對(duì)合金爐進(jìn)行改進(jìn)或設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)工藝要求,選擇合適的節(jié)能型爐型,提高機(jī)械化程度和能源利用率。目前采用的節(jié)能措施有:
(1)采用圓形爐膛替代方形爐膛。圓形爐膛沒(méi)有方形爐膛那樣的死角,因此物料能受到爐壁和爐氣均勻的輻射熱。由于同體積的圓形爐的外表面積較方形爐外表面積小,因此,爐壁散熱減少,有一定的節(jié)能效果。另外,圓形爐可比方形爐節(jié)省鋼材40%~50%,節(jié)省耐火材料20%~30%,不僅降低了合金爐造價(jià),也為運(yùn)輸提供了方便,并美化了外形。
(2)合金爐爐襯采用耐火澆注料整體澆注,具有強(qiáng)度高、整體性好、氣密性好、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。
(3)采用新型節(jié)能爐襯材料,優(yōu)化爐襯結(jié)構(gòu)。爐襯的蓄熱和散熱,一般占爐子總能耗的20%~45%,在保證爐子的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和耐熱強(qiáng)度的前提下,應(yīng)盡量提高爐襯的保溫能力,減少其儲(chǔ)蓄熱。單純依靠增加爐襯厚度來(lái)降低爐體外壁溫度,不僅會(huì)增加爐襯的儲(chǔ)蓄熱和成本,還相應(yīng)地減少了爐底面積的有效利用率。采用輕質(zhì)耐火材料和各種絕熱材料,以增強(qiáng)爐子的隔熱保溫效果,可以有效地減少通過(guò)砌體傳導(dǎo)和蓄熱損失的熱量。新型燃?xì)怃X合金保溫爐,其爐襯工作層由抗?jié)B透澆注料和超級(jí)納米絕熱材料構(gòu)成,并在每層保溫板之間貼上反射膜,不僅提高了合金爐爐內(nèi)的保溫效果,而且使?fàn)t體的整體使用壽命達(dá)到5年。六鋁酸鈣由于熔點(diǎn)高,耐火性能好,且具有板片狀結(jié)晶和大量微孔結(jié)構(gòu),熱導(dǎo)率低,因此,其澆注料是一種非常好的抗高溫、抗還原性介質(zhì)侵蝕、抗鋁液滲透,具有高溫隔熱保溫性能,且能直接用于工作襯熱面與鋁液接觸的新型耐火材料。VanGarse1D等研究了用CA6微孔骨料,以鋁酸鈣水泥或磷酸鹽做結(jié)合劑制作的輕質(zhì)隔熱澆注料。其澆注料于1500℃燒后體積密度為0.92~1.03g·cm-3,常溫耐壓強(qiáng)度為2~8MPa,300~1400℃熱導(dǎo)率為0.33~0.5W·m-1·K-1。神野文數(shù)等將這種CA6輕質(zhì)澆注料用于鋁熔煉爐,實(shí)際使用效果明顯優(yōu)于同等條件下原有材料的使用效果。
(4)在合金烘烤爐內(nèi)壁涂高溫高輻射涂料,增加爐襯內(nèi)表面的黑度,強(qiáng)化爐內(nèi)輻射傳熱的能力,減少爐壁散熱損失,有助于熱能的充分利用,其節(jié)能效果可達(dá)3%~5%,是近期較先進(jìn)的節(jié)能方法。但是,需要注意涂層的老化現(xiàn)象。采用涂層復(fù)合技術(shù)在熔鋁爐的內(nèi)表面涂上納米復(fù)合涂層,節(jié)能效果良好,延長(zhǎng)了熔鋁爐的使用壽命,提高了熱效率。導(dǎo)電電纜線長(zhǎng)度、截面積以及將電纜線并聯(lián)使用、爐襯厚度、添加爐料操作工藝等對(duì)中頻感應(yīng)加熱熔鋁爐能耗的影響。結(jié)果表明:①適當(dāng)縮短導(dǎo)電水冷電纜的長(zhǎng)度;②增加水冷電纜的條數(shù),且并聯(lián)使用;③合理增加導(dǎo)電電纜的截面積;④保證一定的爐襯襯厚,以承受鋁液的沖刷和損蝕的前提下,減少感應(yīng)線圈內(nèi)壁到爐壁之間的距離。以上措施均可明顯降低中頻感應(yīng)加熱熔鋁爐的能耗,是節(jié)能降耗的有效方法。
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