1、前言

隨著政府陸續(xù)出臺(tái)一系列環(huán)境整治政策，節(jié)能環(huán)保已成為生產(chǎn)企業(yè)一項(xiàng)迫在眉睫的任務(wù)。在鋁合金型材生產(chǎn)過程中節(jié)約能源的消耗，理應(yīng)引起我們的高度重視。

鋁型材在擠壓成型后強(qiáng)度不足，必須經(jīng)過時(shí)效熱處理才能進(jìn)入后續(xù)的表面處理工藝。而臥式時(shí)效爐普遍存在加熱升溫慢、裝料車所耗無(wú)效熱過多以及煙氣帶走熱量過多的缺點(diǎn)。本文介紹的新建時(shí)效爐通過結(jié)構(gòu)改造、采用滾筒/鏈條式傳動(dòng)以及回收熱煙氣等途徑，提高了時(shí)效爐的熱效率，減少燃料的消耗量，最終實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保和降低生產(chǎn)成本的目的。

2、時(shí)效爐熱效率低下的原因

當(dāng)前時(shí)效爐普遍存在熱效率低下的現(xiàn)象，造成企業(yè)生產(chǎn)成本增加，其原因分析如下：

（1）時(shí)效爐進(jìn)出料時(shí)，下一爐物料在爐外停留時(shí)間過長(zhǎng)，導(dǎo)致時(shí)效爐因開放、關(guān)停造成的蓄熱損失嚴(yán)重；

（2）進(jìn)出料所用的裝料車在時(shí)效過程中吸熱過多，且吸收的熱量為無(wú)效熱耗，降低了時(shí)效爐的熱效率，延長(zhǎng)升溫時(shí)間；

（3）時(shí)效爐煙氣的直接排放帶走了大量的熱，最終導(dǎo)致熱效率低下；

（4）時(shí)效爐爐體的保溫性能不足，導(dǎo)致熱量逃逸情況嚴(yán)重，降低熱效率。

3、解決措施

針對(duì)上述時(shí)效爐熱效率低下的情況，新建時(shí)效爐在節(jié)能技術(shù)上進(jìn)行了突破和改進(jìn)，從而更好地提高時(shí)效爐的熱效率，達(dá)到節(jié)能環(huán)保和降低生產(chǎn)成本的目的。解決措施如下：

3.1 擴(kuò)大時(shí)效爐的一次性處理量

擴(kuò)大時(shí)效爐一次性處理量就是要增大時(shí)效爐的容積。經(jīng)研究和生產(chǎn)實(shí)踐表明，時(shí)效爐的容積越大，熱的利用效率會(huì)越高。新建時(shí)效爐的有效空間達(dá)到13500mm?3000mm?2920mm，與舊式的小型時(shí)效爐相比，顯著增加了時(shí)效的一次性處理量。當(dāng)熱處理相同重量鋁型材時(shí)，開爐的進(jìn)、出料時(shí)間和次數(shù)減少，可以有效地降低因開放、關(guān)停爐而導(dǎo)致的蓄熱損失，最終提高爐的熱效率。

3.2 采用混合式傳動(dòng)裝置的節(jié)能技術(shù)

目前，國(guó)內(nèi)大多數(shù)鋁型材企業(yè)在進(jìn)行時(shí)效熱處理時(shí)都是利用裝料車載料框、物料進(jìn)出時(shí)效爐。但是裝料車由于自身重量太大，往往導(dǎo)致型材時(shí)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(wú)效熱耗，對(duì)鋁型材的升溫加熱沒有任何的幫助，反而增加了時(shí)效加熱的時(shí)間。因此，在進(jìn)出料時(shí)減少裝料車的重量或盡量不使用裝料車載料成為縮短時(shí)效升溫時(shí)間、提高生產(chǎn)效率的關(guān)鍵。新建節(jié)能時(shí)效爐在進(jìn)出物料方面做了很大的改進(jìn)，采用滾筒/鏈條式的混合傳動(dòng)裝置，從而拋棄了以往采用進(jìn)料車進(jìn)出時(shí)效爐的方式。

時(shí)效爐的進(jìn)料端采用滾筒式，傳動(dòng)設(shè)計(jì)為兩級(jí)傳動(dòng)，以提高料框在滾筒上運(yùn)行的平穩(wěn)性，同時(shí)可以配合并滿足自動(dòng)裝框機(jī)構(gòu)的使用要求。時(shí)效爐開始工作時(shí)，工人用機(jī)器將裝框后的物料置于滾筒軌道上，此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)滾筒兩端的鏈條運(yùn)動(dòng)，鏈條再帶動(dòng)滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)，相鄰的滾筒會(huì)把物料傳送到時(shí)效爐。爐內(nèi)及出料端分別是鏈條式傳動(dòng)，出料時(shí)，出料端爐門上升打開，鏈條傳送帶將經(jīng)過熱處理的物料運(yùn)到爐外，最后進(jìn)行冷卻。利用滾筒/鏈條式的混合傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，使得進(jìn)出料時(shí)不再需要裝料車裝料，省去了裝料車在時(shí)效升溫過程中吸收的無(wú)效熱量[2]，從而縮短時(shí)效升溫的時(shí)間（見表1，加熱時(shí)間縮短32min），大大提高了時(shí)效爐的熱效率。

另外，新建時(shí)效爐的前后兩端都設(shè)置爐門，確保上一爐的物料時(shí)效處理后，下一爐已經(jīng)裝框的物料能夠接著從進(jìn)料端進(jìn)爐，這樣可以省去單端爐門進(jìn)出料情況下料框逐個(gè)裝卸的停留時(shí)間，同時(shí)減少爐體內(nèi)部的余熱散失，縮短升溫時(shí)間。

3.3 對(duì)時(shí)效熱量進(jìn)行循環(huán)利用

時(shí)效爐煙氣的直接排放會(huì)帶走大量的熱，造成熱量的損失，這是導(dǎo)致時(shí)效爐熱效率低下的主要原因之一。新建時(shí)效爐在煙氣排放方面進(jìn)行了適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)[3-4]。當(dāng)加熱后的空氣被循環(huán)風(fēng)機(jī)送往爐門的分風(fēng)口，并通過分風(fēng)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(shí)現(xiàn)循環(huán)再用，余下的煙氣通過煙囪排走。這樣可以縮短時(shí)效升溫的時(shí)間，減少恒溫時(shí)排煙熱的損失，很好地體現(xiàn)了節(jié)能環(huán)保的理念。

此外，新建節(jié)能時(shí)效爐還在選材、選料等方面追求最佳節(jié)能效果。例如，選用絕熱性優(yōu)秀的材料來(lái)構(gòu)建時(shí)效爐的爐壁、爐底和爐頂，以提高時(shí)效爐的氣密性、保溫性和強(qiáng)度；通過PLC、變頻器控制電機(jī)頻率和循環(huán)風(fēng)機(jī)的風(fēng)速，從而使?fàn)t內(nèi)溫度適應(yīng)型材升溫、保溫要求等。

4、測(cè)試結(jié)果與比較

新建時(shí)效爐應(yīng)用上述節(jié)能技術(shù)并投入連續(xù)工業(yè)生產(chǎn)后，其測(cè)試結(jié)果與舊式時(shí)效爐的比較如表1所示。由表1的結(jié)果可知，新建節(jié)能時(shí)效爐比舊式時(shí)效爐每噸產(chǎn)品的天然氣消耗量下降了2.2 m3（下降了31.4%），升溫時(shí)間縮短32min，同時(shí)能夠保證型材時(shí)效的質(zhì)量。

表1 時(shí)效爐工業(yè)生產(chǎn)性測(cè)試與比較

5、結(jié)語(yǔ)

鋁合金型材在擠壓成型后，需要靠時(shí)效處理來(lái)提高型材的強(qiáng)度。本文介紹了一種新建的鋁型材節(jié)能時(shí)效爐。與原來(lái)的時(shí)效爐相比，新建時(shí)效爐在結(jié)構(gòu)、進(jìn)出料方式得到改進(jìn)，從而更好地實(shí)現(xiàn)節(jié)能、環(huán)保、提高生產(chǎn)效率的目的。擠壓鋁型材時(shí)效質(zhì)量的好壞，決定了產(chǎn)品的質(zhì)量。新建時(shí)效爐在節(jié)能技術(shù)方面進(jìn)行很大的改進(jìn)，自投入工業(yè)生產(chǎn)運(yùn)行以來(lái)，不但縮短了時(shí)效加熱時(shí)間，提高生產(chǎn)效率，而且在節(jié)能環(huán)保和降低生產(chǎn)成本方面發(fā)揮了重大作用，這為今后時(shí)效爐節(jié)能技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展提供了參考。