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鋁型材時效爐如何提高熱效率

2016年09月28日
1、前言
  隨著政府陸續出臺一系列環境整治政策,節能環保已成為生產企業一項迫在眉睫的任務。在鋁合金型材生產過程中節約能源的消耗,理應引起我們的高度重視[1]。
  鋁型材在擠壓成型后強度不足,必須經過時效熱處理才能進入后續的表面處理工藝。而臥式時效爐普遍存在加熱升溫慢、裝料車所耗無效熱過多以及煙氣帶走熱量過多的缺點。本文介紹的新建時效爐通過結構改造、采用滾筒/鏈條式傳動以及回收熱煙氣等途徑,提高了時效爐的熱效率,減少燃料的消耗量,最終實現節能環保和降低生產成本的目的。
  2、時效爐熱效率低下的原因
  當前時效爐普遍存在熱效率低下的現象,造成企業生產成本增加,其原因分析如下:
  (1)時效爐進出料時,下一爐物料在爐外停留時間過長,導致時效爐因開放、關停造成的蓄熱損失嚴重;
  (2)進出料所用的裝料車在時效過程中吸熱過多,且吸收的熱量為無效熱耗,降低了時效爐的熱效率,延長升溫時間;
  (3)時效爐煙氣的直接排放帶走了大量的熱,最終導致熱效率低下;
  (4)時效爐爐體的保溫性能不足,導致熱量逃逸情況嚴重,降低熱效率。
  3、解決措施
  針對上述時效爐熱效率低下的情況,新建時效爐在節能技術上進行了突破和改進,從而更好地提高時效爐的熱效率,達到節能環保和降低生產成本的目的。解決措施如下:
  3.1 擴大時效爐的一次性處理量
  擴大時效爐一次性處理量就是要增大時效爐的容積。經研究和生產實踐表明,時效爐的容積越大,熱的利用效率會越高。新建時效爐的有效空間達到13500mm?3000mm?2920mm,與舊式的小型時效爐相比,顯著增加了時效的一次性處理量。當熱處理相同重量鋁型材時,開爐的進、出料時間和次數減少,可以有效地降低因開放、關停爐而導致的蓄熱損失,最終提高爐的熱效率。
  3.2 采用混合式傳動裝置的節能技術
  目前,國內大多數鋁型材企業在進行時效熱處理時都是利用裝料車載料框、物料進出時效爐。但是裝料車由于自身重量太大,往往導致型材時效處理過后,帶出的物理顯熱占了總支出熱量的很大比重。而且,裝料車吸收的熱量為無效熱耗,對鋁型材的升溫加熱沒有任何的幫助,反而增加了時效加熱的時間。因此,在進出料時減少裝料車的重量或盡量不使用裝料車載料成為縮短時效升溫時間、提高生產效率的關鍵。新建節能時效爐在進出物料方面做了很大的改進,采用滾筒/鏈條式的混合傳動裝置,從而拋棄了以往采用進料車進出時效爐的方式。
  時效爐的進料端采用滾筒式,傳動設計為兩級傳動,以提高料框在滾筒上運行的平穩性,同時可以配合并滿足自動裝框機構的使用要求。時效爐開始工作時,工人用機器將裝框后的物料置于滾筒軌道上,此時發動機驅動滾筒兩端的鏈條運動,鏈條再帶動滾筒轉動,相鄰的滾筒會把物料傳送到時效爐。爐內及出料端分別是鏈條式傳動,出料時,出料端爐門上升打開,鏈條傳送帶將經過熱處理的物料運到爐外,最后進行冷卻。利用滾筒/鏈條式的混合傳動機構,使得進出料時不再需要裝料車裝料,省去了裝料車在時效升溫過程中吸收的無效熱量[2],從而縮短時效升溫的時間(見表1,加熱時間縮短32min),大大提高了時效爐的熱效率。
  另外,新建時效爐的前后兩端都設置爐門,確保上一爐的物料時效處理后,下一爐已經裝框的物料能夠接著從進料端進爐,這樣可以省去單端爐門進出料情況下料框逐個裝卸的停留時間,同時減少爐體內部的余熱散失,縮短升溫時間。
  3.3 對時效熱量進行循環利用
  時效爐煙氣的直接排放會帶走大量的熱,造成熱量的損失,這是導致時效爐熱效率低下的主要原因之一。新建時效爐在煙氣排放方面進行了適當的改進[3-4]。當加熱后的空氣被循環風機送往爐門的分風口,并通過分風口分層噴向待加熱的型材,大部分的余熱能夠收集送回燃燒室,并通過熱交換器再次升溫加熱,實現循環再用,余下的煙氣通過煙囪排走。這樣可以縮短時效升溫的時間,減少恒溫時排煙熱的損失,很好地體現了節能環保的理念。
  此外,新建節能時效爐還在選材、選料等方面追求最佳節能效果。例如,選用絕熱性優秀的材料來構建時效爐的爐壁、爐底和爐頂,以提高時效爐的氣密性、保溫性和強度;通過PLC、變頻器控制電機頻率和循環風機的風速,從而使爐內溫度適應型材升溫、保溫要求等。
來源:東莞市國耀鋁材有限公司
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