熔铝炉设计+CAD图纸(2)
时间:2017-06-03 15:29 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
铝工业是高能耗和高排放的行业，提升熔铝炉的热效率，降低污染物排放和提高熔体质量是国内外铝及铝合金熔炼企业一直追求的目标。能源的紧张，环境污染的严重性和优质铝合金铸件的需求对铝熔炼炉的热效率、污染物排放和熔体的质量提出了更高的要求，促使熔铝炉设计师和企业对于熔铝炉的设计和生产向着节能、环保、熔炼质量高的方向前进。针对目前广泛使用的反射式铝熔炼炉，从铝熔炼的基本原理和熔炼过程的特点出发，多采用熔体净化处理技术、电磁搅拌技术、高温空气燃烧技术、耐火材料抗侵蚀技术等熔炼技术，以求达到节能减排和优化熔体的多重目的。 铝具有质轻、耐腐蚀、导电、导热性好可多次回收使用的特性，再生铝的回收和应用对于一个国家铝的发展、产业结构升级具有重要意义。铝在实际应用中，凭借其优良的特性有助于节约大量能源。例如，因为金属铝质轻这一特点，其在汽车工业的应用日益受到重视，它减轻汽车自重、节省燃料、有利环保的优势令人瞩目。同时铝可以多次再生，而且再生不会损害原有的性能，堪称为“永不消失的金属”，这一优势为其再生提供了“生命”条件。 中国再生铝产业现状：近年来我国各行业对铝的需求量逐年增加，铝产量供应也逐年递涨，而国内铝行业的发展并没有因此欣欣向荣，相反，整个铝行业市场却伴随着原铝生产成本的不断提高而面临着严峻的危机和挑战。分析其背后的原因不难发现，国内原铝供应主要依赖电解铝生产，由于我国铝土矿资源匮乏，国内有将近一半的氧化铝仍依赖进口，直接导致成本增加；其次，电解铝生产过程对资源、能源依赖严重，环境污染大，电解铝成本随着电价、环境治理等附加成本的提高而波动。和其他发达国家相比，虽然我国是铝产量大国，但整个行业结构却不合理，再生铝产业规模发展落后。发展再生铝产业可以解决我国铝行业的危机，符合当今世界铝行业发展的趋势，符合我国可持续发展。 铝及铝合金装入炉内，呈料堆状态，料堆呈不规则形状，确定其传热面积较难，一般用经验数据来确定加热时间。随着温度上升，料堆表面的炉料开始熔化，熔融的铝液向下流动，当温度达到660℃时，支撑料堆的强度消失，物料下降并没入液面以下，炉内逐渐呈水平镜面，在料堆没入液面以前，火陷直接冲击在料堆上，炉内对流传热占主导作用，热效率最高，炉料熔化最快，炉温上升缓慢。在料堆没入液面以后，液面下的熔体呈固液混合状态，固液混合状态的热传导系数不易确定，需要靠经验数据确定。随着时间的推移，对流传热作用逐渐下降,炉膛温度上升速度逐渐加快并很快达到定温（通常设定在1150～1200℃），辐射传热作用逐渐上升。这时，表面铝液的温度上升很快，并将热量向液面下的固液混合体传递，但由于铝金属黑度较小，辐射传热效率并不高，同时此过程还伴随着铝的固液转化，这个阶段熔体的温度变化不大，熔化过程变得更为缓慢，需要的时间更长，消耗的热量更多，当炉内固体铝全部转化成液态铝以后，熔体对热负荷的需求大幅减少，铝液温度快速上升，此时极易出现熔体过热现象。 炉体尺寸的选取也是难点，炉膛高度影响到炉内热交换过程的正常进行，炉膛高度过高，会使炉气上浮，炉子升温速度降低，燃料消耗量增大，能源损耗加大；炉膛高度过低，会使工件受热不均匀，延长加热时间，同样不利于提高炉子升温速度和节约燃料。加热炉内铝及铝合金废料需要有充足的辐射面积，又要使炉气充满炉膛。同样铝液熔池的深度不能过大，一方面要保证铝液不能越过炉门的下边缘外泄，另一方面会影响对流传热，导致上下层铝液的温差过大，影响熔体的质量；由于铝在高温下与水蒸气生成氢气，而氢气能溶于铝液，溶解度的大小和铝液表面积大小呈正相关关系，所以铝液的表面积不能太大，防止出炉的铝液的质量受到影响。炉体尺寸的确定，要综合考虑各方面的因素，进而考虑取最佳值。 (责任编辑：qin) |