熔炼炉和定量炉的优化方案: 铸造厂迅速减少燃气消耗的 5 种方法

压铸件总成本的 25% 与能源消耗有关,在其中高达 77% 的能耗是因熔化回炉料和铝锭,以及将铝液保持在适当的温度而产生。

当然,这是在能源成本上涨危机之前。随着今年秋冬的进一步涨价,降低炉子的燃气消耗量则是取得胜利的关键。

好消息是,“取得胜利”不一定需要等待太长的时间。

史杰克西产品开发副总裁 Theodoor van der Hoeven 博士提出了一些关于铸造厂可以做出的快速改变的建议,帮助降低他们的能源费用。

1) 预热区节能:更优的加料方式,更多的能源节约

熔炼炉预热区空间若不能充分的被利用则就是在浪费能源,因此,对于任何希望削减成本的压铸厂来说,审查加料过程自然是第一要务。

首先,最好先向预热区加料再启动熔化烧嘴,因为这样可以在一开始就使炉膛废热得到充分利用。炉料混合也很重要。炉料混合也很重要。回炉料和铝锭的投放比例达到 50:50 将优化加料条件和预热区内的材料分布。尽量使用较小的铝锭,因为这将实现较高的表面积比,有利于热传导。铝锭垛内的铝锭以相同的方向摆放并投入到预热区会使材料分布的更均匀以便减少能源消耗。

针对那些无法满足50:50投放比例的厂家,例如,那些专注于重新熔化大块的回炉料,以符合巨型铸件的趋势 (体积庞大的铸件意味着空隙空间更大)的铸造厂,加装一个覆盖预热区的废热挡板也能将热量损失大幅降低。尚未使用该功能的铸造厂应该这样做。我们已经有客户将他们的能耗降低了15%以上。

我们的工程师只需要5天时间就可以完成一块新的废热挡板的安装。

2) 熔炼阶段:避免停止/启动的热量损失

熔炼炉在 100% 负荷的运行下所产生的效能是最高的。问题是这往往是不现实的。

不论是由于维护、生产变化或是仅仅由于市场条件的变化,许多铝压铸厂商可能经常遇到炉子利用率低至 30% 的情况,导致停止/启动生产,以及能源浪费在中断期间。但是有一个解决的办法。通过现场生产的实际需求,在熔炼和保温模式之间持续的切换,可避免熔炉空烧和过度加热。能节省高达 20% 的能源。我们也建议在铝液保温期间盖上预热区盖板,来节省宝贵的能源。

 

这个动作可以手动完成,但将这一过程实现自动化会更高效一些。我们的非全载运行效率控制系统可以在短短 2 或 3 天内完成安装。

3) 快速更换炉衬:最高可节省 50%的时间

炉衬的磨损是无法避免的:所有的熔炼炉和定量炉都需要定期更换炉衬,以保持正确的运行和最大的能源效率。如果你有无法解释的能量损耗,耐材磨损可能是罪魁祸首——特别是如果您的炉子已经服役超过 10 年。

更重要的是,当需要更换炉衬时,铸造厂对供应商承诺的熔化每吨铝液所需的燃气消耗量的具体目标是有所期待的,并希望他们提供现场测试的验证数据。我们已经实现了在短短 4 周内可以实现对熔炼炉进行测试、更换炉衬、重新安装和重新测试,这节省了 50% 以上的时间。使用预制件炉衬替换的定量炉的周转时间可快至 5 个工作日。

建议选择原厂替换炉衬。因为如果更换的炉衬设计得不好,就不能与原来的炉壳钢结构规格完全匹配,那么总能耗就会增加 30% 之多。

4) 避免烧钱:检查空燃比

铸造厂如果不对其熔炼炉的燃烧器进行定期调试检查,可能会后悔。为什么?因为过量的空气是导致熔炼炉燃气消耗增加的一个最常见因素,这通常是由于空燃比不平衡造成的。

对于所有的铸造厂来说,理想的目标是确保燃气燃烧时过剩的空气降至最少——这一水平被称为“接近化学当量的空燃比”。除了降低燃气成本(与空气过盛的燃烧器相比,可降低多达 2%),保持接近化学计量的空燃比将有助于减少可能导致废品产生的金属氧化 (最终也会导致能耗增加)。

检查燃烧器的校准所需的时间相对较少,而且这样做有可能使每吨铝液少用约七千瓦时的能源

5) 炉底除气砖:缩短后期处理的时间

众所周知,在熔炼炉和/或定量炉炉底集成除气砖是一种可以提高铝液质量的措施。除气用气体 (通常为氮气) 会带走溶于铝液内的氢气,因此减小了铝液的密度指数来提高品质。

可能不太明显的是,这是另一个快速减少燃气消耗的好方法。提高炉内的铝液质量可以大大缩短对铝液进行单独处理阶段所需的时间。缩短处理时间意味着减少能量损失,由于这个原因,熔炼炉中的温度可以降低 (因为铝液不需要加热到更高温度来补偿冷却)。

很可能还有其他降低熔炼炉/铝液温度的机会。例如,值得关注的是,在周末的保温期采用较低的温度设置,因为这可能会带来大幅的燃气节省

这些只是一些相对“快速优化”的解决方案,以尽量减少燃气消耗。要更详细地了解潜在的机会,请下载我们的能源节约指南。

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