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随着国内国际的环境变化,铸造业的利润逐渐减少。据行业人士估计,目前铸造业的成本结构中,原料、人工大约占到80%,而能耗占到15%(视产品和生产商,该比例可能有所不同)。因此,企业在生产工作中如何选择熔化设备和保温设备,从而减少能耗占比,同企业获得的利润密切相关。在选择相应产品时,有两点是不得不考虑的:如何减少金属损耗以及如何减少能耗。
如何减少金属损耗?
铝材熔炼过程中损耗的主要去向为:
1.熔炼过程中,各种元素在高温条件下的氧化烧损。
2.精炼过程中,被混在渣中扒出炉外。
而避免烧损的方法有:
1.合理的炉子几何尺寸及加料顺序;
2.严格控制熔炼温度,防止过热,火焰喷射应有一定的角度,以便快速熔化,缩短熔炼时间;
3.合适的熔剂量和精炼时间,搅拌要平稳,不破坏熔体表面氧化膜,适时对铝熔体覆盖;
4.对废杂铝分类、清洗,对比表面积大的细碎炉料用压力机打包;
5.扒渣前对渣处理。
如何减少能耗?
熔炉长年累月的能耗不容忽视,所以如何降低熔化及保温时的能耗至关重要。减少能耗需要关注的方面包括:控制燃烧方式、预热系统、炉膛的热负荷以及负压燃烧技术。
1.控制燃烧方式
a)扩散式的燃烧:边混合边燃烧,边燃烧边混合。火焰长,不易回火,但易脱火,易不充分燃烧火焰温度低,热量利用率偏低。目前工业熔炉普遍采用的是此种燃烧方式。
b)预混合式燃烧:把全部助燃空气与燃烧气体一次全部混合后燃烧。热量利用率高,火焰短,温度高,但易回火,目前技术尚不成熟。工业熔炉基本未用。
c)半预混式燃烧:将全部助燃空气分二次前后与燃烧气体混合燃烧。热量利用率要比扩散式高,比全预混式低,但不存在回火与脱火问题。在推广中,与扩散式燃烧相比,可以节约能耗15%以上。
2.预热系统
a)预热助燃空气:助燃空气温度每升高100℃,能节省燃料约5%。不同的排烟温度利用率不同也会造成不同程度的能源浪费。当排烟温度较高时,利用率较低;烟气温度每降低100℃,能节省燃料约5.5%,所以要控制排烟温度。烟气利用的示意图:
b)预热合金:采用塔式熔化原理,这种炉型中,炉子的尾部装有一个较大截面的竖直烟道,烟道的底部装有高速燃烧器,铝锭及炉料是从烟道顶部加入的,在烟道底部受到火焰冲击快速熔化,同时烟气在排出的过程中可与加入的冷炉料充分接触,通过对流传热方式进行传热,将热量传给铝块,使余热得到利用,提高热效率。
3. 炉膛的热负荷
燃烧时,天然气的流量应该控制在一个固定的范围。如果大于此流量,会产生大量火焰往排烟关口窜出造成大量热损失,甚至烧坏排烟管及炉门。加速烧坏炉膛的耐火材料,降低炉子寿命。
4. 负压燃烧技术
送风量大而引风量小时,炉膛中烟气压力大于大气压力,熔炉产生正压燃烧,易使火焰喷出,烧伤人员,甚至还会沿炉墙裂纹进入锅炉的保温层将保温层烧坏,造成炉墙松动、脱落,炉门变形,降低锅炉热效率,恶化锅炉房环境。所以应尽量要避免正压燃烧,采用负压燃烧技术。
以上数据和部分图片由史杰克西热能设备(太仓)有限公司提供。史杰克西是一家为轻金属铸造业提供热加工工艺的全球性制造商,并为压铸、重力铸造、砂型铸造、低压铸造提供节能解决方案。Westofen GmbH成立于1950年,Strikfeldt W. & Koch GmbH成立于1967年,两家公司于1998年合并成为今天的史杰克西公司,总部位于德国,两个分公司位于中国太仓与波兰。2008年公司在中国太仓成立了生产、服务和销售中心。史杰克西的客户群75%为汽车工业、25%为电子电器等其他行业。
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