從鍛造爐的裝料、爐型結構、妒襯、燃燒器形式等方面對鍛造爐的設計技術及應用進行了分析，并提供了一些技術應用。

　　鋁及鋁合金熔煉爐（簡稱熔化爐）是鋁加工熔鑄行業*常用的設備，其熔煉過程也是鋁加工行業能源及材料消耗*大的生產環節，熔化速率及噸鋁消耗是鍛造爐兩個*基本的能力指標。

　　本文從鋁熔煉熱工過程分析著手對鍛造爐爐型結構及控制技術作一些基本探討。

　　l鍛造爐熱工過程分析

 

　　鍛造爐

　　熔煉工藝的基本要求是：盡量縮短熔煉時間，**地控制化學成分，盡可能減少熔煉燒損，采用*好的精煉方法以及**地控制熔煉溫度，以獲得化學成分符合要求，且純潔度高的熔體。鍛造爐是典型的周期式高溫熔煉設備，一般來說，從鋁錠入爐到熔煉結束，大致可細分成以下幾個階段：裝料期、熔化升溫期、精煉及保溫期。在設計矩形熔煉爐時，應盡可能實現火焰與鋁錠表面的充分接觸，強化對流傳熱，同時還要盡可能延長高溫煙氣與金屬的交換時聞，以達到更經濟的運行效果。

　　裝料問題也是矩形鍛造爐要解決的問題之一：

　　1.1裝爐料順序應合理。爐料應盡量一次入爐，二次或多次加料會增加非金屬夾雜物及含氣量。

　　1.2對質量要求高的產品的爐料，在裝料前必須向熔池內撒20 - 30kg粉狀熔劑，在裝爐過程中對爐料要分層撒粉狀熔劑，這樣可提高爐體的純潔度，也可減少燒損。

　　2鍛造爐的爐襯設計

　　目前，國內大多數鍛造爐爐子的內襯還是以高鋁磚為主要熔池內襯材料，材料選型及采購方便、施工方案成熟、易于烘烤、成本低廉、是多數用戶采用高鋁磚的主要因素。但從使用情況上看，高鋁磚抗侵蝕能力方面還有很大的不足，尤其在渣線方面侵蝕現象更為嚴重，從實踐上看，采用常規高鋁磚砌筑的爐襯平均壽命只有3年左右。

　　全澆注爐襯結構是鍛造爐爐襯技術發展趨勢。近年來，國內在這方面的應用也逐漸多了起來，也取得了一些成功應用實例。在鍛造爐爐襯材料選型及使用方面，設計選型時應當考慮如下幾個因素：

　　2.1爐襯材料應具備更高的使用溫度、更強的抗氣流沖刷能力。

　　2.2應能適應不同種類的合金生產，能承受各種精煉劑對耐材的侵蝕。

　　2.3應具有較好的不積渣性能。

　　2.4能適應種類繁雜的回爐料及各種廢鋁對耐材產生的侵蝕性。

　　3鍛造爐燃燒器及其應用技術

　　在鍛造爐設計中．燃燒器的選型及合理的布置是*重要的環節之一，也是鍛造爐優化設計技術的關鍵所在。由于鋁金屬黑度較小，接受輻射傳熱力較弱，因此，在鍛造爐設計中，應盡可能強化對流傳熱能力、提高火焰對鋁金屬對流的效果。

　　多年以來，高速燒嘴及換熱器一直是鍛造爐的標準配置，但在實際生產中，由于鍛造爐粉塵附著及惡劣的煙氣侵蝕的緣故，鍛造爐換熱器總是難以解決的—個難題，使用效果也不是很理想。近年來，蓄熱式燃燒器的應用改變了這個局面，通過采用這種燃燒器，鍛造爐煙氣的排放溫度可降低250qc以下，其噸鋁能耗大幅度更低。

　　以下是蓄熱式燃燒系統系統的大致原理：

　　3.1蓄熱燃燒系統的原理

　　它通過兩個蓄熱室交替切換工作狀態來回收煙氣巾的余熱。工作狀態是左側蓄熱體放熱，加熱流經左側蓄熱體的氣體（空氣或煤氣）；右側蓄熱體吸熱，回收流經右側蓄熱體的煙氣中的顯熱。通過不斷地切換工作狀態，左右兩側的蓄熱體可以把煙氣中的顯熱傳遞給空氣或煤氣。適當設計蓄熱體的蓄熱量和換向時間，可以將煙氣溫度降低到露點附近，*大限度地提高燃料的熱利用率。

　　3.2蓄熱燃燒系統的燃燒組織

　　采用蓄熱燃燒技術，不能用傳統的方式組織燃燒，燃燒的組織與傳統預混和擴散燃燒**不同。在俸統燃燒中，燃料和空氣是通過一個燒嘴噴入爐膛的，燃料和空氣有較好的摻混，混合可燃氣體在爐膛內形成火焰。這種火焰燃燒在距噴口一定距離處有溫度和熱流量的高點。

　　在蓄熱式燃燒中，空氣（和燃料）預熱溫度很高，采用燃料和空氣的摻混燃燒將造成火焰高溫點溫度太高，會造成鋁液的氧化燒損，還將造成NOx污染物產量的急劇升高。因此，蓄熱式燃燒需要采用**不同的燃燒組織方式。具體的做法是讓空氣和煤氣通過相隔一定距離的噴口分別唼入爐膛，擴大其燃燒區域，避免火焰出現高溫點，同時因為氣體預熱到很高的溫度，使燃燒反應區的氧含量可以一直保持在低水平，抑制NOx污染物的產生。這種特殊的燃燒方式將爐膛整體作為一個反應器，燃料和空氣的氧化反應遍及整個爐膛，沒有傳統燃燒方式所具有的可見火焰和其特有的火焰高溫區，整個爐內溫度十分均勻。這種燃燒方式**解決了高預熱溫度下燃燒所造成的高污染物問題。同時，爐溫均勻和消除局部高溫改善了加熱工藝，提高產品的質量，延長了爐子的壽命。

　　此外，由于蓄熱式燒嘴特有的交替燃燒特點，高溫煙氣在爐內始終強制快速循環作用，有助子提高煙氣與鋁金屬的對流換熱效果，這一點對矩形爐型結構無疑是非常有益的。

　　4鍛造爐控劁系統

　　近年來，隨著工業技術的發展及裝機水平的提高，大家對鍛造爐的燃燒控制技術也越來越重視，**的控制技術在實踐中不斷被應用，高水平鍛造爐在燃燒及爐溫控制方面已實現了全自動控制。這些技術主要包括：

　　4.1火焰大小的連續調節及控制。

　　4.2爐膛定溫控制。

　　4.3鋁液溫度的連續測量及串級控制技術。

　　4.4爐壓的全自動調節控制。

　　4.5完善的連鎖及安全保護措施。

　　5電磁攪拌裝置在鍛造爐中的應用

　　電磁攪拌器主要由變頻電源和感應器組成，變頻電源把工頻50/60Hz的工頻交流電變成頻率為0.8 - 3.5Hz的兩相低頻電源。該電源通入感應器線圈后將產生一個行波磁場，此行波磁場穿透爐底的不銹鋼板及爐襯作用于鋁溶液，使鋁溶液產生有規律的移動，從而達到攪拌的目的。改變變頻電源的電壓、頻率和相位，即可改變攪拌力的大小和方向。

　　電磁攪拌可以對鋁熔液進行無接觸**攪拌，使熔體的化學成分及溫度均勻化，同時可減少氧化渣的形成，縮短熔煉時間，提高生產率，大幅降低工人的勞動強度等等……。正是由于電磁攪拌有眾多優點，才使褥電磁攪拌器被越來越多的本行業人士所認可，獲得了廣大用戶的好評，并已成為鋁熔鑄行業的必備設備。

　　6結論

　　本文談了鋁熔煉及加工設各鍛造爐的爐型設計、爐襯結構及燃燒器的型式、鍛造爐控制等方面的知識。近年來，隨著新技術的發展及科學的進步，鍛造爐的設計技術得到了很大改善。但是根據工藝生產方式的不同、爐料種類及燃燒器形式等原因都會對鍛造爐的綜合性能產生很大的影響。因此，鍛造爐設計工作就是要根據這些條件作針對性的設計，也只有這樣，才能實現鍛造爐的*優化設計應用。