世界鋁工業(yè)高新技術(shù)采擷
2021年01月19日 9:52 5795次瀏覽 來源: 中國有色金屬報 分類: 鋁資訊 作者: 王祝堂
可使用29天的寬2170mm鑄嘴
鑄嘴是雙輥式連續(xù)鑄軋鋁帶坯最為關(guān)鍵的部件之一,通過它把鋁或鋁合金熔體輸入鑄軋輥縫。鑄嘴又稱為供料嘴,它的質(zhì)量直接影響帶坯質(zhì)量和產(chǎn)量,因此對鑄嘴的結(jié)構(gòu)和材料要求很高。鑄嘴分寬型和窄型,也有把大于2100mm的列為特寬型。鑄嘴結(jié)構(gòu)形式對穩(wěn)定工藝和提高產(chǎn)品質(zhì)量起著關(guān)鍵性作用。在結(jié)構(gòu)方面應(yīng)保證:熔體通過時流線合理,無死區(qū);熔體在輥縫整個長度上分布均勻;流體流入輥縫的溫度也要均勻一致。鑄嘴由幾塊工件組成,在上下對合的兩塊間有一個特定形狀的擋塊,以保證熔體能均勻地分配于整個鑄嘴內(nèi)。
全球可生產(chǎn)特寬鑄嘴的企業(yè)主要有3家:中國酒鋼東興鋁業(yè)有限公司、美國澤卡陶瓷產(chǎn)品有限公司(Zircar Ceramics. Com.)、諾貝麗斯鋁業(yè)公司(Novelis)法國普基工程公司(PAE)。東興鋁業(yè)有限公司是全球最大的雙輥式鑄軋帶坯生產(chǎn)企業(yè),有60臺鑄軋機,帶坯生產(chǎn)能力60萬噸/年,其中超寬的2350mm鑄軋線4條,是全球最寬的。
澤卡陶資產(chǎn)品有限公司新近推出的Hard Castertip Type NKO+2170mm鑄軋機,是國外最大的,也是生產(chǎn)能力與效率最高的,在29天內(nèi)鑄軋帶坯942噸。生產(chǎn)效率約比中國的高30%,如果到2035年中國雙輥式鋁帶坯連續(xù)鑄軋的效率能全面達到2020年澤卡公司的水平,那就可以在現(xiàn)有產(chǎn)能基礎(chǔ)上提高約30%,即可以在不新建生產(chǎn)線的條件下,增加約200萬噸/年的產(chǎn)能,僅投入不多的資金就等于建設(shè)了約200條新的1800mm鑄軋線。
零摩擦錠坯感應(yīng)加熱法經(jīng)濟環(huán)保
美國新澤西州(New Jersey)感應(yīng)熱集團(Inductotherm Group)班雅羅感應(yīng)技術(shù)公司(Banyard's Induction Technology)新研發(fā)的零摩擦錠坯加熱方式(Zero friction billet heating)是目前最先進的。
鋁及鋁合金錠坯在擠壓之前都必須預(yù)加熱到一定溫度,在中國仍以天然氣加熱為主,還有少數(shù)采用燃油加熱,工業(yè)發(fā)達國家?guī)缀跞捎秒姼袘?yīng)爐加熱。全世界≥45MN的擠壓生產(chǎn)線大都用電感應(yīng)爐加熱,用燃油加熱的僅是個別的。因為大擠壓機的開工率往往在70%左右,有的甚至更低,當然達85%的也有。用天然氣加熱時間較長,一旦停機再開機所費時間長,會損耗較多的油,用感應(yīng)法加熱很靈活。同時,由于對產(chǎn)品質(zhì)量要求日益提高,原有的加熱方法已不能滿足要求,需進行等溫擠壓,就必須對錠坯進行梯度加熱,梯度加熱方式有:
永磁加熱。永磁加熱是種較為先進的加熱方式,是芬蘭核物理學(xué)家P.薩尼內(nèi)(Suonninen)發(fā)明并于2011年獲得專利,上海銳漫能源科技有限公司2012年獲得中國市場獨家經(jīng)營權(quán)。它的基本原理是鋁錠坯位于兩個高速旋轉(zhuǎn)的高性能永磁體之間,產(chǎn)生的交變磁場在錠坯中感應(yīng)出渦流而被加熱,錠坯是逐漸進入高速旋轉(zhuǎn)磁場的,前端溫度高,后端溫度低,從而實現(xiàn)梯度加熱。此法的優(yōu)點是不排放污染物,能耗紙,比傳統(tǒng)感應(yīng)加熱效率高40%以上。
單錠坯熱剪加熱。該法是中國佛山市郎盾鋁加工設(shè)備有限公司研發(fā)的,能耗低,天然氣消耗量20m3/t鋁~24m3/t鋁;可以實現(xiàn)梯度如熱,采用德國自動化元件控制加熱強度,前高后低,使前端溫度高于后端的,形成20℃~50℃的溫度梯度。
電感應(yīng)梯度加熱。電感應(yīng)梯度加熱的基本原理與電感應(yīng)加熱原理相似,不過是將感應(yīng)加熱分成幾段,其電壓V前>V中>V后,錠坯按順序由后向前推進,由于前面電壓高于后面,所以前端溫度比后端高,從而形成溫度梯度。反向擠壓錠坯多用此種加熱方式。
零摩擦感應(yīng)加熱。此種加熱方式被認為是當前領(lǐng)先的,擠壓溫度始終保持在設(shè)定的范圍內(nèi),能確保擠壓的材料前后品質(zhì)均勻一致,完全消除撕裂等缺陷,同時在整個擠壓過程中,各項工藝參數(shù)都處于自動調(diào)控之下。
2019年9月,感應(yīng)加熱—焊接有限公司(Inductotherm Heating & Welding Ltd.)向丹麥通德市(Tonder in Denmark)海德魯精密管材公司(Hydro Precision Tubing)交付了錠坯感應(yīng)加熱班雅得系統(tǒng)(Inductotherm Banyard),它由2臺零摩擦裝置、多段感應(yīng)加熱線圈等組成,可加熱直經(jīng)229 mm的錠坯,功率750kW。
零摩擦錠坯多段感應(yīng)加熱爐是感應(yīng)加熱集團(Inductotherm Group)的班雅得公司生產(chǎn)的。該集團在全世界有38個工廠,40個公司。2020年還向海德魯鋁業(yè)公司設(shè)在美國的克雷索納(Cressona)擠壓廠交付了一套這樣的加熱爐,可加熱254mm直徑的錠坯。
節(jié)能40%的新型回轉(zhuǎn)蓄熱式燒嘴
在全世界幾萬臺工業(yè)爐中,估計目前仍有約60%燃油或燃氣的。它們用的燃燒嘴(簡稱燒嘴)對熱效率與節(jié)能環(huán)保起著關(guān)鍵性作用,好的燒嘴不但熱效率高,油、氣用量少,而且排放的溫室氣體少與質(zhì)量高。筆者所指的溫室氣體質(zhì)量是指除CO2外,其它危害嚴重的氣體如二噁英等的含量。危害嚴重氣體含量低,就燃燒完全,燒嘴也就好。
德國賈斯珀(JASPER)公司新近開發(fā)的新型回轉(zhuǎn)蓄熱式燒嘴(New rotating regenerative burner)就是一種高效燒嘴,商品名稱“科布拉”(KOBRA)。科布拉燒嘴已在歐洲鋼鐵與鋁工業(yè)的一些大戶上獲得應(yīng)用,效果很好,獲得了40%的節(jié)能效果,這可是了不起的成就。
科布拉燒嘴安裝于爐墻上,它的關(guān)鍵構(gòu)件是轉(zhuǎn)子,帶動燒嘴旋轉(zhuǎn)。它能回收廢氣中的熱,將吸入的冷空氣加熱,從而達到節(jié)能目的。
科布拉燒嘴的維護工作量甚少,每年僅需維護一次,它是一種潔凈的燃燒器,所積聚的塵埃與污物可用壓縮空氣清理。日前,應(yīng)用的科布拉系統(tǒng)的功率為500kW與1.2MW,正在設(shè)計小型的,如200kW??撇祭瓱斓倪m應(yīng)范圍很廣,所有的燃料都可以,它的運轉(zhuǎn)很安全,在設(shè)計上對所有不安全因素都考慮相當周到,采取了必要的預(yù)防措施。
責(zé)任編輯:王慧
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