熔炼炉和静置炉的基本要求

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1、熔炼炉和静置炉的基本要求[1992]894号“铝加工厂建设标准”和YSJ011--9l“铝加工厂工艺设计规范”    铝合金熔炼炉的主要任务就是高效率的熔化铝锭、废料和其他炉料，配制铝合金。铝合金熔炼炉的发展史，实际上就是针对存在的问题不断改进提高炉子效率的历史。对现代铝合金熔炼炉的基本要求是：   1)热工性能好。即熔化速度快，热效率高，单位产量燃料消耗少。   2)操作性能好。即炉温均匀，炉温、炉压、炉内气氛可以方便调节控制，装料、搅拌便于实现机械化作业，对燃料变化的适应性强。   3)性能价格比高。即设备占地面积小，单位产量设备投资低、使用寿命长，维修成本低，金属损耗少，使用

2、燃料便宜易得。   4)环保安全。即设备噪音低，炉子密封性好，排烟好，操作环境好；设备在点火、燃烧、熄火过程中要有可靠的安全保障。　　按照建标[1992]894号“铝加工厂建设标准”和YSJ011--9l“铝加工厂工艺设计规范”的要求，铝及铝合金的熔化，宜采用火焰炉，热效率应大于40%。容量l5t及以上的火焰熔化炉宜采用圆形或其他先进炉型，配以换热器，燃烧系统宜采用自动控制。容量l5t以下的火焰熔化炉可采用比例控制烧嘴。   静置炉用于接受在熔炼炉中熔炼好的熔体，并在其中进行精炼、静置和调整熔体温度，在铸造过程中对熔体起保温作用。因此，熔体的最终质量在许多情况下与静置炉的类型和结构

3、有关。对静置炉的基本要求是：   1)炉内水蒸气含量少。   2)熔池内熔体的温差小、保温良好并能准确控制炉温。   3)具有一定的升温能力。   4)容量与熔炼炉相适应。   5)结构简单、操作方便。   按照建标[1992]894号“铝加工厂建设标准”和YSJ011--91“铝加工厂工艺设计规范的要求，静置炉(保温炉)宜采用电阻炉。当电源不足或炉子容量较大时，也可采用火焰炉，并应设置炉温自动控制装置。二、变形铝合金熔炼炉分类和优缺点比较1．熔炼炉的分类   常用变形铝合金熔炼炉分类方法很多，按使用热源的种类分，有电炉和燃料炉(燃煤炉、燃油炉、燃气炉)两大类。电炉按加热方式、结构

4、和频率又可细分为很多种，燃料炉俗称火焰炉，也可按炉型和炉体结构细分为很多种，见图2—12—1。332．电阻反射炉的优缺点   电阻反射炉的优点是：水蒸气含量少，烧损小，炉温控制准确，熔炼的金属质量高；没有噪音，没有燃烧废气，工作环境好；结构简单，造价较低，维护保养简便。缺点是：加热元件只能安装在炉顶，单位功率不大(通常为30～40kW/m2)，不仅生产率低，而且炉子占地面积较大；热效率比火焰炉高，但比感应炉低；另外，由于金属熔体和熔剂对加热元件的腐蚀作用，不仅给操作带来困难，而且需要经常更换加热元件。3．感应电炉的优缺点   感应电炉的优点：①热量产生在金属材料本身；合金烧损少，熔

5、化速度快，热效率高；②有电动搅拌作用，使熔体的成分和温度更为均匀，而且减轻了工人炉前操作的劳动强度；③熔体表面积和熔体体积的比可以尽可能小，减小了合金氧化、吸气的机会。同时，炉内水蒸气含量少，温度易于调节和控制，熔体品质高；④烟尘少，噪音小，作业环境好。感应电炉的缺点是：电器设备费用较高。两种类型的感应电炉相比较，熔沟式有芯感应炉具有原始功率因数较高(一般为0.3%～0.5%)、设备投资少(约为同容量坩埚式无芯感应炉的一半)、热效率较高的优点。但这种炉子开炉操作较复杂，必须留20%～30%的起熔体，搅拌作用不如坩埚式强烈。熔沟的工作条件恶劣(同时受高温、金属静压和电磁力的冲刷作用，

6、而熔沟壁很薄，由内外温差引起的热应力很大)、寿命较短、且易为炉渣所堵塞。所以，熔沟式有芯感应炉多用于产量大、合金品种少、昼夜连续作业、炉料以新锭和大块料为主的场合。坩埚式无芯感应炉的优点是：搅拌作用比熔沟式炉强烈，熔炼温度更高(可达l600℃，比熔沟式炉高100～200℃)33，在有效容量相同的条件下，输入功率比熔沟式炉可大数倍，因而熔化速度快，而且合金转组方便，炉结的清理和维修都较方便。缺点是原始功率因数低(通常小于0.2)，单位产量能耗较高，热效率较低。为了提高功率因数，需要有相当数量的补偿电容器。而且，坩埚炉多为单相，一般需要三相平衡装置。对于中频感应炉，还需有变频设备，因而

7、使炉子造价更高。这种炉子主要用于中间合金熔制，废料重熔，合金转换频繁及间隙作业的场合。在坩埚式无芯感应炉中，随着电流频率增大，电流渗透深度减小(见表2—12—1)，集肤效应更明显，搅拌作用减弱。但由于磁力线变化频率提高，金属的涡流电势增大，炉料中热能增加，因而熔化速度和热效率提高，起熔也很容易。反之，工频炉传递功率困难，熔化速度和起熔速度都比较慢。但工频炉不需要变频装置，设备投资较省，在使用和维护方面比较简单，常用于大容量的炉子。表2—12—1铝在不同频率下的电流渗透