熔铝炉的熔炼过程可分为4个阶段,即炉料装入到软化下榻、软化下榻至炉料化平、炉料化平到全部熔化(该阶段产生氧化浮渣)、铝液升温。
对铝料的加热是通过烧嘴火焰的对流传热、火焰和炉墙的辐射传热以及铝料间的传导传热来完成的。 固态时铝的黑度小,导热能力强。所以在整个过程中,三者之间的比率是不断变化的。
随着熔炼过程的进行,炉料进入半液半固的临界状态,其导热能力下降,热力学性质发生了根本性的变化。液态铝的导热能力仅为固态铝的40%,熔池上部向底部的传导传热过程十分缓慢。金属镜面上漂浮的疏松浮渣构成热传递的绝热阻挡层。
此时熔池表面氧化膜化开,失去了保护作用,氧化、吸气倾向增强。对于火焰熔铝炉来讲,在铝的熔化期,炉膛温度一般控制在1200℃,此时的出炉烟气温度即为炉膛温度,烟气带走的热量约占炉子热负荷的50~70%,考虑到10%的其它热损失,有效热利用只有30~40%,如果不充分利用这部分余热,势必会造成很大浪费,使炉子热效率很低。
熔铝炉由圆形炉本体、可打开的球缺形炉盖、启盖机、炉底倾动机构、蓄热式燃烧器体系、烧嘴供风和引射风体系组成。 熔铝炉的烧嘴按炉子中心圆的切线对象向下歪斜10°装置,使火焰直冲熔池,炉膛内形适于气流循环,无火焰死角,以对流加热成就好。顶开盖可实现快速装料,每炉装料时间为15~20min,低沉劳动强度。倾动式缩小了转注操纵时间,削减了熔体温度亏损。圆形炉具有较小的比外观积,与矩形炉相比可低沉侧部蓄热散热亏损20%。
熔化炉设计原则(上)
1)工业炉设计必须符合***有关技术政策,炉子的技术性能应能满足生产工艺要求。
2)熔化炉运用不断发展的热工及机械理沦,例如燃料燃烧、流体力学、传热学、机械原理、材料力学等,指导炉子的设计工作,引进并吸收国外工业炉***技术,不断完善和提高炉子的技术性能和机械化自动化程度。
3)炉子结构尺寸应根据生产实践或科学实践数据加以确定,不应照旧有结构按比例放大或缩小。 4)设计新的炉型结构时,要选用新材料、新装置以改进炉子结构。例如尽量采用适合炉子性能特点和方便施工的各种新型耐火材料和隔热材料,选用各种新型燃烧装置和余热回收装置从而提高炉子的热效率,提高产品质量,降低燃料消耗,改善操作维修条件和提高熔化炉炉子的使用寿命。
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