坩埚熔铜炉的改造

《工业加热》2002年第2期文章号:10021639(2002)02-004402旧埚窟铜的改造杨金华,谷立峰(北方设计研究院,河北石家庄050011)摘要:主要介绍·种煤气化加热熔锕坩埚炉,用以替代老式能耗高、污染严重的土炉子关鑰词:煤气;坩埚炉;有色金属;熔炼中图分类号:TF063文献标识码:BRevamping of Crucible Type Copper-melting FurnaceYANG Jin-hua, GU Li-feng的有色金属熔炼设备,但是,一次性投资大和使用过前吉程中电费的昂贵,使不少企业望而兴叹,不如充分利用进入2世纪,在节约地球资源和能源,保护环当地煤炭资源进行生产,但直接烧煤也有弊病,一是污境等方面,引起了世界各国,特别是发达国家的髙度染环境;二是燃料的利用率低下,若改用烧焦炭,其费重视·我国也相继颁布了《节能法》、《环保法》《大用并不比用电节省.因此,选用一种既能烧煤又不污染气污染防止法》等法律文件,用以规范企事业单位的环境,还能满足生产工艺要求的坩埚炉是十分必要的各生产经营行为.在机械行业,对于各种工业炉窑而200年7月,我们为张家口某铜加工厂设计制造言,提高生产效率、降低能源消耗、减少污染和降低了一台煤气化坩埚熔铜炉(见图1),以替代原有的坑运行成本,已成为现代工业的发展方向式娆焦炭坩埚炉.在此之前,曾多次将这种煤气化炉埚炉多用于铜、铝、锌合金等有色金属的熔炼,成功地运用到锻造加热炉上,用于坩埚熔铜炉还是第就炉型而言可分为固定式和活动式两种.固定式炉型次.众所周知,纯铜的熔点为1083℃,其浇铸温度又分为竖式炉和卧式炉,这两种炉型以火焰炉居多.为1150℃,故脱氧温度应在1280~1300℃之间活动式炉又分为机械式和人工式,机械式多以感应加由此可见,坩埚外围温度,即炉膛温度必须达到1450热为主,人工式多以火焰加热为主,一些企业,特别1500℃.这就要求燃料的理论燃烧温度在2000℃是部分乡镇企业和个体企业原有的土造坑式坩埚熔炼以上.这么高的温度,对于使用热值较低的发生炉煤炉,已远远不适应生产技术的发展和环保的要求,以气来说,其理论燃烧温度是远远达不到的,因此必须及机械行业对有色金属零件性能的要求,有必要对旧将用于煤气助燃的二次空气预热到300℃以上才能满设备进行彻底改造。电磁感应加热熔炼炉自然是首选足铜熔炼工艺温度的要求."““““““““"世长““长“重重饭““““““等问题应该把主导方向放在技术进步上参考文献:(4)燃煤倒焰窑所存在的问题在技术上并非不可「马炳初硅砖的回顾与展望门耐火材料2000,6(34):288-2912]湖南轻工业学校陶瓷工业热工设备[M,北京:轻工业出版逾越,而且只要方案得当,完全可能使这种设备具有相当好的能耗、工艺、环境和技术经济指标3]娄金宁耐火材料工业热工过程及设备[M]北京:冶金工业(5)解决燃煤倒焰窑存在问题的技术方向在于中国煤化工材料DM把京。治金出合理选择和预处理燃料,采用适宜的燃烧技术,优化CNMHG窑体结构设计,改进装出窑和烧成工艺,充分回收利51吕兆隧道留M1北京:冶金工业出版社、1983用余热资源6]王泽田、等.耐火材料技术与发展()M北京:中国轻工业出版社{M],1993,283-2894方数据加2《工业加热》2002年第2期煤气化坩埚炉的工作原理是:将煤加进煤气发生室,从炉篦子下方通入少量空气和水蒸汽,使煤在缺氧情况下,经过干燥、干馏和氧化还原等几个过程产生煤气(即一氧化碳、二氧化碳和碳氢化合物),这就是通团常所说的熱脏煤气(煤气出口温度约550~650℃)由于安装了简易煤气发生室,既充分利用了当地的煤炭资源,又不会对环境保护造成危害,而且还大大降低了能源消耗这种炉子,由于其煤气发生室与坩埚炉的炉膛紧紧相连,煤气出口与燃烧室相通,所以煤气在进000入坩埚炉的炉膛时是热的,而且含有一定量的煤焦油、煤气通过出口,在二次风的引带下边混合边燃烧,最后达到加热铜料的目的,另外,为了更进步地节约燃料,在烟道上还安装了一台高效喷流换热器,当烟气温度达到1000℃以上时,二次风预热温度可达400℃以上该炉建成试生产时,两个坩埚同时投料,共600kg左右,每炉化铜时间平均在25~3h,与原设计相差甚远,经分析发现问题有两处:一是煤气与二次风混图1煤气化坩埚熔钢炉结构图合后燃烧的高温气流喷出口位置偏高(正对熔铜坩埚1.换热器2.坩埚3.二次风管4.加煤斗5.汽包6.炉篦子7.风斗中腰),致使坩埚底部温度与坩埚上沿温度相差300℃以上;二是排烟口开设位置偏低,烟气只有少部分从2煤气化坩埚燴恫炉研制情况排烟口排出,而大部分从炉口上部冒出,没有参与对二次风的热交换,空气预热温度只有150℃左右,致该厂的坑式烧焦炭坩埚炉,每天化铜液4~5埚使许多热能白白从烟囱放掉(合200~1500kg),每埚时间50~60min,烧焦针对上述问题对原设计炉型进行了改进:一是把火炭1t左右.该厂平均每年生产100t铸件,需用200焰喷口位置下降136mm,使高温气流直吹坩埚底;t铜液.按当地焦炭500元计算,每年约支出6万余是将排烟口改在炉膛上沿,形成上排烟,喷流换热器设元、坑式炉虽然简陋,但使用起来较为灵活,非常适在地面以上,外面用耐火砖和保温砖砌筑,接换热器的合乡镇企业和个体企业,生产任务多,就多开几炉,热空气管道,全部用耐火纤维和玻璃丝布捆扎结实在任务少就少开几炉但缺点是能耗高、燃料利用率低后来试生产过程中,约80mi炉,化铜水600kg,平下,从而导致生产成本也高,而且炉子冒出的烟尘污均每天开两炉,化铜1200kg.每次加煤1500kg,实染环境,另外,由于受操作方式的限制,铸造大的工耗1000kg左右件比较困难新旧炉子技术经济指标对比见表1.新研制的煤气化坩埚炉其基本技术性能如下:豪1新旧炉型技术经济指标对比坩埚(容积)尺寸18焦炭坩埚炉煤气化坩埚炉化铜能力kg·h1450~600每炉生产能力/g300450~600熔炼时间mm铜熔化时间min60~80铜液温度/℃铜液最高沮度/C1300料发生室汽化煤量/kg·h140嵫料YH中国煤化工大同块煤27i70CNMHG发生室最大产气量m3.h1400燃料贵用/元最大煤气的消耗量m3h375机械耗电量W·h’I5(风机电机耗电)年燃料费用/万元45工玄《工业加热〉2002年第2期文章编号:10021639(2002)02-0046-03电渣量锅锭内部中叫孔洞的形成原理研究徐文峰(汉江工具有限责任公司十四分厂,陕西汉中723002)精要:针对电渣重熔钢锭出现内部中心孔洞废品的原因进行了研究分析,揭示∫其形成原理,为实际生产中保障产品品质提供了有力帮助词:电渣重熔;钢锭;内部中心孔洞;形成原理中图分类号:TM92443文献标识码:AStudy on the Formation of Central Hollow inside Electroslag Remelted Ingo(The 14th Factory, Hanjiang Tool Co, Ltd, Hanzhong723002, China)Abstract: In the paper, the allthor analyzes the reasons for forming the central hollow inside electroslag remelted ingot and presents itsforming mechanism. All these are helpful to the improvement of product gualityKey words: electroslag remeltingcentral hellow, forming mechanism前言d.孔洞内壁光滑,色泽灰暗,无明亮金属光泽,可见波纹状起伏目前,精密合金、高速工具钢等特殊钢材的生产,大多采用了电渣重熔工艺(ESR),它对提高钢材的组织均匀性、各向同性和纯净度具有很大帮助和效果本文针对电渣重熔工艺过程中,发生重熔钢锭内部中心孔洞废品的问题,探讨其形成机理并进行了试验研2废品现象a.重熔钢锭经退火横向锯断后,见在靠近截面中心位置有近似圆形孔洞(见图1).孔洞直径在中5mm~p10mm之间b.经用细钢丝测探,孔洞长度占锭高H的l/2图1重熔钢锭内部中心孔洞示意图45之间3试验方法c经切片证实,孔洞在锭底部和锭头部均呈封闭状3试验设备及参数收稿日期:2001-10-15自制单臂单相交流电渣重熔炉作者筒介;徐文峰(1968-),男,浙江省兰溪市人,工程师,学初级电压V士,一直从辜高速工具钢的中频感应炉冶炼、电渣重次级电压N熔治炼及锻造、热轧等生产工艺的制定和产品质量的保障工作电极最大熔化长度/mm2500从表1可以明显看出,在生产任务不变的情况下,用中国煤化工的劳动强度·同时,每年新炉型可节约燃料成本24万元(约40%).另工CNMHG千汽包中的热水洗澡外,当有大工件铸造时,开一炉就可完成,相对旧炉从而取消门以前专为工人洗澡安装的小锅炉,成功地子工作状况,无形之中又可节约…部分,本炉由于采实现了一炉多用最大限度地发掘了炉子的节能潜力