一、加料設(shè)備
鋁合金熔煉過(guò)程中,裝爐是一項(xiàng)很重要的工序,盡可能實(shí)現(xiàn)快裝爐,既是縮短輔助時(shí)間,提高生產(chǎn)效率所需要的,也是減少熱量損失、提高爐子熱效率所必須的。目前國(guó)內(nèi)裝爐機(jī)械化總體程度不高,其裝爐機(jī)械設(shè)備大體是:①天車加料,主要應(yīng)用在爐頂可移動(dòng)的圓形爐上,天車直接用可分式料框或抓斗將爐料裝入爐中。當(dāng)采用龍門結(jié)構(gòu)時(shí),一臺(tái)加料天車可同時(shí)為幾臺(tái)熔鋁爐裝爐;②旋轉(zhuǎn)式加料專用天車,首先人工將爐料裝入料斗中,再用天車將料斗從爐門送入爐內(nèi),天車加料臂較長(zhǎng),并可作正反l80°翻轉(zhuǎn),可將爐料加人爐膛內(nèi)任何地方,主要應(yīng)用在多臺(tái)熔鋁爐同時(shí)工作的場(chǎng)合;③叉車式加料車,料場(chǎng)備有若干料斗,人工先將爐料加入料斗,叉車通過(guò)一個(gè)液壓夾緊裝置將料斗夾緊并送入爐內(nèi),而后通過(guò)一個(gè)穿人料斗內(nèi)的液壓推板將爐料推入爐內(nèi),這種加料車承載力一般為2~3 t,料斗平均載料約500 kg,主要應(yīng)用在中小型熔鋁爐上。也有較大型的裝料車,一次加入量可達(dá)6 t;④升降翻斗式加料車,主要應(yīng)用在帶豎爐的熔鋁爐上。
二、鋁液攪拌裝置
攪拌是鋁合金熔煉過(guò)程中必不可少的重要工序,它起著均勻成分、減少溫差、加速熔化的作用。實(shí)際生產(chǎn)中攪拌采用人工、機(jī)械、電磁三種方式,其中,電磁攪拌優(yōu)點(diǎn)比較突出。目前國(guó)內(nèi)采用的電磁攪拌器按安裝位置可分為爐墻式(見(jiàn)圖2—12—41)和爐底式(見(jiàn)圖2—12—42)。電磁攪拌器由電磁攪拌線圈、變頻器、變壓器、冷卻水系統(tǒng)和控制系統(tǒng)組成。它的工作原理見(jiàn)圖2—l2—43。它利用特殊的變頻電源把50 Hz三相交流電變換成0.2~3(ABB為0.8~3.5)Hz的兩相超低頻電流。該電流通過(guò)感應(yīng)器線圈將產(chǎn)生相應(yīng)的低頻交變磁場(chǎng)(行波磁場(chǎng)),該磁場(chǎng)穿過(guò)爐底鋁熔液、鐵心形成閉合回路。根據(jù)電磁感應(yīng)原理,在該磁場(chǎng)的作用下,鋁液內(nèi)則產(chǎn)生感應(yīng)電流。電流在磁場(chǎng)的作用下產(chǎn)生推力,攪拌鋁液。鋁液的移動(dòng)方向由平移磁場(chǎng)方向確定。感應(yīng)線圈為水冷線圈,它與爐體之間沒(méi)有直接接觸。為了保證磁場(chǎng)進(jìn)入熔池,線圈所處部位的爐殼必須采用奧氏體不銹鋼結(jié)構(gòu)。在多個(gè)熔鋁爐安裝電磁攪拌系統(tǒng)的情況下,可以采用共用的電源、攪拌器和冷卻系統(tǒng),以盡量節(jié)省投資。
國(guó)產(chǎn)DJ—0l型電磁攪拌器的技術(shù)參數(shù)如下:
①電源50 Hz三相交流電,電壓380 V±10%V,容量160 kVA;
②冷卻用軟化水壓力0.2~0.5 MPa,流量1~2 t/h;
③感應(yīng)器輸入電壓l80~220 V,電流200—350 A,有功功率60 kW;
④感應(yīng)器尺寸3200(長(zhǎng))mm×l230(寬)mm×500(高)mm;
⑤感應(yīng)器質(zhì)量3320 kg;
⑥推力(見(jiàn)圖l2—44)(用2440×1250×7 mm鋁板做負(fù)載)。
DJQ型熔鋁爐用水平式電磁攪拌器,是“七五”期間由東北輕合金加工廠和北方工業(yè)大學(xué)等單位,在充分研究國(guó)外JRC電磁泵的基礎(chǔ)上,根據(jù)國(guó)情,經(jīng)過(guò)反復(fù)研制而開(kāi)發(fā)成功的。它是一種靠電磁力推動(dòng)鋁液流動(dòng)而達(dá)到攪拌的非接觸式電磁攪拌裝置,工作方式可以是連續(xù)的,也可以是間歇的。該裝置的特點(diǎn)是:
1)采用工頻電源,泵體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊,與爐底式電磁攪拌器比較,更便于拆裝和清理,拆換時(shí)不影響生產(chǎn);
2)與國(guó)外JRC電磁泵在高溫爐內(nèi)工作相比較,DJQ型電磁攪拌器在常溫(-10~40℃)下工作,線圈采用通水冷卻,可長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)工作,使用壽命長(zhǎng);
3)操作方便,工人只需按動(dòng)電鈕即可開(kāi)始攪拌,且攪拌無(wú)死區(qū),而JRC電磁泵如不設(shè)計(jì)專門的液流通道或隔離爐,則無(wú)法做到無(wú)死區(qū);
4)流量大(3.38~4.05 t/min),流速高(0.61~0.734 m/s),而JRC電磁泵的流量為3 t/min,流速為0.6 m/s;
安裝功率小(20 kW),初投資少,僅為爐底式電磁攪拌器費(fèi)用的10%~l5%。
生產(chǎn)實(shí)際表明,在容量為22 t的煤氣熔鋁反射爐上,按“Г”型安裝二臺(tái)DJQ—1型電磁攪拌器,每2.5 min可使?fàn)t內(nèi)熔體循環(huán)一次,在開(kāi)動(dòng)5 min后可使熔體溫差由一般熔煉時(shí)的95℃降至2~4℃,并使熔化速率提高16.1%~21.4%,燃料單耗降低24.7%,金屬燒損減少1%,還能減輕工人在高溫下的勞動(dòng)強(qiáng)度,節(jié)省工具費(fèi)用,并使高純鋁生產(chǎn)時(shí)往往因增鐵而導(dǎo)致報(bào)廢的難題得以順利解決。DJQ型電磁攪拌器的主要技術(shù)規(guī)格見(jiàn)表2—12—20。
表2—12—20 DJQ型電磁攪拌器技術(shù)參數(shù)
參數(shù) 型號(hào) |
DJQ-1/2-6 |
DJQ-1/2-10 |
DJQ-1/2-15 |
DJQ-1/2-20 |
額定功-率/kW 電壓/V 電流/A 功率因數(shù) 絕緣 溫升/℃ |
6 380 115 0.14 A 60 |
10 380 185 0.145 A 60 |
15 380 265 0.15 A 60 |
20 380 340 0.155 A 60 |
電磁攪拌器的設(shè)備選型通常取決于爐子的形狀和大小,見(jiàn)表2—12—21。
表2—l2—21電磁攪拌裝置選型參考數(shù)據(jù)表
鋁熔爐容量/t |
≤l0 |
≤20 |
≤30 |
≤40 |
≤50 |
變頻電源輸入?yún)?shù) |
|||||
電壓/V 電流/A 相數(shù) 頻-率/Hz 變壓器功率/kVA |
380 220 3 50 160 |
380 300 3 50 200 |
380 450 3 50 315 |
380 600 3 50 400 |
380 750 3 50 500 |
變頻電源輸出參數(shù) |
|||||
電壓/V 電流/A 相數(shù) 頻率/Hz |
220,240 320 2 0.8~3.5 |
220,240 450 2 0.8~3.5 |
220,240 680 2 0.8~3.5 |
220,240 850 2 0.8~3.5 |
220,240 750 2 0.8~3.5 |
冷卻水參數(shù) |
|||||
儲(chǔ)水池容量/m3 水泵排水量/t·h-1 |
≥3 ≥2 |
≥4.5 ≥3.5 |
≥6 ≥5 |
≥10 ≥8 |
≥15 ≥12 |
爐底設(shè)計(jì)參數(shù) |
|||||
爐底厚度/mm 不銹鋼板/mm 爐底環(huán)境溫度/℃ |
≤450 ≥10 ≤70 |
≤500 ≥15 ≤70 |
≤550 ≥20 ≤70 |
≤600 ≥25 ≤70 |
≤650 ≥30 ≤70 |
三、鑄錠機(jī)械加工設(shè)備
鑄錠機(jī)械加工設(shè)備包括切頭尾、切定尺毛料、切試片的鋸床、車皮用車床、空心圓鑄錠鏜孔用鏜床,其主要技術(shù)性能分別見(jiàn)表2—12—22、表2—12—23、表2一l2—24。鑄錠熱剪裝置一般作為擠壓前的加熱裝置安放在擠壓車間,扁鑄錠銑面裝置一般安放在軋制車間。
表2—12—22鋁合金圓鑄錠鋸切用圓鋸床主要技術(shù)性能及切削制度
鋸片直徑 /mm |
最大鋸切直徑 /mm |
鋸片厚度 /mm |
切口寬度 /mm |
進(jìn)刀速度/mm·min-1 |
切削速度 |
|
軟鋁合金 |
硬鋁合金 |
/m·min-1 |
||||
7lO 1010 1430 2000 |
240 350 500 800 |
6.5 6.5 10 14 |
10 10 13.5 19 |
420 330 280 156 |
600 570 450 340 |
1110 1110 1110 1170 |
注:l.冷卻鋸片的乳液濃度,軟鋁合金采用5%~l0%,硬鋁合金采用3%~5%;2.軟鋁合金指工業(yè)純鋁、3系合金和低成分的6系合金,切削性能較差;其他屬硬鋁合金,切削性能較好。
表2—12—23鋁合金圓鑄錠車床主要技術(shù)性能及切削制度
鑄錠直徑 /mm |
鑄錠長(zhǎng)度 /mm |
生產(chǎn)率 /個(gè)·h-1 |
主軸轉(zhuǎn)數(shù) /rpm |
切削速度 /m·min-1 |
進(jìn)刀量 /mm·min-1 |
100~320 250~550 380~860 650~1100 |
400~800 550~1100 500~1800 1000~2000 |
40~70 25~35 8~l5 8~12 |
900 625~900 118~190 268 |
560 560~990 690~810 630~870 |
810~1050 600~1080 360~690 246~450 |
注:切削制度應(yīng)根據(jù)合金組別和鑄錠直徑確定。
表2—12—24鋁合金空心圓鑄錠鏜床主要技術(shù)性能及切削制度
鑄錠直徑 /mm |
鑄錠長(zhǎng)度 /mm |
生產(chǎn)率 /個(gè)·h-1 |
主軸轉(zhuǎn)數(shù) /rpm |
切削速度 /m·min-1 |
進(jìn)刀量 /mm.Min-1 |
145~192 255~405 380~860 650~ll00 |
300~700 300~800 550~l800 1000~2000 |
70~100 10~15 8~l0 5~8 |
815~1200 300~1500 300 |
375~750 840~1050 600~750 |
360~540 990 990 |