60t固定式电加热熔炼保温炉结构浅析

孟丽宇　孙仁洋

熔炼炉和保温炉用来为半连续液压铸造机提供铝液。一般来说熔炼炉用以承接来自电解槽的铝液并能处理固体铝锭和厂内废料，按化学成分添加所需数量的合金元素，然后转炉至保温炉，经过保温等处理后再把铝液经过流槽平稳转至半连续液压铸造机。下面介绍的设备即做熔化炉又可做保温炉用。

1.熔炼保温炉工序描述

加料由以下动作完成：电解铝液可通过浇包、坩锅或其他专业设备经过熔炼保温炉的专用受铝口加料加入炉内，固体铝锭和厂内废料可通过叉车经过炉门加入熔炼保温炉。此种加料法同样安全、快捷且高效。

1.1熔化及保温

固体铝锭和厂内废料的熔化以及电解铝液的保温是由完全自动的PLC控制系统来完成的。特殊设计以满足生产要求的宽敞炉膛和炉门加上合理的加热元件系统，可以确保加料简便以及生产所需的熔化率、保温功能和最小的金属烧损。

1.2合金调整，扒渣和搅拌

合金调整，扒渣和搅拌是通过一个大炉门来完成的。炉膛面向炉门的斜坡一般要设计成小于或等于30°，以便于扒渣。

熔炼保温炉的铝水经流口砖排出，流口砖位于炉底，因此可以完全排干炉内的铝水。流口砖选用氮化碳化硅材质，并采用整体式结构，经过实践检验，此流口砖结构安全系数高，使用寿命长。

2.设备概述

60吨固定式电加热熔炼保温炉采用电辐射管加热，设备具有铝液升温速度快，操作方便、安全等特点，可确保铸造工艺对铝液的要求。60吨固定式电加热熔炼保温炉用于电解铝液铸造前的调质保温及熔化部分铝块冷料及中间合金冷料。

本设备由炉体（炉体钢结构、耐火炉衬）、炉门及炉门升降装置、加热元件装置、炉门除尘装置、测温装置（炉气及铝液测温）、控制系统、前炉及虹吸系统等部件组成。

3.设备系统说明

60吨固定式电加热熔炼保温炉的方案设计是根据用户所提供的技术基本条件，总结我们设计、制造熔铝、保温炉的多年技术经验而设计的。该炉用于电解铝液铸造前的调质保温及熔化部分铝块冷料及中间合金冷料。熔体成份和温度合适的铝液，调温后铝液温度符合铸造工艺参数要求，通过铸造流口流经溜槽到铸造机参与铸造。

该熔炼保温炉采用电辐射管对熔体加热，有较好的快速升温能力及良好的控温能力。

60吨固定式电加热熔炼保温炉由炉体钢结构、炉衬、加热元件装置、炉门及炉门升降装置、炉门除尘系统、测温系统、前炉虹吸系统及电气控制部分等组成。其结构、性能分别叙述如下：

3.1炉体钢结构

炉体钢结构由钢板及型钢焊接制成，结构设计充分考虑熔炼炉在高温环境下具有良好的刚性及结构强度，是一个坚固的结构。所有炉壳开孔处，如炉门、出铝口等，都进行了特殊加固以防变形，用以承受热应力和机械应力，具有良好的结构刚性和气密性；炉体钢结构制作或安装完成后，在其外表面涂上耐高温的银粉漆。

在炉门的上方设有排除烟气的钢结构集气罩，集气罩采用钢板及型钢制成。

3.2炉子砌体

结合该炉的特点，内衬设计时尽量减少扒渣死角，满足机械扒渣要求及工艺要求。熔池以下侧墙、炉底及炉底斜坡接触铝液部位采用优质的高铝砖砌筑，抗铝渣侵蚀。熔池以上炉墙采用耐火粘土砖、硅藻土砖、陶瓷纤维板组成，炉顶为整体吊挂式结构设计，由优质浇注料、硅酸铝针刺毯、蛭石粉（或轻质浇注料）等组成，并采用不锈钢耐热锚固钩及锚固砖将炉顶整体吊挂于炉顶型钢上。

炉门由浇注料整体浇注，采用不锈钢锚固钩锚固。耐火材料采用优质产品，通过精心的结构设计及现场砌筑施工，确保内衬使用寿命。

3.3加热元件装置

采用高温电阻带绕制的带有保护套管的电加热元件，每套炉共60支加热元件，分四区控制，接线方式为Y接。该加热元件布置于炉膛上部，对熔体进行辐射加热。

3.4炉门及炉门提升机构

该熔炼炉采用1个整体大炉门结构。炉门采用钢板焊接而成，内衬采用钢纤维浇注料和轻质浇注料，炉门四周用小块的经机加工处理后的耐热合金铸件拼接而成。

炉口四周炉门框同样为经机加工处理的耐热合金铸件，用螺栓固定在炉口钢板及型钢上。

炉门升降采用液压缸驱动，气缸压紧。并通过主令控制器实现炉门行程控制及与铝液测温的联锁。并采用钢纤维浇注料浇注锚固施工炉口，以解决该处由于频繁开门冷热变化引起的炉口耐材开裂现象。大炉门上设有手动小炉门，便于观察炉内情况。

3.5温度监测系统

所提供的热电偶用来监测以下温度：

——测铝液温度热电偶。

——测炉膛温度热电偶。

测铝液热电偶保护套管采用碳化硅保护管，设有专用气动测铝液机架。炉门打开时，测铝液热电偶自动移出，以免受损。

温度控制还设有以下控制功能：

——测铝液温度热电偶进出操作也可采取手动控制。

3.6炉门集尘及排烟

在炉门上方设有集尘罩并在烟气排放管路上设置了自动开关的阀门，此阀门开关与炉门开关互锁，当炉门打开时，烟罩管道的碟阀自动打开将烟尘排走，当炉门关闭时，排烟的蝶阀自动关闭。集尘罩的设置有效的改善了车间环境。管路经一电动蝶阀与甲方主排烟管道连接并进行集中排烟。

3.7前炉及虹吸装置

该炉采用前炉虹吸方式入铝，前炉不设加热装置。前炉钢结构采用型钢及钢板焊接而成，内衬采用浇注料整体浇注。该前炉设有保温炉盖，在清渣时打开，平时不打开。保温盖上设有虹吸管插入口，不用时用塞盖塞上。

3.8熔炼保温炉电控系统特点

炉子控制系统整体化，安装调试生产简便。

本电控系统由可编程控制器控制软件、记录仪表、信号采集、执行电路等组成，具有全部设备的运行控制和状态显示、报警、参数设定、检测、记录、数据交换、实现对温度、铝液面等功能的控制，并在选择和设计时充分考虑到采购的便利性、操作维护的简便性、使用的可靠性和故障的快速处理等。