熔铝炉的节能技术

熔铝炉的熔炼过程大致可分为4个阶段:炉料装入到软化下榻;软化下榻至炉料化平;炉料化平到全部熔化(该阶段产生氧化浮渣);铝液升温。其中在装料时，为了不损坏炉底及侧墙的耐火材料以及考虑在铝料熔化时得到有效的热交换，要注意投入料的构成、配比及放置方式。对铝料的加热熔化是通过烧嘴火焰的对流、火焰和炉墙的辐射传热以及铝料间的热传导来完成的。在整个过程中，三者之间的比率是不断变化的。固态时铝的黑度(又称辐射率)小，导热能力强。随着熔炼过程的进行，炉料进入半液半固的临界状态，其导热能力下降，热学性质发生了根本性的变化。液态铝的导热能力仅为固态铝的40%，熔池上部向底部的传导传热过程十分缓慢。金属镜面上漂浮的疏松浮渣构成热传递的绝热阻挡层。此时熔池表面氧化膜化开，失去了保护作用，氧化、吸气倾向增强。对于火焰熔铝炉来讲，在铝的熔化期间，炉膛温度一般控制在11001200 0C，此时的出炉烟气温度即为炉膛温度，烟气带走的热量约占炉子热负荷的50-70%，考虑到10%的其它热损失，有效热利用只有30%-40%，如果不充分利用这部分余热，势必会造成很大浪费，降低炉子的热效率。采用换热器方式可回收烟气热量的30%，有效热可提高约10%。

众所周知，用蓄热室来预热空气和燃料是一项较早的技术，但由于其换向阀结构复杂、体积庞大、控制系统不稳定、换向时间长、效率比较低，因此没有得到重视，因而换热器技术得到迅速发展。上世纪70年代的能源危机后，节能工作得到各个国家的重视，加上科学技术的不断进步，出现了结构简单，控制方便，可靠性强的换向系统。

上世纪80年代，英国开发了蓄热式陶瓷燃烧系统(RCB技术)，用陶瓷球作蓄热体，换向时间0. 5-3min，空气预热温度达1000℃。在钢、铝熔化和玻璃熔化加热等方面应用，取得显著节能效果。但该技术存在设备体积大、产生NO，多的缺点。上世纪90年代初，日本为了满足气候变化框架条约的要求，构委托日本工业炉、日本钢管等单位，在改进RCB技术的基础上，温空气燃烧技术。

综上所述，蓄热式燃烧技术发展可分为下面几个阶段:

(1)简单蓄热式燃烧系统，此系统蓄热室和燃烧器是分开的，换向系统庞大，换向控制系统复杂，可靠性差，换向时间长，热效率不高。

(2)从自预热烧嘴发展的蓄热式烧嘴，此烧嘴在国外得到重视并发展到较高水平。如英国的RCB型烧嘴，美国的双蓄热室烧嘴等等。广泛应用于各种火焰炉，并取得了不错的效果。

(3)把蓄热室和炉体有机结合一体，并有可靠换向系统的高效蓄热式燃烧技术，北岛公司在90年代初就有研究和应用，而国内首次成功地利用该技术燃用低热值的高炉煤气则是1999年萍乡钢铁有限责任公司建成的棒材轧钢加热炉，取得了显著的经济效益和社会效益。在此之前国内没有在连续式加热炉上燃烧纯高炉煤气先例。

(4)把蓄热室和烧嘴有机结合一体，并有可靠换向系统的高效蓄热式燃烧技术。烧嘴式蓄热式熔炼炉是一种发展方向。

此外，设置熔体搅拌装置，如采用永磁搅拌技术，合理安排生产工艺、装炉与操作机械化、实现熔炼过程自动控制等辅助措施均能为实现熔铝炉的节能降耗起到一定的积极作用。且改善了工人的劳动条件，为解放生产力，提高生产效率打下了基础。

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