间接加热方式
间接加热方式有两类。类是燃烧产物或通电的电阻元件不直接加热炉料,而是先加热管等传热中介物,然后热量再以和对流的方式传给炉料;第二类是将线圈通交流电产生交变磁场,以感应电流加热磁场中的炉料,感应线圈等加热元件与炉料之间被炉衬材料隔开。间接加热方式的优点是燃烧产物或电加热元件与炉料之间被隔开,相互之间不产生有害的影响,有利于保持和提高炉料的质量,减少金属烧损。感应加热方式对金属熔体还具有搅拌作用,可以加速金属熔化过程,缩短熔化时间,减少金属烧损。其缺点是热量不能直接传递给炉料,与直接加热方式相比,热效率低,炉子结构复杂。
虽然有心感应炉与无心感应炉的工作温度相近,但由于结构上的差异,运行方式不同,适用的耐火材料不尽相同,跟随着科研单位的进步,开发研制熔铝炉用耐火材料方面作了大量的研究工作,成功研制了特别适合有心炉使用的高强浇注料,无心炉使用的干式成型材料。
1、有心感应炉用高强耐火浇注料
有心感应熔炉的炉衬材料分为炉盖、炉膛、喉部和感应器熔沟耐火材料四部分。喉部,特别是熔沟耐火材料是关键的材料,直接影响炉子寿命和运行成本。
烘炉
凡是新修或中小修的炉子,在进行生产使用前需要进行烘炉,以便除去炉中的水分,不同的炉型采用不同的烘炉制度。一般烘炉时注意以下几点:
(1)确认炉门、链条、升降操作系统是否完好;
(2)检查确认天然气管路各焊接点、接口、阀门及助燃风、放散阀等所有部位是否有漏气现象,如有漏气应立即处理,处理完毕后,再次确认没有异常后,方可进行点火作业;
(3)建立和填写好启动炉的档案跟踪记录;
(4)严格按照烘炉制定的曲线和烘炉制度进行作业;
(5)注意观察炉底、炉腔及侧壁的温度变化并与升温曲线进行对比;
(6)禁止大火短时间升温和急速降温操作。
工艺
为保证金属合金的铸锭质量,尽量延长熔炼炉的使用寿命,在实际生产过程中必须做好熔炼炉的各项准备工作,包括装炉、烘炉、洗炉、清炉、搅拌、扒渣和精炼作业。
1、装炉
熔炼时,装入炉料的顺序和方法关系到熔炼时间、金属烧损、能源消耗,还会影响熔体的质量和炉子的使用寿命。装炉的原则如下:
(1)装炉顺序应合理,要根据所加炉料的性质与状态,还要考虑物料的熔化速度;
(2)先装小块或薄块废料,铝锭和大块料装中间,后装中间合金;
(3)熔点低、易氧化的中间合金装在下层,高熔点的中间合金装在上面,炉内上部温度高有利于充分熔化和扩散,使中间合金分布均匀,有利于成分控制;
熔炼炉
按加热方式分类
直接加热方式
燃料燃烧时产生的热量或电阻元件产生的热量直接传给炉料的加热方式,称为直接加热方式。其优点是热效率高,炉子结构简单。缺点是燃烧产物中含有的有害杂质对炉料的质量会产生不利影响;炉料或覆盖剂挥发出的有害气体会腐蚀电阻元件,降低其使用寿命;燃料燃烧过程中,燃烧产物中过剩空气含量高,造成加热过程金属烧损大。
扒渣与搅拌搅拌和扒渣的目的和作用:
(1)熔化过程中为了防止熔体过热损失,特别是燃气炉熔炼时,炉膛温度升温较快,容易产生局部过热,搅拌可以降低局部过热的现象。
(2)当炉料熔化后,要进行必要的搅拌,使熔池内各处的温度均匀升温,同时也有利于快速熔化。
(3)制备合金时,必须进行搅拌作业,确保合金辅料的均匀分布和溶解,减少化学元素的偏析缺陷。
(4)在取样之前,调整化学成分之后,都应进行搅拌,其目的是使合金成分均匀分布和熔体温度趋于一致。一些密度较大的金属元素容易沉淀,另外金属元素的加入不可能均匀,造成熔体出现局部或区域出现不均匀现象,搅拌不彻底,容易造成熔体换血元素不均匀。
(5)进行二次成分调整配料时,搅拌就较为重要。扒渣作业前,应先在熔体上均匀撒入粉状溶剂,使渣和金属有效分离,有利于扒渣,可以少带出金属,减少金属损失。扒渣时要求平稳,防止渣卷入熔体内,扒渣要彻底,浮渣的存在会增加熔体含气量,污染金属。
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