【導(dǎo)讀】黃石、九江城市帶之間、湖北“冶金走廊”腹地，地跨東經(jīng)114°31′—115°20′，北緯29°40′—30°15′。西北與鄂州市為鄰，東北與蘄春、浠水?？h隔江相對(duì)，西南與武漢市、咸寧市毗鄰，東南與陽(yáng)新縣接壤。大冶有3000多年的采。冶史，1000多年的建縣史，100多年的開放史。殷小乙時(shí)期，大冶的先祖。鋼廠，創(chuàng)辦漢冶萍公司，開創(chuàng)了中國(guó)近代民族工業(yè)的先河。國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)大冶撤縣建市（縣級(jí)市）。受大自然的恩賜，大冶是典型的資源型城市。依托資源興業(yè)，大冶工業(yè)企業(yè)主要集中在鐵礦采選、鋼鐵和水泥等三。建國(guó)以來，國(guó)家在大冶境內(nèi)興辦了20多家大中型廠礦企業(yè)，成為。的古代礦冶遺址，被一些史學(xué)家稱為人類歷史第九大奇跡。相連，距省會(huì)武漢僅90公里。2021年6月，大冶市委、市政府確定了經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型。冶市委召開三屆八次全體（擴(kuò)大）會(huì)議，對(duì)大冶經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型進(jìn)行了動(dòng)員部署，年3月，大冶市被國(guó)家批準(zhǔn)為全國(guó)首批12個(gè)資源型枯竭城市。其轉(zhuǎn)型目標(biāo)是到2021年，大冶市力爭(zhēng)地區(qū)生產(chǎn)總值、財(cái)政。新高，蟬聯(lián)全球第一美名。

　　

【正文】 剖面圖如圖 32所示。 圖 32 干床式連續(xù)熔化爐平面圖 圖 33 干床式連續(xù)熔化爐橫截面圖 鋁合金車輪制造 項(xiàng)目可行性研究報(bào)告 第 34 頁(yè) 共 54 頁(yè) (2)爐子的主要技術(shù)指 耗油熔化比 :8OL/t，即每熔化 lt鋁水只需耗油 80L。 熔化爐燒損 :≦ 2178。 5%~3%。 使用壽命 :≧ 8 年。 爐外壁溫度 :不超過 65℃。 (3)熔化爐的結(jié)構(gòu)熔化爐主要有以下幾個(gè)部分 : 1)爐體。用 8mm鋼板和型鋼焊接成箱式整體即爐體，開設(shè)進(jìn)風(fēng)口、進(jìn)料口、取鋁水口、放鋁水口、扒渣口和輔助系統(tǒng)支撐架。隔熱層采用石棉板圍材料在爐殼內(nèi)部。爐襯采用耐火磚，碳硅磚漿砌成熔化室，保溫室，并留出相應(yīng)的進(jìn)出口。 2)燃燒系統(tǒng)。由油箱、油泵、燃燒器和管道組成，共兩組，分置于熔化室、保溫室。 3)除氣精煉變質(zhì)系統(tǒng)。于取水口另側(cè)設(shè)置除氣精煉變質(zhì)室，用純氮?dú)馐捍等虽X液中，配置吹噴熔劑作輔助，并通過可調(diào)的石墨轉(zhuǎn)子下端使氮?dú)夂腿蹌┚鶆蛏⒉荚阡X液中，使其實(shí)現(xiàn)鋁液中的除氣、 除渣、精煉之效果，并可在精煉室進(jìn)行變質(zhì)處理。 4)加料系統(tǒng)?？捎脵C(jī)械方式自動(dòng)加料，或用手工方式進(jìn)行加料，使搭配好的爐料進(jìn)入熔化室。 5)排煙排氣系統(tǒng)。在熔化爐后上角設(shè)置∮ 300mm的排煙筒，將煙氣排出室外。 6)測(cè)溫系統(tǒng)。用自動(dòng)控溫的儀表與測(cè)溫?zé)犭娕歼B接，可自動(dòng)控制各測(cè)溫點(diǎn)的溫度。 鋁合金車輪制造 項(xiàng)目可行性研究報(bào)告 第 35 頁(yè) 共 54 頁(yè) 2178。流化床煤氣發(fā)生爐及煤氣凈化工藝 (1)概述 近年來隨著國(guó)內(nèi)熔化爐市場(chǎng)產(chǎn)品價(jià)格的不斷競(jìng)爭(zhēng)，各廠礦企業(yè)紛紛采用固定床煤氣發(fā)生爐產(chǎn)生的煤氣來代替原來的燃料 輕油，以求最大限度地降低成本。但在實(shí)際使用過 程中普遍存在以下幾個(gè)問題 :(1)耍燒塊煤，對(duì)煤種有一定的限制 。(2)焦油量較大，必須定期清焦 。(3)工人操作強(qiáng)度較大 。(4)輸送距離受到一定限制 。(5)環(huán)境的進(jìn)一步改善受到制約 。(6)操作較復(fù)雜，要求較高。針對(duì)以上問題，許多企業(yè)已成功開發(fā)出新一代適用于有色金屬業(yè)應(yīng)用的流化床煤氣發(fā)生爐及煤氣凈化工藝，適用于冶金及熱加工工業(yè)應(yīng)用，車輪行業(yè)己有多家應(yīng)用，顯示出較好的經(jīng)濟(jì)效益。 (2)流化床煤氣發(fā)生爐特點(diǎn) 1)流化床煤氣發(fā)生爐采用成熟的 V 形布風(fēng)板噴動(dòng)流化床技術(shù)，強(qiáng)化氣固兩相間的混合及熱質(zhì)交換，提高了 碳的轉(zhuǎn)化率，并且具有較高的氣化強(qiáng)度。 2)在爐膛頂部出口設(shè)有蒸汽發(fā)生器，將自產(chǎn)蒸汽混入空氣中進(jìn)入爐內(nèi)，可增加煤氣中的水煤氣份額，進(jìn)而提高煤氣的熱值 (也可利用外來蒸汽 )。 3)流化床煤氣發(fā)生爐采用飛灰爐外循環(huán)方式，大大延長(zhǎng)煤粒在爐內(nèi)的停留時(shí)間，因而提高了碳的轉(zhuǎn)化率，煤氣基本無粉塵及焦油，大大提高及改善了煤氣的質(zhì)量和使用效率。 4)由于煤氣爐出口靜壓保持在 1178。 96x10176?！?4178。 9X10176。 Pa，因此煤氣管路無需增壓，送氣距離遠(yuǎn)。 5)由于采用了流化床技術(shù)，與以往的固定床技術(shù)相比， 停工時(shí)煤氣無需放散，可隨機(jī)停爐，因此特別適應(yīng)有色金屬行業(yè)各種加熱爐、熔化爐、鋁合金車輪制造 項(xiàng)目可行性研究報(bào)告 第 36 頁(yè) 共 54 頁(yè) 時(shí)效爐、保溫爐等的生產(chǎn)工藝要求。 6)煤種適應(yīng)性廣，可直接利用粒煤、粉煤和低劣質(zhì)煤，大大減少了原料成 本。 7)操作簡(jiǎn)單，用工少，回收熱能率高，無焦油，運(yùn)行費(fèi)用低，無污染，占地面積小。 (3)煤氣凈化工藝及優(yōu)點(diǎn) 1)煤氣的凈化原理及步驟。煤氣凈化和煙氣除塵達(dá)標(biāo)可分為二個(gè)系統(tǒng)來完成 :(1)煤氣在原二級(jí)旋風(fēng)除塵后進(jìn)人急冷塔裝置，然后再進(jìn)入洗滌塔進(jìn)行三級(jí)除塵降溫，再將煤氣加壓后通過水霧捕滴器，即可進(jìn)人用氣設(shè) 備或進(jìn)入貯氣柜 。(2)煙氣系統(tǒng)的除塵可采用高溫旋風(fēng)分離器，經(jīng)過濕式除塵后可符合環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)。 2)煤氣冷卻凈化工藝。熱煤氣經(jīng)二級(jí)旋風(fēng)除塵處理后，進(jìn)入急冷塔將煤氣中夾帶的灰塵和熱量經(jīng)噴淋冷水沖洗后可除去 50%的灰塵和煤氣溫度下降到 80℃左右，再迸人洗滌塔，可將帶有水分和微量灰塵的煤氣通過熱水和冷水的噴淋洗滌，使煤氣經(jīng)過水膜和填料 (瓷環(huán) )的接觸，煤氣進(jìn)一步的凈化和降溫，成為潔凈煤氣。由于降溫后的煤氣壓力較低，須增設(shè)煤氣加壓機(jī)為煤氣加壓，使冷煤氣能輸送到較遠(yuǎn)的用氣設(shè)備或貯氣柜。 如果經(jīng)洗滌塔洗 凈的煤氣溫度在 35℃以下時(shí)，煤氣中的剩余水霧會(huì)結(jié)成液滴，故需經(jīng)捕滴器去除液滴后，再送往用氣設(shè)備或貯氣柜。 3)凈化煤氣的優(yōu)點(diǎn)。經(jīng)過凈化處理的潔凈冷煤氣凈度高，對(duì)輸氣管道和用氣設(shè)備的燒嘴無損害 。煤氣輸送距離較遠(yuǎn)，管道不需要保溫，并可改小鋁合金車輪制造 項(xiàng)目可行性研究報(bào)告 第 37 頁(yè) 共 54 頁(yè) 輸氣管道的直徑 。溫度可自由調(diào)節(jié)，控制方便，使用范圍比較廣泛 ?？杉友b煤氣計(jì)量?jī)x表，提高經(jīng)濟(jì)效益。 (4)流化床煤氣爐及凈化工藝流程圖 (圖 33) 圖 33 流化床煤氣爐及煤氣凈化工藝流程圖 3178。塔式反射爐 當(dāng)熔化量或一次需要量大時(shí)，可采用塔式反射 爐熔煉。塔式反射爐有周期式和連續(xù)式熔化兩種，其容量從幾噸至幾十噸。由于爐料和金屬液與爐氣的熱交換需要，塔式反射爐設(shè)計(jì)的熔體與爐氣接觸面積大，由此帶來氧化吸氣的傾向亦大。 塔式反射爐的加熱能源有電阻加熱、液體和氣體燃料加熱。普通塔式反射爐的熱效率很低 (≦ 20%)。為了提高熱效率，近年來出現(xiàn)了新的爐型，鋁合金車輪制造 項(xiàng)目可行性研究報(bào)告 第 38 頁(yè) 共 54 頁(yè) 如快速熔化塔式反射爐。 快速熔化塔式反射爐采用高溫高速熱流直接沖擊被加熱的金屬，使之沖破材料表面上妨礙熱交換的空氣膜，完成高速對(duì)流方式加熱，從而使熱效率明顯提高，熔化帶的熱效率為 60%～ 70%，升溫帶的熱效率為 30%～ 40%?？焖偃刍椒瓷錉t的結(jié)構(gòu)示意如圖 35。 3178。 3178。 2熔化爐的選擇 選擇熔化爐要根據(jù)熔化批量和合金種類、熔化條件 (能源 )、熔爐特點(diǎn)和操作條件、設(shè)備效率和能量消耗等各方面條件，并結(jié)合工廠實(shí)際綜合決定。 通常使用的熔鋁爐容量大小與熔化效率及加熱方式有關(guān)。以輻射加熱的熔鋁爐，其爐膛容量一般為熔化速度的 6～ 10 倍 。而以傳導(dǎo)、對(duì)流、感應(yīng)鋁合金車輪制造 項(xiàng)目可行性研究報(bào)告 第 39 頁(yè) 共 54 頁(yè) 加熱的熔鋁爐容量則要求為熔化效率的 2～ 4 倍。 鋁合金用熔化爐可分為幾種類型 :直接和間接燃燒爐 。燃燒坩堝爐 。有芯和無芯工頻感應(yīng)電爐 。電阻坩堝爐及反射爐。 燃燒反射加熱爐適合于合金種類少且大批量生產(chǎn)使用。這種爐子結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，生產(chǎn)效率高，操作比較容易，但同電加熱的熔爐相比，鋁液溫度控制困難一些，其溫差變化平均高達(dá) 30～ 40℃，且鋁液質(zhì)量較差。此外，熔化過程中金屬燒損超過 3%～ 5%，爐殼溫度常常高達(dá) 100～ 11O℃，操作條件差，對(duì)環(huán)境有一定污染。 有芯和無芯工頻感應(yīng)電爐適合于大量生產(chǎn)使用。其優(yōu)點(diǎn)是鋁液溫差波動(dòng)較小，約 5～ 15℃，易于控制。有芯工頻電爐溫差波動(dòng)范圍 10～ 15℃，無芯工頻電爐由于固有的電磁攪拌作用，溫差波動(dòng)范圍僅 5～ 8℃。這種類型熔鋁爐操作簡(jiǎn)單，生產(chǎn)條件較好。它的金屬燒損通常在 1178。 0%左右。其缺點(diǎn)是電熱組件易損壞，使用壽命短。加人冷料熔化時(shí)，溫升較慢，且設(shè)備投資較貴。 電阻坩堝爐和燃燒坩堝爐適用于多品種且小批量生產(chǎn)。其鋁液溫差變化一般在 10～ 15℃。電阻坩堝爐設(shè)備造價(jià)高，操作方便，無環(huán)境污染。而燃燒坩堝爐造價(jià)低些，但熔化熱效率也低，操作條件差，熔化時(shí)有一定污染。在正常情況下，如果操作合理，爐料為新錠時(shí)，燒損為 2%，如果是碎料，則達(dá)到 4%或更高些。 鋁合金熔煉時(shí)，合金元素的燒損與爐型及加入的爐料有關(guān)。鋁 合金熔化時(shí)推薦的合金元素的燒損值見表 35。 鋁合金車輪制造 項(xiàng)目可行性研究報(bào)告 第 40 頁(yè) 共 54 頁(yè) 目前，常用的熔鋁爐熔化、保溫?zé)嵝始澳芎闹狄姳?36。結(jié)果表明，熱效率高的熔化爐也是熱效率高的保溫爐，電爐無論是熔化還是保溫，熱效率均高于其它爐子。電爐的熱效率通?？蛇_(dá)到 60%～ 80%，燃?xì)鉅t的熱效率實(shí)際上只有 25%左右。這是電爐應(yīng)用比例趨于增加的主要原因。 由于熔化費(fèi)用與各國(guó)資料條件及能源政策有關(guān)，因此，熔鋁爐和保溫鋁合金車輪制造 項(xiàng)目可行性研究報(bào)告 第 41 頁(yè) 共 54 頁(yè) 爐經(jīng)濟(jì)性問題不能一概而論。例如，美國(guó)鋁鑄造廠使用天然氣和電較為普遍。 1984年，每創(chuàng) (10＊ 9J)發(fā)熱值的天然氣費(fèi)用為 3178。 75 美元，而相當(dāng)于同等發(fā)熱值的電費(fèi)為 ，兩者同等發(fā)熱值價(jià)格之比為 1:3178。 2，而燃?xì)鉅t與電爐熱效率之比大約為 1:(1178。 8～ 2178。 4)。因此，盡管天然氣反射加熱爐熱效率比電爐低，但卻最經(jīng)濟(jì)。我國(guó)可供使用的天然氣、煤氣和電能同等發(fā)熱值價(jià)格比大約為 1:(1178。 8～ 2178。 0)。隨著兩氣工程的實(shí)施，采用天燃?xì)夥瓷錉t和電保溫爐似更為合理。 減少金屬燒損也是節(jié)約能耗和降低熔化成本的重要方面。同時(shí)過多的氧化夾雜存在也會(huì)影響熱量傳遞，降低熔化時(shí)的熱效率。更為嚴(yán)重的是，鋁液中的氧化物有損于鑄件的內(nèi)在質(zhì)量。在目 前的情況下，如果熔化過程中每減少 0178。 1%的燒損，每噸合格鑄件的成本至少可降低 14～ 16 元，對(duì)于年產(chǎn)量 2021～ 50OOt 的鑄鋁車間每年可節(jié)省 3～ 7178。 5萬元。 由于電爐不存在燃燒產(chǎn)物，當(dāng)爐料較為潔凈時(shí)，燒損只有 1%～ %，同時(shí)可以加入鋁屑等碎料。而用燃燒反射爐，金屬的燒損較大 (3%～ 5%)，并且不能用切屑和碎料作回爐料。 我國(guó)汽車工業(yè)的發(fā)展迫切需要大容量高質(zhì)量的熔鋁爐和保溫爐，但目前國(guó)產(chǎn)設(shè)備的品種和質(zhì)量都不能滿足大型汽車鋁鑄造車間的需要。為使我國(guó)的汽車鋁鑄造技術(shù)達(dá)到一個(gè)先進(jìn)水平和為汽車輕 量化提供必要的物質(zhì)基礎(chǔ)，我們應(yīng)當(dāng)重視鋁鑄造用節(jié)能、環(huán)保、高效型熔化爐和保溫爐的研制與開發(fā)工作。 3178。 3178。 3 現(xiàn)代熔化爐快速加熱系統(tǒng)與新型爐襯材料 傳統(tǒng)的熔鋁爐效率不高。由于燃?xì)獗嚷什贿m當(dāng)，沒有利用廢氣余熱系鋁合金車輪制造 項(xiàng)目可行性研究報(bào)告 第 42 頁(yè) 共 54 頁(yè) 統(tǒng)，大多數(shù)熔爐熱效率僅有 10%～ 15%。美國(guó)在總結(jié)了這類熔鋁爐的弊病的基礎(chǔ)上研制了采用快速熱氣流對(duì)流加熱系統(tǒng) (圖 36)和新型爐襯材料。 1178?？焖偃紵到y(tǒng) 快速燃燒器排出的熱氣流速度達(dá)到 5800～ 9800m/min，而低速燃燒器出口速度僅為 910～ 1520m/min。被強(qiáng)化了的 熱氣流對(duì)流作用破壞了爐料周圍的空氣層，加速了熱傳遞。 快速燃燒器的特點(diǎn)是燃燒充分，約有 75%～ 85%的燃料是在燃燒筒內(nèi)進(jìn)行的。其標(biāo)準(zhǔn)熱量可達(dá)到 (3178。 9～ )x10＊ 6kJ/h，與傳統(tǒng)的燃燒器相比，燃料消耗可超過 40%，空氣消耗量與燃料之比從 8:1提高到刀 :1。按熔化爐容量大小，火焰長(zhǎng)度范圍為 300～ 96OMM。裝有快速燃燒器的熔爐熔化效率和熱效率高，加熱均勻，加熱區(qū)溫度低，因而可節(jié)約燃料 40%。金屬燒損降低到 1178。 5%，調(diào)整和維修方便。 使用中應(yīng)當(dāng)注意，燃燒筒內(nèi)不能有任何障礙物，否則會(huì)促 使燃?xì)飧淖冧X合金車輪制造 項(xiàng)目可行性研究報(bào)告 第 43 頁(yè) 共 54 頁(yè) 角度，可能造成金屬液攪拌與氧化。注意防止點(diǎn)火系統(tǒng)故障，以免產(chǎn)生爆炸而損壞燃燒筒。 2178。陶瓷輻射管加熱爐 目前，新開發(fā)了一種使用陶瓷輻射管加熱組件的熔化爐。這種熔化爐的特點(diǎn)是將直接燃燒與輻射管加熱相結(jié)合。先通過快速燃燒器快速對(duì)流加熱爐料，當(dāng)爐料加熱到略低于熔融溫度后再用陶瓷輻射管加熱，直至熔化并繼續(xù)升溫到預(yù)定的溫度。熔煉時(shí)不攪拌以獲得最佳效果。但應(yīng)注意，對(duì)流與輻射加熱過程要嚴(yán)格分開，按順序進(jìn)行，以避免快速對(duì)流加熱時(shí)燃燒氣體直接與金屬液接觸。這種加熱方法金屬燒損小，而鋁液質(zhì)量與電爐熔化 相同。 為了提高熔化爐的熱效率和熔化生產(chǎn)率，輻射管加熱系統(tǒng)配備了熱氣流回收器。高速熱氣流通過多孔噴氣嘴對(duì)爐料進(jìn)行預(yù)熱，這樣，在爐料預(yù)熱階段， 660～ 670℃的預(yù)熱溫度下清除爐料表面水分、油污，提高了爐料熔化前的溫度，縮短了熔融時(shí)間。當(dāng)爐膛容量為 520Okg、鋁液溫度為 790℃時(shí)，熔化率為 680～ 700kg/h。 預(yù)熱裝置內(nèi)和爐內(nèi)的絕熱材料，均采用陶瓷纖維塊，爐頂鋪設(shè)陶瓷纖維毯。燃燒和熱氣流系統(tǒng)采用微處理計(jì)算機(jī)控制。熱氣流和空氣混合比例通過電磁閥調(diào)整。在控制系統(tǒng)申，裝備了超溫保護(hù)儀表，熔煉過 程中不會(huì)發(fā)生過熱的危險(xiǎn)。 這種熔鋁爐的熱效率在 %～ %范圍內(nèi)波動(dòng)，平均為 %。熔化 lkg鋁合金消耗天然氣 0178。 06m＊ 3，保溫時(shí) (750℃ )燃料平均消耗為 ＊ 3/h或者 1O5kJ/(kg178。 h)?？偟娜刍瘬p失 (燒損、粘包、熔渣等 )為 0178。 83%。 鋁合金車輪制造 項(xiàng)目可行性研究報(bào)告 第 44 頁(yè) 共 54 頁(yè)