60t固定式電加熱熔煉保溫爐結構淺析

孟麗宇　孫仁洋

熔煉爐和保溫爐用來為半連續(xù)液壓鑄造機提供鋁液。一般來說熔煉爐用以承接來自電解槽的鋁液并能處理固體鋁錠和廠內廢料，按化學成分添加所需數量的合金元素，然后轉爐至保溫爐，經過保溫等處理后再把鋁液經過流槽平穩(wěn)轉至半連續(xù)液壓鑄造機。下面介紹的設備即做熔化爐又可做保溫爐用。

1.熔煉保溫爐工序描述

加料由以下動作完成：電解鋁液可通過澆包、坩鍋或其他專業(yè)設備經過熔煉保溫爐的專用受鋁口加料加入爐內，固體鋁錠和廠內廢料可通過叉車經過爐門加入熔煉保溫爐。此種加料法同樣安全、快捷且高效。

1.1熔化及保溫

固體鋁錠和廠內廢料的熔化以及電解鋁液的保溫是由完全自動的PLC控制系統來完成的。特殊設計以滿足生產要求的寬敞爐膛和爐門加上合理的加熱元件系統，可以確保加料簡便以及生產所需的熔化率、保溫功能和最小的金屬燒損。

1.2合金調整，扒渣和攪拌

合金調整，扒渣和攪拌是通過一個大爐門來完成的。爐膛面向爐門的斜坡一般要設計成小于或等于30°，以便于扒渣。

熔煉保溫爐的鋁水經流口磚排出，流口磚位于爐底，因此可以完全排干爐內的鋁水。流口磚選用氮化碳化硅材質，并采用整體式結構，經過實踐檢驗，此流口磚結構安全系數高，使用壽命長。

2.設備概述

60噸固定式電加熱熔煉保溫爐采用電輻射管加熱，設備具有鋁液升溫速度快，操作方便、安全等特點，可確保鑄造工藝對鋁液的要求。60噸固定式電加熱熔煉保溫爐用于電解鋁液鑄造前的調質保溫及熔化部分鋁塊冷料及中間合金冷料。

本設備由爐體（爐體鋼結構、耐火爐襯）、爐門及爐門升降裝置、加熱元件裝置、爐門除塵裝置、測溫裝置（爐氣及鋁液測溫）、控制系統、前爐及虹吸系統等部件組成。

3.設備系統說明

60噸固定式電加熱熔煉保溫爐的方案設計是根據用戶所提供的技術基本條件，總結我們設計、制造熔鋁、保溫爐的多年技術經驗而設計的。該爐用于電解鋁液鑄造前的調質保溫及熔化部分鋁塊冷料及中間合金冷料。熔體成份和溫度合適的鋁液，調溫后鋁液溫度符合鑄造工藝參數要求，通過鑄造流口流經溜槽到鑄造機參與鑄造。

該熔煉保溫爐采用電輻射管對熔體加熱，有較好的快速升溫能力及良好的控溫能力。

60噸固定式電加熱熔煉保溫爐由爐體鋼結構、爐襯、加熱元件裝置、爐門及爐門升降裝置、爐門除塵系統、測溫系統、前爐虹吸系統及電氣控制部分等組成。其結構、性能分別敘述如下：

3.1爐體鋼結構

爐體鋼結構由鋼板及型鋼焊接制成，結構設計充分考慮熔煉爐在高溫環(huán)境下具有良好的剛性及結構強度，是一個堅固的結構。所有爐殼開孔處，如爐門、出鋁口等，都進行了特殊加固以防變形，用以承受熱應力和機械應力，具有良好的結構剛性和氣密性；爐體鋼結構制作或安裝完成后，在其外表面涂上耐高溫的銀粉漆。

在爐門的上方設有排除煙氣的鋼結構集氣罩，集氣罩采用鋼板及型鋼制成。

3.2爐子砌體

結合該爐的特點，內襯設計時盡量減少扒渣死角，滿足機械扒渣要求及工藝要求。熔池以下側墻、爐底及爐底斜坡接觸鋁液部位采用優(yōu)質的高鋁磚砌筑，抗鋁渣侵蝕。熔池以上爐墻采用耐火粘土磚、硅藻土磚、陶瓷纖維板組成，爐頂為整體吊掛式結構設計，由優(yōu)質澆注料、硅酸鋁針刺毯、蛭石粉（或輕質澆注料）等組成，并采用不銹鋼耐熱錨固鉤及錨固磚將爐頂整體吊掛于爐頂型鋼上。

爐門由澆注料整體澆注，采用不銹鋼錨固鉤錨固。耐火材料采用優(yōu)質產品，通過精心的結構設計及現場砌筑施工，確保內襯使用壽命。

3.3加熱元件裝置

采用高溫電阻帶繞制的帶有保護套管的電加熱元件，每套爐共60支加熱元件，分四區(qū)控制，接線方式為Y接。該加熱元件布置于爐膛上部，對熔體進行輻射加熱。

3.4爐門及爐門提升機構

該熔煉爐采用1個整體大爐門結構。爐門采用鋼板焊接而成，內襯采用鋼纖維澆注料和輕質澆注料，爐門四周用小塊的經機加工處理后的耐熱合金鑄件拼接而成。

爐口四周爐門框同樣為經機加工處理的耐熱合金鑄件，用螺栓固定在爐口鋼板及型鋼上。

爐門升降采用液壓缸驅動，氣缸壓緊。并通過主令控制器實現爐門行程控制及與鋁液測溫的聯鎖。并采用鋼纖維澆注料澆注錨固施工爐口，以解決該處由于頻繁開門冷熱變化引起的爐口耐材開裂現象。大爐門上設有手動小爐門，便于觀察爐內情況。

3.5溫度監(jiān)測系統

所提供的熱電偶用來監(jiān)測以下溫度：

——測鋁液溫度熱電偶。

——測爐膛溫度熱電偶。

測鋁液熱電偶保護套管采用碳化硅保護管，設有專用氣動測鋁液機架。爐門打開時，測鋁液熱電偶自動移出，以免受損。

溫度控制還設有以下控制功能：

——測鋁液溫度熱電偶進出操作也可采取手動控制。

3.6爐門集塵及排煙

在爐門上方設有集塵罩并在煙氣排放管路上設置了自動開關的閥門，此閥門開關與爐門開關互鎖，當爐門打開時，煙罩管道的碟閥自動打開將煙塵排走，當爐門關閉時，排煙的蝶閥自動關閉。集塵罩的設置有效的改善了車間環(huán)境。管路經一電動蝶閥與甲方主排煙管道連接并進行集中排煙。

3.7前爐及虹吸裝置

該爐采用前爐虹吸方式入鋁，前爐不設加熱裝置。前爐鋼結構采用型鋼及鋼板焊接而成，內襯采用澆注料整體澆注。該前爐設有保溫爐蓋，在清渣時打開，平時不打開。保溫蓋上設有虹吸管插入口，不用時用塞蓋塞上。

3.8熔煉保溫爐電控系統特點

爐子控制系統整體化，安裝調試生產簡便。

本電控系統由可編程控制器控制軟件、記錄儀表、信號采集、執(zhí)行電路等組成，具有全部設備的運行控制和狀態(tài)顯示、報警、參數設定、檢測、記錄、數據交換、實現對溫度、鋁液面等功能的控制，并在選擇和設計時充分考慮到采購的便利性、操作維護的簡便性、使用的可靠性和故障的快速處理等。