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铝熔炼技术现状及进展苏州博能炉窑科技有限公司余志华前言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第一部分铝熔炼生产几个基本认识铝熔炉炉温及能源分配模型熔炼周期内炉料变化过程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。第二部分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。顶加料园形熔铝炉矩形铝熔炼炉矩形熔炉设计图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液压倾动式熔炉通过高精度倾动速度控制，实现铸造流槽液面高精度控制，精度在±2MM.保证铸造液面稳定性。熔炉用耐火材料定型耐火材料不定型耐火材料保温材料近年来，整个炉膛或熔池全用不定形材料整体施工案例增多熔池不定形材料浇注施工熔池分仓浇注支模侧墙砌筑及锚固超大炉门口耐材结构处理炉口采用预制块用螺栓吊挂在钢横梁，每块预制件均很小,膨胀量很小，不易出现开裂现象。熔炉用燃料轻柴油热值：4.18×9600kJ/KG重油4.18×9800kJ/KG天然气4.18×8300kJ/NM3液化石油气4.18×23000kJ/NM3城市煤气4.18×3800kJ/NM3自制土煤气4.18×1250kJ/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蓄热式烧嘴技术蓄热式烧嘴应用适宜的安装角火焰形状火焰出口速度火焰大小调节比合理的配置及使用蓄热式烧嘴技术，熔炉热效率可提高到65%以上。熔炉收尘及烟气处理系统除尘系统应根据炉子工作状态自动调节系统抽风量，确保炉子工况稳定。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、铝灰熔化回收侧井炉双室炉回转炉第三部分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炉压控制直接关系到燃烧安全、能源消耗、设备长期可靠运行等各个方面，是火焰炉工况的重要指标；合理的火焰炉应实现微正压操作；差压变送器差压变送器差压变送器差压变送器PID运算运算运算运算电动调节阀电动调节阀电动调节阀电动调节阀注意：蓄热式烧嘴及自身预热式烧嘴本身只能排出燃烧产物的80~85%左右，因此还应设有辅助排烟管路及相应的调节阀，才能实现微正压控制。熔炉炉压自动调节控制熔炉炉压自动调节控制熔炉炉压自动调节控制熔炉炉压自动调节控制第四部分先进的铝熔炉配套装置技术磁搅拌器的选择与应用电磁搅拌器技术相对成熟，搅拌效果好，运行成本高，配线配管多。永磁搅拌器运行成本低，有退磁风险关健点:---炉底厚度设计---炉底结构强度---通风散热效果炉底透气砖技术炉底透气砖技术炉底透气砖技术炉底透气砖技术大大提高铝熔化速度大大提高铝熔化速度大大提高铝熔化速度大大提高铝熔化速度（（（（18~24%））））降低铝液中氢气浓度降低铝液中氢气浓度降低铝液中氢气浓度降低铝液中氢气浓度（（（（40~60%））））熔体温度均匀熔体温度均匀熔体温度均匀熔体温度均匀渣量降低渣量降低渣量降低渣量降低30~60%只允许气体通过只允许气体通过只允许气体通过只允许气体通过，，，，阻止铝熔体侵入阻止铝熔体侵入阻止铝熔体侵入阻止铝熔体侵入，，，，即使关掉气源也不例外即使关掉气源也不例外即使关掉气源也不例外即使关掉气源也不例外；；；；可应用于铝熔炼可应用于铝熔炼可应用于铝熔炼可应用于铝熔炼、、、、铝精炼铝精炼铝精炼铝精炼、、、、铝运输各个阶段铝运输各个阶段铝运输各个阶段铝运输各个阶段，，，，固定式及倾动式炉固定式及倾动式炉固定式及倾动式炉固定式及倾动式炉均可安装均可安装均可安装均可安装，，，，吹入的气体可采用吹入的气体可采用吹入的气体可采用吹入的气体可采用Ar，，，，Cl2和和和和N2。。。。优点优点优点优点：：：：透气砖安装多功能装料扒渣车轨道式，多台炉共用兼顾加料及扒渣、搅拌适用大开门矩形炉第五部分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。提高铝液转注速度可明显节约总能源消耗。合理使用是熔炉节能最重要的环节合理使用是熔炉节能最重要的环节合理使用是熔炉节能最重要的环节合理使用是熔炉节能最重要的环节谢谢谢谢谢谢谢谢!