熔铝炉的节能技术改造

　　概况

　　铝粒是主要产品钦铁、金属铬及其它铁合金生产的还原剂。当前,国内铝粒生产工艺,主要有卧式和竖式喷铝工艺两种。建成一套竖式喷铝生产系统,原设计采用的熔铝炉是2台1000kw的工频感应电炉,其坩埚材质为耐热铸铁,平均直径为价480mm,熔铝能力每台120kg/h。由于铝液在强磁力作用下,产生了剧烈的翻滚和搅拌,坩埚受到严重冲刷,不但两天左右要消耗一个坩埚,而且铝粒含铁增加,达不到质量要求。

　　后来,为保护坩埚,在坩埚内壁涂刷碳化硅涂料,虽然此时铝粒含铁量有所下降,坩埚寿命也有所延长,但由于涂刷涂料的技术要求很严格,生产中很难达到,故未获得满意效果。更为严重的是,当坩埚被铝液冲刷、浸蚀到漏铝时,会将加联络方式圈外面的辆铁硅钢片铸死,很难处理,加之经常发生电气,机械故障,故建成的这个竖式熔铝生产系统,一直到这次改造都未正式投入生产。但在以后断断续续的试验中,告诉了我们一个事实,即竖式喷铝生产的铝粒粒度非常好,很适合金属铬、钦铁冶炼用铝的技术要求,所以,这次技术改造的要点放在了熔铝炉上。

　　2.熔铝炉的改造

　　2.1方案的确定

　　近几年来,国内、外先后出现了不少新型熔铝炉,如日本的JM和JS型炉,国内的SP型熔铝炉等等,我们发现这些新型熔铝炉都有一个共同的特点,那就是充分利用余热来预热铝锭,另外,这些炉子操作上也是方便的。购进一台8P2型熔铝炉,在此以前我厂一直沿用老式的坩埚炉进行卧式喷铝生产,不仅爆料消耗量大,劳动条件也差。采用SPZ型熔铝炉生产后,吨铝燃料单耗显著下降,从原来442kg降到110掩。但它太重,总重量达78t,如将该炉安装在15m高的平台上,土建投入资金费用很高,是不合适的。结合我厂具体情况,考虑到下面将要介绍的原因,在改造方案中选定了快速熔铝炉(图1)。

　　2.2快速熔铝炉

　　快速熔铝炉是一种燃油熔铝炉,它的炉体由卧式炉和竖式炉组合而成。卧式炉炉膛成腰型,烧嘴火焰成45“角对熔池进行冲击加热,前方有一炉门,供扒渣、清料和检修之用。竖炉分上、中、下三层,紧贴钢板贴有硅酸铝纤维保温毡,内衬则用高铝钒土水泥浇注而成。从卧式炉熔池表面反射来的高温火焰冲向竖炉,高速地通过铝锭,姿到预热和化铝的作用。显然,这种快速熔铝炉具有如下特点:

　　①在熔铝过程中,铝液不与铁件接触,可避免铝粒增铁,其它杂质也无增加;

　　②连续熔铝的能力强,适应了竖式喷铝和连续雾化的要求,炉子500蛇/h的生产能力也与雾化能力相匹配,从而保证了生产的连续性;

　　③俊备可靠,不易发生机械设备故障,从两个多月的使用来看,炉子半年不需中修,一年不需大修,炉子寿命较长;

　　④由于在竖炉内充分地利用了烟气余热,所以炉子热效率较高(达35肠以上)。另外,由于炉子体积小,重量轻(总重量11七)可以安装在为原竖式喷铝设计的15m高平台(承受负荷不允许超过15幼上。

　　2.3快速熔铝炉的改进

　　上述快速熔铝炉只能烧柴油,不能烧重油。如果我厂仍维持烧柴油的话,一是成本提高;二是增加改造费用(因我厂现有设施是烧重油的),三是现场安装柴油贮罐受到厂安全消防章程的严格限制;四是国家政策不允许烧柴油。所以将SPZ炉的燃料改为重油,为此选用了高压内混式扁焰烧嘴,为了稳定燃烧,还配用了JBP一501型油气自动平衡阀。该烧嘴将燃油和蒸汽在混合腔内乳化,使之成为雾状喷出燃烧,燃烧完全,火焰稳定有力。

　　结合我厂实际情况,取消了原快速炉的加料系统和吸废气筒部分,在竖式炉上段安装了一个锥形管,在其侧壁开了一个加料口,并对炉子相应的油汽供给系统、控制系统、鼓风系统作了完全的改造,解决了燃用重油和卧炉与竖炉相接处—炉喉部位炉顶砖易被铝锭砸坏的难题。

　　2.4简化喷铝程序

　　取消盛铝水包这个中间环节,将炉子的出铝口直接对准雾化器进行雾化。这样做不仅减少了有关设备,还可使铝水出炉温度下降50℃,有利于节约能源,减少铝水的氧化,减轻工人的劳动强度,使产量大幅度上升(较高日产量达15七,为设计能力的2倍)。

　　3.改造的主要效益

　　技术改造完成后,于1989年10月进行了试车生产并一次试车成功。从11月份完成的各项经济指标可以看出,大多数指标都超过了设计水平,尤其是油耗边到了国内先进水平(85kg/）,铝粒质量也有明显提高,主要成份Al含量要比卧式炉生产的高0.1%。铁含量低0.1%,这对提高冶炼金属铬的质量和降低铝耗量都是有益的。

　　1Kg7500度的铝水含热量为1192kJ,改造前后的吨铝重油单耗分别是442kg/kg和85kg,重油发热量如按40585.7kJ/kg计算的话,则炉子热效率从改造前的6.6呱提高到改造后的35.7万元。

　　1988年平均每熔l吨铝耗油442kg,改造后月平均每熔l吨铝耗油85kg,按改造后熔铝炉可达到熔铝2000t计算,年节油量为714t,折合标准煤1020t。若每吨油价为500元计,则年节油的经济效益为35.7万元。

　　每熔1吨铝所耗蒸汽1988年年平均为96Ikg,1989年11月平均为100kg,吨落汽价按28元计算,年节汽1722t,经济效益约4.8万元。

　　这次改造投入资金14万元,计及所产铝粒多创造的经济效益,估计生产不到二个月即可收回全部投入资金。

　　4.结语

　　结合我厂现有条件改造而成的快速熔铝炉具有热效率较高、操作方便、造价低、安全可靠等优点,而竖式喷铝工艺,则不仅具有所产铝粒质量好、铝的烧损少,而且能耗低、成本低。