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铝轮毂设备采购注意事项之(二)熔化炉篇

发表于: 2012-01-06作者:王巨光点击:7876

    铝合金的熔化设备,按炉型分可分为塔式炉、感应炉、倾转炉、固定炉,按能源形式分为柴油炉、天然气炉、煤气炉、电炉。其中燃气(天然气或液化石油气)塔式快速熔化炉由于熔化速度快、烧损少、能耗低、燃料经济且能够实现连续熔化,所以普遍被客户接受并广泛应用。

    下面我们分别从熔化炉的配置、功能和技术参数要求等方面详细阐述该设备采购时的注意事项。

    一、铝合金熔化炉的配置:

    铝合金熔化炉属于非标准设备,除非客户有特殊要求,否则其配置均由制造商自行决定,而配置的是否得当会对日后的运营成本产生巨大影响。下面就铝合金熔化炉的几个主要部件给大家做一点点提示,仅供参考:

    (1)耐火材料

    这里的耐火材料是指保温石棉、耐火水泥(浇注料)、耐火砖、保温砖等的总称,耐火材料的质量和施工的水平(也就是砌炉衬的技术水平)直接影响炉子的使用寿命;同时耐火材料的费用在整个炉子的制造成本中所占的比例也是最大的,也就是说它是熔化炉中最值钱的部分,是熔化炉所有构建中的重中之重。

    在耐火材料中,国产石棉的保温性能还是相当不错的,但由于制造工艺的缘故,国产石棉的纤维较短,较薄的石棉毡之类的石棉制品在蜷曲和折叠时容易折断,在使用中须注意。同样,国产保温砖也同样没有任何问题,完全能够胜任保温功能的需要。

    而与铝液直接接触的耐火砖、耐火水泥(浇注料)部分的质量,则以欧洲原产的材料为最好,美、日、韩等略逊,台湾及国产合资品牌再次之。当然这些材料的价格也都是与材料的质量成正相关的。

    一台结构设计合理的熔化炉,应该根据炉膛内不同区域的功能来选择不同的耐火材料。例如,在保温室的炉床部分(下图中红色区域),除了正常的保温、强化层外,与铝水直接接触的炉衬应选择耐高温、耐铝水侵蚀、不粘铝的耐火砖来砌筑。而熔解室炉床(下图中蓝色区域)的外层耐火砖还要具有抗冲击的能力,因为那个区域在炉塔的正下方,是铝锭、废轮子投料时落下的部位,我们国内厂商包括一些著名合资品牌厂商制造的熔化炉,往往在使用了一段时间后,熔解室炉床耐火材料会出现开裂和脱落的现象,就是因为没有考虑这个问题。

    另外,凡是与铝水直接接触的炉衬,能使用耐火砖的部位就尽量要求使用耐火砖,而不要用浇注料代替,因为即使同样材质浇注料浇注的构件与耐火砖的强度还是差很多。

    如果使用真材实料的耐火砖筑炉、砌炉工技术娴熟、使用者操作养护得当,一台铝合金熔化炉应该在使用至少5年后才大修,但很遗憾,至今我们还没有看到国产及合资产熔化炉有过这样的先例。相反,一直被我们瞧不上眼的韩国熔化炉居然做到了,就在前不久,我们亲眼目睹了保定立中车轮2004年购置的一台韩国熔化炉,足足使用了7年,中间没有任何大修,这应该是国内使用的铝合金熔化炉的最好纪录了。

    (2)燃烧器及辅助配件

    燃烧器关系到安全、能耗及日后设备的稳定运行等诸多问题,由于国内在燃烧器设计、加工水平方面的落后现状,国产燃烧器至少在短期内坚决不要使用。

    辅助配件中空燃比例阀、伺服电机等关键电器元件也要坚决使用进口产品。

    (3)助燃风机

    国产助燃风机质量一般,如有条件最好也是使用进口风机。

 

    二、铝合金熔化炉的功能要求:

    铝合金熔化炉根据使用者的不同功能要求,大致分为以下几种情况,现分别加以说明:

    (1)铝合金锭、回用废轮熔化炉

    如果是单纯的以熔化A356合金定和回用废轮子为目的熔化炉,建议使用单台燃气(没有管道天然气的地方,可考虑使用液化燃气)塔式快速熔化炉即可,如果需要的熔化能力在2000kg/hr以下,购置一台即可。虽然现在单台熔化炉能力可以做到6500kg/hr,但如果需要的熔化能力超过2000kg/hr,最好还是选择两台快速熔化炉加一台静置炉的配置,以便于设备的维护保养,同时规避单台熔化炉出现故障造成全线停产的风险。

    使用一台快速熔解炉时,保温室的储存能力最好要比正常设计的大一点,以保证连续放水时铝水的温度均衡;如果配置有独立的保温前炉(静置炉),熔化炉的保温室则按正常的标准设计即可。

    (2)铝合金锭、回用废轮及铝屑兼熔炉

    目前铝合金轮毂厂基本都意识到铝屑回收利用的重要性了,因此在资金条件允许的情况下,基本上都购置了铝屑铝锭兼熔炉。

    目前的铝锭铝屑兼熔炉根据铝屑熔池的搅拌形式,主要分为机械搅拌、电磁搅拌、永磁搅拌和泵式搅拌等几种形式,其中永磁搅拌式经实践验证效果最差,估计很难再有市场;泵式搅拌式铝屑炉最为先进,德国技术,造价很高,但铝水泵为消耗件,使用维护成本较高,目前国内仅听说昆山六和轻在使用。

    电磁搅拌和机械搅拌是当前最为流行的两种铝屑熔化炉形式,由于电磁搅拌式铝屑熔化炉可实现自动化无人看管且铝屑回收率高、无消耗品,在日本、韩国(其他国家笔者暂时没有调查)颇受欢迎,被广泛使用;而机械搅拌式熔化炉虽然是已被日本放弃的落后技术,但由于造价较便宜,反获得我国铝合金轮毂行业的普遍青睐。

    综合比较上述几种形式的铝屑熔化炉,我们认为电磁搅拌式铝屑熔化炉在短期内还是最好的铝屑回收利用的解决方案。如想了解机械搅拌和电磁搅拌铝屑炉的详情,可参考我们的另一篇文章《电磁搅拌与机械搅拌式铝屑熔化炉型家对比》

    (3)铝合金配制及铝合金锭、回用废轮及铝屑兼熔炉

    有条件的铝合金轮毂厂也可以考虑自制A356合金,来降低原材料成本,这种方案只需将一台反射炉与一台铝锭铝屑兼容炉配置一个共用的保温前炉即可,反射炉用来配制A356合金,铝屑铝锭兼熔炉用于熔化回用废轮及铝屑,两台炉子产生铝水最后进入保温前炉进行调质、保温。

    (4)直接购买铝合金液或纯铝液

    如果轮毂厂与铝合金厂距离较近,可以考虑直接购买合金铝水;如果距离电解铝厂很近,还可以考虑直接购买纯铝水来自己配制A356合金。轮毂厂可根据自身具体情况结合上述方案来实施。

    三、铝合金熔化炉的技术参数要求:

    (1)熔化炉外墙温度

    熔化炉外墙温度是设备采购技术协议中常常要求体现的参数之一,某些用户往往对这个参数要求的非常苛刻,片面的认为外墙温度越低越好,设备制造商如果为满足用户这种超低的炉壁温度要求,就必须加厚炉衬中的保温材料的厚度,这就有可能使得熔化炉的炉壁非常厚、整个炉体硕大无比,进而增加了制造成本,即便是这样,由于塔式快速熔化炉的设计结构决定了在其燃烧器周围、炉门口周围等外墙处温度仍然会很高,温度会从哪里传导到整个钢质炉壳,热量依然会散失。其实炉壁外墙散失的热量如果与烟囱排出的废气带走的热量相比的话,这点损失完全可以忽略不计的。所以对于这个参数一定要合理要求。

    那么到底外墙温度要求多少才合理呢?一般来说最经济的温度应该是:

    保温室外墙温度≤70℃

    熔解室外墙温度≤80℃

    燃烧器周围区域温度≤100℃

    保温室炉门温度≤120℃

    (2)使用寿命

    有些熔化炉采购方也会经常对炉子的使用寿命提出明确的要求,虽然熔化炉的使用寿命与炉衬材料及筑炉等制作技术有关,但和使用者的日常清理、维护亦有相当大的关系,因此使用寿命不要在合同中体现,避免被内行人笑话,因为你即使写进去了,也无法执行。

    (3)烧损

    烧损率也是个很难测定的一项技术参数,因为影响这个参数的因素很多,甚至与扒渣工人的技术、习惯、工作态度都有关。我们在考察烧损率这个参数时应该更多的从炉子的结构设计着眼,看看燃烧器的数量、功率、位置及控制方式的选择是否合理,而不是简单地将一个数字写在合同上。

 

    总之,在整条铝合金轮毂生产线中,熔化炉应该属于那种值得多花点投资来采购的设备,决策者应更多的从经济角度来考察这个设备,一台好的熔化炉可在日后为你节省很多费用;相反,一台偷工减料的炉子虽然有可能在价格上对你有很大的诱惑力,但它也可能日后让你的财富损于无形。

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