铸造车间熔化工部的节能措施.pdf

铸造车间熔化工部的节能措施熔化工艺的确定应以节能为首要条件影响熔化单耗指标的因素(乐法耐火材料【上海】有限公司)人员、国外同行的交流而得到的一些经验之谈，对中频炉、冲天炉一感应炉双联等熔化工艺做了较详细的分析和建议，供同行们交流、指正。希望熔化工部在质量、产量、环保提高的同时，从管理摘要：本文通过作者在多年的铸造设备、材料服务工作中与有实践经验的广大铸造车间领导、技术上获得节能的可行性。由于对冲天炉的认识不足，因此不予评论，以电炉熔化、保温为基本对象。本文有部分引用殷经星先生的文章。1在进行新厂建设和老厂改造的规划时，当产品的方向、产量目标确定后，熔化工艺应该就确立了。以下是不同行业铸造厂选择熔化工艺的一般规律：汽车零部件铸造：冲天炉／保温电炉／保温浇注炉联用球墨铸管：冲天炉／保温电炉联用通用铸造：冲天炉+保温电炉／或中频炉选用机床铸造：冲天炉／保温电炉联用合金铸造：中频炉小件多品种：中频炉目前，由于对环保的要求越来越严格，而冲天炉的环保设备、投资昂贵，加上国内铸造厂并没有形成大型、专业性强的特点，决定了目前绝大部分的铸造厂以各种规格的效率较低、能耗较高的简易冲天炉、中频炉熔化为主，耗能指标大大高于国际先进水平。中频电炉在铸铁、铸钢及有色金属熔化等方面的国内外熔化单耗(kWh／t)比较，见表1。其中国外的“指标”是销售人员的介绍，作者没有见过具体报告；国内则有现场记录。2电炉电源方面。(1)感应电炉功率密度配置的高低。功率密度配置是指吨容量炉所配备的电源功率。由于中频电炉的电源配置可以根据用户的熔化速度要求而定，所以，也可以按每小时的熔化率来定电炉功率铸造车间熔化工都的节能措施丁方心表1国内外中频电炉熔化能耗指标比较2．1·---——287‘---——●
密度配置的高低。电炉功率密度配置得高，熔化速度就快，就能达到节能的要求；但是过高的密度对炉衬材料会引起伤害。(2)熔化周期内功率输出时间的比例大小。同样，如果电炉在熔化过程的起始阶段不能大功率送电，就会造成我们通常讲的功率因素低，而热耗并不减少。所以电炉能否保持高功率因素向炉内送电，也是能耗高低的区别，也是企业是否能“环保”运行的一项指标。(3)感应电炉的效率及感应线圈的电效率高低。国外先进的感应电炉总效率高达75％，感应线圈电效率高达85％。国内先进的设计中，线圈电效率达80％，电炉总效率达73％，两项指标接近国外先进水平。(4)中频电源转换效率的高低。国外先进的电源转换效率已达97—98％，国内先进设计中频电源的转换效率已接近97％。本项主要能耗在电抗、电容的效率上。(5)电炉单元的布置。电源离炉体的距离、送电铜排的长短、水冷电缆的长短、电源进电电压一高压变压器离电源的距离，都是影响电耗的因素，进电源前的送电电压和各单元之间的距离是单元效率能否达到最佳值的重要因素。熔化物对能耗高低的影响(1)干净程度不管是新生铁(由其是新铁)还是旧(锈)铁，其表面是否有白色石灰质是直接影响炉衬寿命的要素。还有回炉料、金属末，所有的氧化物都大量吸收电能。如果有5％的杂物，我们5％的电能就在熔化这些杂物，而且会给合金、炉衬带来危害。要求高的、精打细算的铸造厂对新铁、废钢、浇冒口都进行抛丸处理就是为了节约能源，排除锈杂物对铸件带来的隐患。(2)块度是否合适太大或太小都会影响电炉的电效率和熔化质量，块度越大，速度会越慢，而且金属液的均匀程度会不稳定。一般以200／300毫米块度为合适。(3)起熔时炉内是否有液态金属液炉内有金属液会有助于提高一部分电炉的电效率，提高起熔阶段的功率因素。但是，这些铁水可能因为在炉内长时间处于过热状态而危害金属质量，所以要正确使用这一手段。铁水量占炉容的15％左右为安全，过少，过热情况会加剧；过多，降低了铁水的有效使用，也提高了单位能耗。中频炉的优点是铁水可以倒空而启动，但在实际使用过程中，倒空往往使功率因素下降、熔化速度降低。关于国内特有的铝壳炉基本特点：无导磁磁轭、无炉盖、以铝壳作为感应磁力通过载体。由于铸铝的磁通阻力远远大于硅钢片，炉体上下也无隔离圈，漏磁，铝壳发热使其电效率比有导磁磁轭的低；无炉盖运行使大量热能通过热辐射损失。但是，由于其设备价格便宜，大部分小铸造厂使用此类电炉，而代价就是每吨铁水的熔化成本上升，这是天天在支付的。希望在不远的将来，在我国铸造业从大国高产到节能优化的发展过程中，逐步淘汰这种高耗电的炉型，也希望国内电炉厂能早日为用户提供节能的小型中频炉。2．4耐火材料(1)合理的热面材料厚度热面耐火材料的厚度对电能是否能有效对金属熔化有直接影响。一般的选择是小炉(1吨以下)90毫米／75毫米，1吨以上90／125毫米，国外见过220毫米(20吨)的。要提高熔化率，可以减薄其厚度，代价是炉衬寿命降低、筑炉成本上升、安全隐患上升。2006中国铸造活