再生铝生产熔炼设备
来源:中国铝材信息网 发布时间:2007/5/24 11:23:34
1.1再生铝熔炼设备的作用 

  再生铝熔炼设备包括了熔炼炉、静置炉、风机、燃烧系统等。其中对再生铝熔炼和静置炉(小企业没有静置炉),因此,可以将熔炼炉和静置炉看为一体。熔炼炉的种类有很多,其作用都一样,一是熔化炉料和添加剂,炉料包括了废铝、中间合金、工业硅和纯铝锭等;二是在炉内一定的温度下使熔融物之间发生一系列的化学和物理反映,使其中的杂质形成浮渣或气体除掉;三是调整成分,使其合金中的各种元素含量达到相关标准要求;四是对合金熔融物进行变质等处理,细化精粒,使合金能够符合相关的物理性能。因此熔炼炉的形式和结构,对再生铝合金的生产能力、成本、产品质量以及环境保护有着重要的作用。 

  1.2主要熔炼设备 

  常用铝合金的熔点都不高,熔炼炉的形式基本上是两种:坩埚式和熔池式。 

  1.2.1坩埚炉 

  炉坩埚是熔炼再生铝合金的常用设备,其优点是投资少、操作方便,金属回收率高,但缺点是生产能力小,寿命短和成分不稳定,很难与大型反射炉相比。坩埚炉的形式有多样,常用的有铸铁坩埚和石墨坩埚。 

  坩埚炉在使用时,炉体固定在用耐火材料砌筑的锅台上,坩埚炉的下部和四周是燃烧室。在使用较大的坩埚炉时,因为考虑到坩埚炉的自重问题,炉体的底部不能架空,应该落在稳定的耐火材料上,尤其是大型的铸铁坩埚炉,在高温下会使炉体变形而影响其寿命。 

  坩埚炉的燃料适应性强,可以煤炭、焦碳、燃气等,对燃料的选择空间较大。在用燃油或煤气为燃料时,坩埚下面有喷嘴,喷入燃料和空气燃烧加热,此即是燃油坩埚炉或煤气炉。在用电加热时,将电阻加热元件(电阻丝或碳化硅棒)布置在坩埚周围,即电阻坩埚炉。用燃料的坩埚炉,一般加热升温迅速,但其温度控制不能很严格。电阻坩埚炉的加热升温速度较慢,电热丝时可达900,碳化硅棒可达1200,比燃料炉的温度低些,同时其设备费用贵、耗电大和熔炼成本高。但是它的生产环境和劳动条件较好,且熔化温度能够精确控制,适用于铝和镁合金的熔炼。 

  外部热源首先加热坩埚,坩埚被热后,再传热给坩埚内部的金属炉料或熔液。根据这种传热特点,坩埚炉是外热式熔化炉,为提高热效率。坩埚均制成直径较高度的尺寸为小的形式,以增加金属与坩埚壁的接触面积。这样,熔化后的液体金属与外界气氛的接触面积相对较小,可减轻金属的氧化和吸气,对金属有利。 

  在熔炼铝合金时,多采用的坩埚有两种,一种是强度和耐火度均较高的石墨坩埚,另一种是铸铁坩埚。 

  (1)石墨坩埚:石墨坩埚由专业耐火材料厂生产供应,坩埚尺寸和容量的规格很多,坩埚的号数即熔化铜合金的公斤数,如50号坩埚能熔化50公斤铜,若熔化铝时,其容量应除以0.4的系数。石墨坩埚可以多次使用,但总体讲寿命较短,且随着使用时间的加长,坩埚的导热性能下降,影响了热效率和生产效率。 

  (2)铸铁坩埚炉: 因铝合金熔化温度较低,多在700--800℃,因此大量采用金属坩埚,常用的是铸铁坩埚炉。普通铸铁坩埚价格低、强度高和导热性好,为生产广泛采用,但寿命短,生产中会频繁更换坩埚。为提高铸铁坩埚的寿命,亦可采用含有镍、铬或铝的耐热铸铁或耐热钢的坩埚,以增长其使用寿命。熔化铝合金用的铸铁坩埚容量多是30--250公斤,一般不超过300公斤,大容量的可达500公斤以上。 

  为防止熔化过程中坩埚中的铁渗入铝液,也为保护坩埚,坩埚在使用之前必须在坩埚内壁上喷刷防护涂料后再使用,坩埚炉的涂料情况在相关材料中可以查到。大型坩埚炉多是固定式的,熔炼过程完成后,可用浇勺由坩埚中舀取熔液浇注,对大铸件也可以将坩埚吊出来浇注。许多中、小型电阻坩埚炉带有倾动机构,可以倾出坩埚中的溶液。 

  目前坩埚炉正在向大型化和控制系统机械化方向发展,可倾动式的大型坩埚炉,倾转炉身即可浇出熔液。 

  1.2.2反射炉 

  熔池式炉膛的熔炼设备称为反射炉。原始的反射炉是燃煤的,有燃烧室,火焰通过拱型的炉顶反射到熔炼室。随着再生铝技术的发展,大量现代化的反射炉已经不采用煤为燃料,更多的采用燃油和燃气,因此,反射炉的概念已经淡化,目前一般都称之为火焰式熔炼炉。燃料加热的反射炉主要由炉底、炉墙和炉顶构成熔炼室。形成深度浅而面积广的熔池,以盛放金属炉料及熔化的液体金属。炉墙正面有加料和操作用的炉门。正规的熔炼炉是配备烟囱的,这样可以有效的改变操作环境,节约能源和便于治理烟气的污染,但目前实际中许多企业的炉子没有烟囱,一些是敞开的,一些在炉门设有集烟罩。燃煤的炉子在熔炼过程中,从燃烧室来的高温炉气从侧面窗孔冲入熔炼室,而燃油、燃气的炉子的火焰直接喷入炉内,加热了炉顶和炉墙,同时也加热了炉料。金属炉料就是靠高温炉气和被热到高温的炉顶和炉墙的辐射来加热和熔<
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