從鍛造爐的裝料、爐型結(jié)構(gòu)、妒襯、燃燒器形式等方面對鍛造爐的設(shè)計技術(shù)及應(yīng)用進行了分析，并提供了一些技術(shù)應(yīng)用。

　　鋁及鋁合金熔煉爐（簡稱熔化爐）是鋁加工熔鑄行業(yè)*常用的設(shè)備，其熔煉過程也是鋁加工行業(yè)能源及材料消耗*大的生產(chǎn)環(huán)節(jié)，熔化速率及噸鋁消耗是鍛造爐兩個*基本的能力指標。

　　本文從鋁熔煉熱工過程分析著手對鍛造爐爐型結(jié)構(gòu)及控制技術(shù)作一些基本探討。

　　l鍛造爐熱工過程分析

 

　　鍛造爐

　　熔煉工藝的基本要求是：盡量縮短熔煉時間，**地控制化學(xué)成分，盡可能減少熔煉燒損，采用*好的精煉方法以及**地控制熔煉溫度，以獲得化學(xué)成分符合要求，且純潔度高的熔體。鍛造爐是典型的周期式高溫熔煉設(shè)備，一般來說，從鋁錠入爐到熔煉結(jié)束，大致可細分成以下幾個階段：裝料期、熔化升溫期、精煉及保溫期。在設(shè)計矩形熔煉爐時，應(yīng)盡可能實現(xiàn)火焰與鋁錠表面的充分接觸，強化對流傳熱，同時還要盡可能延長高溫煙氣與金屬的交換時聞，以達到更經(jīng)濟的運行效果。

　　裝料問題也是矩形鍛造爐要解決的問題之一：

　　1.1裝爐料順序應(yīng)合理。爐料應(yīng)盡量一次入爐，二次或多次加料會增加非金屬夾雜物及含氣量。

　　1.2對質(zhì)量要求高的產(chǎn)品的爐料，在裝料前必須向熔池內(nèi)撒20 - 30kg粉狀熔劑，在裝爐過程中對爐料要分層撒粉狀熔劑，這樣可提高爐體的純潔度，也可減少燒損。

　　2鍛造爐的爐襯設(shè)計

　　目前，國內(nèi)大多數(shù)鍛造爐爐子的內(nèi)襯還是以高鋁磚為主要熔池內(nèi)襯材料，材料選型及采購方便、施工方案成熟、易于烘烤、成本低廉、是多數(shù)用戶采用高鋁磚的主要因素。但從使用情況上看，高鋁磚抗侵蝕能力方面還有很大的不足，尤其在渣線方面侵蝕現(xiàn)象更為嚴重，從實踐上看，采用常規(guī)高鋁磚砌筑的爐襯平均壽命只有3年左右。

　　全澆注爐襯結(jié)構(gòu)是鍛造爐爐襯技術(shù)發(fā)展趨勢。近年來，國內(nèi)在這方面的應(yīng)用也逐漸多了起來，也取得了一些成功應(yīng)用實例。在鍛造爐爐襯材料選型及使用方面，設(shè)計選型時應(yīng)當考慮如下幾個因素：

　　2.1爐襯材料應(yīng)具備更高的使用溫度、更強的抗氣流沖刷能力。

　　2.2應(yīng)能適應(yīng)不同種類的合金生產(chǎn)，能承受各種精煉劑對耐材的侵蝕。

　　2.3應(yīng)具有較好的不積渣性能。

　　2.4能適應(yīng)種類繁雜的回爐料及各種廢鋁對耐材產(chǎn)生的侵蝕性。

　　3鍛造爐燃燒器及其應(yīng)用技術(shù)

　　在鍛造爐設(shè)計中．燃燒器的選型及合理的布置是*重要的環(huán)節(jié)之一，也是鍛造爐優(yōu)化設(shè)計技術(shù)的關(guān)鍵所在。由于鋁金屬黑度較小，接受輻射傳熱力較弱，因此，在鍛造爐設(shè)計中，應(yīng)盡可能強化對流傳熱能力、提高火焰對鋁金屬對流的效果。

　　多年以來，高速燒嘴及換熱器一直是鍛造爐的標準配置，但在實際生產(chǎn)中，由于鍛造爐粉塵附著及惡劣的煙氣侵蝕的緣故，鍛造爐換熱器總是難以解決的—個難題，使用效果也不是很理想。近年來，蓄熱式燃燒器的應(yīng)用改變了這個局面，通過采用這種燃燒器，鍛造爐煙氣的排放溫度可降低250qc以下，其噸鋁能耗大幅度更低。

　　以下是蓄熱式燃燒系統(tǒng)系統(tǒng)的大致原理：

　　3.1蓄熱燃燒系統(tǒng)的原理

　　它通過兩個蓄熱室交替切換工作狀態(tài)來回收煙氣巾的余熱。工作狀態(tài)是左側(cè)蓄熱體放熱，加熱流經(jīng)左側(cè)蓄熱體的氣體（空氣或煤氣）；右側(cè)蓄熱體吸熱，回收流經(jīng)右側(cè)蓄熱體的煙氣中的顯熱。通過不斷地切換工作狀態(tài)，左右兩側(cè)的蓄熱體可以把煙氣中的顯熱傳遞給空氣或煤氣。適當設(shè)計蓄熱體的蓄熱量和換向時間，可以將煙氣溫度降低到露點附近，*大限度地提高燃料的熱利用率。

　　3.2蓄熱燃燒系統(tǒng)的燃燒組織

　　采用蓄熱燃燒技術(shù)，不能用傳統(tǒng)的方式組織燃燒，燃燒的組織與傳統(tǒng)預(yù)混和擴散燃燒**不同。在俸統(tǒng)燃燒中，燃料和空氣是通過一個燒嘴噴入爐膛的，燃料和空氣有較好的摻混，混合可燃氣體在爐膛內(nèi)形成火焰。這種火焰燃燒在距噴口一定距離處有溫度和熱流量的高點。

　　在蓄熱式燃燒中，空氣（和燃料）預(yù)熱溫度很高，采用燃料和空氣的摻混燃燒將造成火焰高溫點溫度太高，會造成鋁液的氧化燒損，還將造成NOx污染物產(chǎn)量的急劇升高。因此，蓄熱式燃燒需要采用**不同的燃燒組織方式。具體的做法是讓空氣和煤氣通過相隔一定距離的噴口分別唼入爐膛，擴大其燃燒區(qū)域，避免火焰出現(xiàn)高溫點，同時因為氣體預(yù)熱到很高的溫度，使燃燒反應(yīng)區(qū)的氧含量可以一直保持在低水平，抑制NOx污染物的產(chǎn)生。這種特殊的燃燒方式將爐膛整體作為一個反應(yīng)器，燃料和空氣的氧化反應(yīng)遍及整個爐膛，沒有傳統(tǒng)燃燒方式所具有的可見火焰和其特有的火焰高溫區(qū)，整個爐內(nèi)溫度十分均勻。這種燃燒方式**解決了高預(yù)熱溫度下燃燒所造成的高污染物問題。同時，爐溫均勻和消除局部高溫改善了加熱工藝，提高產(chǎn)品的質(zhì)量，延長了爐子的壽命。

　　此外，由于蓄熱式燒嘴特有的交替燃燒特點，高溫煙氣在爐內(nèi)始終強制快速循環(huán)作用，有助子提高煙氣與鋁金屬的對流換熱效果，這一點對矩形爐型結(jié)構(gòu)無疑是非常有益的。

　　4鍛造爐控劁系統(tǒng)

　　近年來，隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展及裝機水平的提高，大家對鍛造爐的燃燒控制技術(shù)也越來越重視，**的控制技術(shù)在實踐中不斷被應(yīng)用，高水平鍛造爐在燃燒及爐溫控制方面已實現(xiàn)了全自動控制。這些技術(shù)主要包括：

　　4.1火焰大小的連續(xù)調(diào)節(jié)及控制。

　　4.2爐膛定溫控制。

　　4.3鋁液溫度的連續(xù)測量及串級控制技術(shù)。

　　4.4爐壓的全自動調(diào)節(jié)控制。

　　4.5完善的連鎖及安全保護措施。

　　5電磁攪拌裝置在鍛造爐中的應(yīng)用

　　電磁攪拌器主要由變頻電源和感應(yīng)器組成，變頻電源把工頻50/60Hz的工頻交流電變成頻率為0.8 - 3.5Hz的兩相低頻電源。該電源通入感應(yīng)器線圈后將產(chǎn)生一個行波磁場，此行波磁場穿透爐底的不銹鋼板及爐襯作用于鋁溶液，使鋁溶液產(chǎn)生有規(guī)律的移動，從而達到攪拌的目的。改變變頻電源的電壓、頻率和相位，即可改變攪拌力的大小和方向。

　　電磁攪拌可以對鋁熔液進行無接觸**攪拌，使熔體的化學(xué)成分及溫度均勻化，同時可減少氧化渣的形成，縮短熔煉時間，提高生產(chǎn)率，大幅降低工人的勞動強度等等……。正是由于電磁攪拌有眾多優(yōu)點，才使褥電磁攪拌器被越來越多的本行業(yè)人士所認可，獲得了廣大用戶的好評，并已成為鋁熔鑄行業(yè)的必備設(shè)備。

　　6結(jié)論

　　本文談了鋁熔煉及加工設(shè)各鍛造爐的爐型設(shè)計、爐襯結(jié)構(gòu)及燃燒器的型式、鍛造爐控制等方面的知識。近年來，隨著新技術(shù)的發(fā)展及科學(xué)的進步，鍛造爐的設(shè)計技術(shù)得到了很大改善。但是根據(jù)工藝生產(chǎn)方式的不同、爐料種類及燃燒器形式等原因都會對鍛造爐的綜合性能產(chǎn)生很大的影響。因此，鍛造爐設(shè)計工作就是要根據(jù)這些條件作針對性的設(shè)計，也只有這樣，才能實現(xiàn)鍛造爐的*優(yōu)化設(shè)計應(yīng)用。