對于保持原有的合金成分,控制鐵的含量有重要意義。

  4 縮短熔煉時(shí)間,提高設(shè)備的生產(chǎn)能力

  由于電磁攪拌器可以對熔體實(shí)施充分?jǐn)嚢瑁谷垠w溫度均勻,合金成分能很好的擴(kuò)散,促進(jìn)了熔體的傳質(zhì)和傳熱,因而可縮短熔煉時(shí)間。熔煉一爐次成份合格的ZL102合金縮短熔煉時(shí)間20%以上,設(shè)備的生產(chǎn)能力得到了提高。

  5 可以降低能源消耗

  與以前使用的人工攪拌方法不同,由于采用電磁攪拌時(shí)不必打開熔化爐爐門,因而可以減少熱損失。另外,可以在低溫下進(jìn)行熔化,因而可以降低爐內(nèi)的氣體溫度,從而減少廢氣的熱損失和通過爐壁的散熱損失。此外,由于縮短了熔化時(shí)間,且由于熔體溫度均勻,在熔煉過程中可降低熔體溫度50°C,能源消耗可降低20%以上。

  6 可減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度

  電磁攪拌器操作簡單容易,運(yùn)行時(shí)爐內(nèi)不須停電和開啟爐門,工人的勞動(dòng)強(qiáng)度和工作環(huán)境得到改善。

  7 油耗及金屬平衡

  9:20點(diǎn)火前燃油流量計(jì)示數(shù)237589升,13:20示數(shù)為238501升,第一次試驗(yàn)過程共用重柴油912升,大約729.6kg。平均油耗73.36kg/t-AL。

  對產(chǎn)品生產(chǎn)過程中各種鋁渣進(jìn)行衡量如下:

  產(chǎn)品:9459kg

  爐內(nèi)余鋁(估計(jì)):400kg

  鋁損失:87kg

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