從鍛造爐的裝料、爐型結(jié)構(gòu)、妒襯、燃燒器形式等方面對(duì)鍛造爐的設(shè)計(jì)技術(shù)及應(yīng)用進(jìn)行了分析，并提供了一些技術(shù)應(yīng)用。

　　鋁及鋁合金熔煉爐（簡(jiǎn)稱熔化爐）是鋁加工熔鑄行業(yè)*常用的設(shè)備，其熔煉過(guò)程也是鋁加工行業(yè)能源及材料消耗*大的生產(chǎn)環(huán)節(jié)，熔化速率及噸鋁消耗是鍛造爐兩個(gè)*基本的能力指標(biāo)。

　　本文從鋁熔煉熱工過(guò)程分析著手對(duì)鍛造爐爐型結(jié)構(gòu)及控制技術(shù)作一些基本探討。

　　l鍛造爐熱工過(guò)程分析

 

　　鍛造爐

　　熔煉工藝的基本要求是：盡量縮短熔煉時(shí)間，**地控制化學(xué)成分，盡可能減少熔煉燒損，采用*好的精煉方法以及**地控制熔煉溫度，以獲得化學(xué)成分符合要求，且純潔度高的熔體。鍛造爐是典型的周期式高溫熔煉設(shè)備，一般來(lái)說(shuō)，從鋁錠入爐到熔煉結(jié)束，大致可細(xì)分成以下幾個(gè)階段：裝料期、熔化升溫期、精煉及保溫期。在設(shè)計(jì)矩形熔煉爐時(shí)，應(yīng)盡可能實(shí)現(xiàn)火焰與鋁錠表面的充分接觸，強(qiáng)化對(duì)流傳熱，同時(shí)還要盡可能延長(zhǎng)高溫?zé)煔馀c金屬的交換時(shí)聞，以達(dá)到更經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行效果。

　　裝料問(wèn)題也是矩形鍛造爐要解決的問(wèn)題之一：

　　1.1裝爐料順序應(yīng)合理。爐料應(yīng)盡量一次入爐，二次或多次加料會(huì)增加非金屬夾雜物及含氣量。

　　1.2對(duì)質(zhì)量要求高的產(chǎn)品的爐料，在裝料前必須向熔池內(nèi)撒20 - 30kg粉狀熔劑，在裝爐過(guò)程中對(duì)爐料要分層撒粉狀熔劑，這樣可提高爐體的純潔度，也可減少燒損。

　　2鍛造爐的爐襯設(shè)計(jì)

　　目前，國(guó)內(nèi)大多數(shù)鍛造爐爐子的內(nèi)襯還是以高鋁磚為主要熔池內(nèi)襯材料，材料選型及采購(gòu)方便、施工方案成熟、易于烘烤、成本低廉、是多數(shù)用戶采用高鋁磚的主要因素。但從使用情況上看，高鋁磚抗侵蝕能力方面還有很大的不足，尤其在渣線方面侵蝕現(xiàn)象更為嚴(yán)重，從實(shí)踐上看，采用常規(guī)高鋁磚砌筑的爐襯平均壽命只有3年左右。

　　全澆注爐襯結(jié)構(gòu)是鍛造爐爐襯技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)在這方面的應(yīng)用也逐漸多了起來(lái)，也取得了一些成功應(yīng)用實(shí)例。在鍛造爐爐襯材料選型及使用方面，設(shè)計(jì)選型時(shí)應(yīng)當(dāng)考慮如下幾個(gè)因素：

　　2.1爐襯材料應(yīng)具備更高的使用溫度、更強(qiáng)的抗氣流沖刷能力。

　　2.2應(yīng)能適應(yīng)不同種類(lèi)的合金生產(chǎn)，能承受各種精煉劑對(duì)耐材的侵蝕。

　　2.3應(yīng)具有較好的不積渣性能。

　　2.4能適應(yīng)種類(lèi)繁雜的回爐料及各種廢鋁對(duì)耐材產(chǎn)生的侵蝕性。

　　3鍛造爐燃燒器及其應(yīng)用技術(shù)

　　在鍛造爐設(shè)計(jì)中．燃燒器的選型及合理的布置是*重要的環(huán)節(jié)之一，也是鍛造爐優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)的關(guān)鍵所在。由于鋁金屬黑度較小，接受輻射傳熱力較弱，因此，在鍛造爐設(shè)計(jì)中，應(yīng)盡可能強(qiáng)化對(duì)流傳熱能力、提高火焰對(duì)鋁金屬對(duì)流的效果。

　　多年以來(lái)，高速燒嘴及換熱器一直是鍛造爐的標(biāo)準(zhǔn)配置，但在實(shí)際生產(chǎn)中，由于鍛造爐粉塵附著及惡劣的煙氣侵蝕的緣故，鍛造爐換熱器總是難以解決的—個(gè)難題，使用效果也不是很理想。近年來(lái)，蓄熱式燃燒器的應(yīng)用改變了這個(gè)局面，通過(guò)采用這種燃燒器，鍛造爐煙氣的排放溫度可降低250qc以下，其噸鋁能耗大幅度更低。

　　以下是蓄熱式燃燒系統(tǒng)系統(tǒng)的大致原理：

　　3.1蓄熱燃燒系統(tǒng)的原理

　　它通過(guò)兩個(gè)蓄熱室交替切換工作狀態(tài)來(lái)回收煙氣巾的余熱。工作狀態(tài)是左側(cè)蓄熱體放熱，加熱流經(jīng)左側(cè)蓄熱體的氣體（空氣或煤氣）；右側(cè)蓄熱體吸熱，回收流經(jīng)右側(cè)蓄熱體的煙氣中的顯熱。通過(guò)不斷地切換工作狀態(tài)，左右兩側(cè)的蓄熱體可以把煙氣中的顯熱傳遞給空氣或煤氣。適當(dāng)設(shè)計(jì)蓄熱體的蓄熱量和換向時(shí)間，可以將煙氣溫度降低到露點(diǎn)附近，*大限度地提高燃料的熱利用率。

　　3.2蓄熱燃燒系統(tǒng)的燃燒組織

　　采用蓄熱燃燒技術(shù)，不能用傳統(tǒng)的方式組織燃燒，燃燒的組織與傳統(tǒng)預(yù)混和擴(kuò)散燃燒**不同。在俸統(tǒng)燃燒中，燃料和空氣是通過(guò)一個(gè)燒嘴噴入爐膛的，燃料和空氣有較好的摻混，混合可燃?xì)怏w在爐膛內(nèi)形成火焰。這種火焰燃燒在距噴口一定距離處有溫度和熱流量的高點(diǎn)。

　　在蓄熱式燃燒中，空氣（和燃料）預(yù)熱溫度很高，采用燃料和空氣的摻混燃燒將造成火焰高溫點(diǎn)溫度太高，會(huì)造成鋁液的氧化燒損，還將造成NOx污染物產(chǎn)量的急劇升高。因此，蓄熱式燃燒需要采用**不同的燃燒組織方式。具體的做法是讓空氣和煤氣通過(guò)相隔一定距離的噴口分別唼入爐膛，擴(kuò)大其燃燒區(qū)域，避免火焰出現(xiàn)高溫點(diǎn)，同時(shí)因?yàn)闅怏w預(yù)熱到很高的溫度，使燃燒反應(yīng)區(qū)的氧含量可以一直保持在低水平，抑制NOx污染物的產(chǎn)生。這種特殊的燃燒方式將爐膛整體作為一個(gè)反應(yīng)器，燃料和空氣的氧化反應(yīng)遍及整個(gè)爐膛，沒(méi)有傳統(tǒng)燃燒方式所具有的可見(jiàn)火焰和其特有的火焰高溫區(qū)，整個(gè)爐內(nèi)溫度十分均勻。這種燃燒方式**解決了高預(yù)熱溫度下燃燒所造成的高污染物問(wèn)題。同時(shí)，爐溫均勻和消除局部高溫改善了加熱工藝，提高產(chǎn)品的質(zhì)量，延長(zhǎng)了爐子的壽命。

　　此外，由于蓄熱式燒嘴特有的交替燃燒特點(diǎn)，高溫?zé)煔庠跔t內(nèi)始終強(qiáng)制快速循環(huán)作用，有助子提高煙氣與鋁金屬的對(duì)流換熱效果，這一點(diǎn)對(duì)矩形爐型結(jié)構(gòu)無(wú)疑是非常有益的。

　　4鍛造爐控劁系統(tǒng)

　　近年來(lái)，隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展及裝機(jī)水平的提高，大家對(duì)鍛造爐的燃燒控制技術(shù)也越來(lái)越重視，**的控制技術(shù)在實(shí)踐中不斷被應(yīng)用，高水平鍛造爐在燃燒及爐溫控制方面已實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)控制。這些技術(shù)主要包括：

　　4.1火焰大小的連續(xù)調(diào)節(jié)及控制。

　　4.2爐膛定溫控制。

　　4.3鋁液溫度的連續(xù)測(cè)量及串級(jí)控制技術(shù)。

　　4.4爐壓的全自動(dòng)調(diào)節(jié)控制。

　　4.5完善的連鎖及安全保護(hù)措施。

　　5電磁攪拌裝置在鍛造爐中的應(yīng)用

　　電磁攪拌器主要由變頻電源和感應(yīng)器組成，變頻電源把工頻50/60Hz的工頻交流電變成頻率為0.8 - 3.5Hz的兩相低頻電源。該電源通入感應(yīng)器線圈后將產(chǎn)生一個(gè)行波磁場(chǎng)，此行波磁場(chǎng)穿透爐底的不銹鋼板及爐襯作用于鋁溶液，使鋁溶液產(chǎn)生有規(guī)律的移動(dòng)，從而達(dá)到攪拌的目的。改變變頻電源的電壓、頻率和相位，即可改變攪拌力的大小和方向。

　　電磁攪拌可以對(duì)鋁熔液進(jìn)行無(wú)接觸**攪拌，使熔體的化學(xué)成分及溫度均勻化，同時(shí)可減少氧化渣的形成，縮短熔煉時(shí)間，提高生產(chǎn)率，大幅降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度等等……。正是由于電磁攪拌有眾多優(yōu)點(diǎn)，才使褥電磁攪拌器被越來(lái)越多的本行業(yè)人士所認(rèn)可，獲得了廣大用戶的好評(píng)，并已成為鋁熔鑄行業(yè)的必備設(shè)備。

　　6結(jié)論

　　本文談了鋁熔煉及加工設(shè)各鍛造爐的爐型設(shè)計(jì)、爐襯結(jié)構(gòu)及燃燒器的型式、鍛造爐控制等方面的知識(shí)。近年來(lái)，隨著新技術(shù)的發(fā)展及科學(xué)的進(jìn)步，鍛造爐的設(shè)計(jì)技術(shù)得到了很大改善。但是根據(jù)工藝生產(chǎn)方式的不同、爐料種類(lèi)及燃燒器形式等原因都會(huì)對(duì)鍛造爐的綜合性能產(chǎn)生很大的影響。因此，鍛造爐設(shè)計(jì)工作就是要根據(jù)這些條件作針對(duì)性的設(shè)計(jì)，也只有這樣，才能實(shí)現(xiàn)鍛造爐的*優(yōu)化設(shè)計(jì)應(yīng)用。