冲击加热熔铝炉的设计与实践

　　提要:本文主要分析了传统反射熔铝炉的缺陷,介绍了新的冲击加热熔铭炉的结构特征和实际使用效果,新炉型比旧炉可节能40以上。

　　1项目的由来

　　某造币厂己有两座熔铝反射炉,由于油耗高(1`okg油/t铝),炉门口冒火严重,寿命短等原因,厂方决定另建一座新炉以解决以问题。为此厂方曾多方考察,较终委托我院进行设计。

　　2旧炉问题分析

　旧炉炉型如图l所示。存在的主要问题是:

　　2.1旧炉燃烧器为RK型,雾化效果差,燃烧器安装在排烟口一侧,在炉内形成马蹄形火焰。火焰加热炉顶炉衬至1300℃以上,炉顶、炉衬以辐射方式向铝料传热,由于铝的黑度小,铝料吸热少。

　　2.2火焰冲击加料门,在加料门处形成高压气流,炉门口寿命低,而且滋气严重。

　　2.3炉子为周期操作,加热、保温、出铝水,加料、加热……如此循环周期操作,加热时炉衬吸收大量热量,同时以辐射方式向坯料传热,保温期间停止向炉内供热,炉衬仍可向坯料传热。具体表现为出铝期间铝水温度仍然上升,炉衬吸热相当大。

　　2.4由于排烟口较低,铝渣容易堵在烟道口上,使烟气不能畅通,很多烟气从加料口滋出,在加料口的上方不得不加一个大排烟罩。

　　2.5炉子排烟温度高（大于1000℃），排烟系统上无余热回收装置，烟气热损失大。

　　3冲击加热熔铝炉

　　要解决旧炉带来的问题需从以下方面人手:

　　(l)保持炉内压力均匀,使炉门口处于微正压状态。

　　(2)减少炉衬吸热量。

　　(3)增加烟气余热回收设备。

　　新炉型如图2所示。

　　新炉采用多级雾化燃烧器,火焰长度在供热能力不变的情况下可在.05~1·Zm内调节,两只燃烧器安装在炉顶,火焰直接冲击铝料,燃烧器及炉膛尺寸按较佳传热要求确定,火焰长度在熔化期内可随意调节。

　　熔池部位由于受铝液、铝块浸蚀碰撞采用重质材料砌筑,炉顶采用浇注料,非受力部位采用轻质材料,以减少炉衬吸热。排烟口设置在加料口对面,适当提高排烟口距熔池底的距离,并做成斜坡式,使铝料在此不易停留堵塞。在紧靠排烟口的烟道上设置管状换热器,管子采IGr18NigTi材料,烟气可将助燃空气预热至500℃以上。烟道上设置高温操阀以调节炉膛压力。

　　4运行效果及存在的问题。

　　该炉于1992年2月投产运行,炉料熔化时间40~50分钟,少于旧炉的65分钟;吨铝油耗废,60k8,比旧炉的14k0g减少57%,加料口处气流的外溢或吸进可通过烟道闸板随意调节。火焰长度可由人工在炉顶操作,炉门口不受火焰冲击,寿命延长至2年。

　　换热器的换热效果达到设计要求,但随着使用时间的延长,前排换热管腐蚀严重,靠前台换热器使用2个月后,由于管子烧穿而报废,第二台换热器使用也不过三个月即拆除,腐蚀原因是熔铝过程中产生的腐蚀性气体所致。换热器拆除后,吨铝油耗仍小于SOkg铝的氧化烧损与旧炉基本相等。

　　如何解决熔铝炉的换热器寿命是今后要解决的问题。