高效节能型铝合金燃气连续熔化保温炉

通用技术要求》团体标准编制说明中国铸造协会《高效节能型铝合金燃气连续熔化保温炉通用技术要求》标准起草编制组2023510〔一〕工作简况，包括任务来源、主要工作过程、主要参与单位和工作组成员及其所做的工作等；《高效节能型铝合金燃气连续熔化保温炉通用技术要求》团体标准编制说明〔一〕工作简况，包括任务来源、主要工作过程、主要参与单位和工作组成员及其所做的工作等；2023〔团体〕标准的批复》〔中铸协字[2023]21〕。经中国铸造协会总会争论打算，同意由重庆大江美利信压铸有限责任公司主起草并制订《高效节能型铝合金燃气连续熔化保温炉通用技术要求》标准，确定这项标准编号为：T/CFA020308.1—201×《高效节能型铝合金燃气连续熔化保温炉通用技术要求》。本标准由重庆大江美利信压铸有限责任公司提出，由中国铸造协会归口治理。本标准为推举性铸造协会团体标准，是铸造根底性标准之一。仓)、斯托泰科热能科技〔苏州〕苏州春兴精工股份等单位共同起草。123456。12主要负责并对过程中的征求意见进展修改、整理和完善及标准编写的指导以3456责标准编制过程的技术指导。立项阶段：2023技术内容，广泛收集工程相关国内外标准和技术资料，进展大量的工艺技术20233首次评议会，同意该项标准申报中铸协团体标准的申请；并就编写内容进展了具体争论。草稿阶段：20236标准编制工作会议。此次会议邀请行业相关专家对编制组提出的标准草稿提出相关修订和改进意见，大江美利信依据这些20237标准委及有代表性的标准利益方进展广泛征求意见。征求意见阶段：送审阶段：报批阶段：〔二〕标准编制原则和主要内容〔如技术指标、参数、公式、性能要求、试验方法、检验规章等〕的论据，解决的主要问题，修订标准时应列出与原标准的主要差异和水平比照；1、编制的根本原则：压铸工艺是一种高效率、少切屑的近净成形绿色工艺技术。同其他铸造技术相比，压铸是应用最广泛、进展速度最快、技术最先进且效率最高，适应了现代制造业中产品简单化、周密化、轻量化、节能化以及绿色环保的趋势，广泛应用于汽车、通信、机电和通机等国民经济重点领域。近年来，我国压铸行业每年都维持10%以上的稳定增长，到2023年，我国压铸件产量突破300万吨，并将在2023年实现395万吨的压铸件产量。但与国际先进企业相比，我国压铸工艺绿色化程度不高的问题仍格外突出，如熔炼、压铸过程能耗高、浇注系统冗余导致材料利用率低、产品报废率居高不下，产品外表质量不高，“”的现象仍旧严峻，高端市场始终被兴旺国家垄断，如美国、欧盟和日本占据了全球市场的85%左右，国内70%的市场份额被进口产品占据。在“一带一路”、“走出去”、工业转型进展的大背景下，应乐观面对“制造全球化”进展的挑战，在产业构造性问题爆发前，大力整改创，加快产业转型，实现制造全过程工艺及配套设施的绿色化和智能化，对于我国高精度简单压铸产品这一根底性制造业的转型进展具有重要意义。本标准规定了铝合金压铸制造熔炼工艺规划的总体目标、根本原则、总体框架、主要内容、工作程序等内容，适用于铝合金压铸企业产品工艺规划及旧工艺改造升级。在此标准制定的过程中，依据工信部下发的《绿色制造标准体系建设指2025》和《装备制造业标准化和质量提升规划推行绿色制造战略任务，实施绿色制造标准化提升工程而建立的综合标准化体系，具有明确的目标导向性，与《工业和通信业节能与综合利用领域技术〔工信厅节〔2023〕149〕相互补充。该《指南》分析了国内外绿色制造政策规划要求、产业进展需求和标准化工作根底，将标准化理论与绿色制造目标相结合，提出了绿色制造标准体系框架，梳理了各行业绿色制造重点领域和重点标准，为成套成体系地推动绿色制造标准化工作奠定了根底，是推动制造业绿色进展的有力手段。2、标准的主要内容本标准适用于铝合金压铸产品熔炼工艺规划及旧工艺改造升级。主要内容包括高效节能型铝合金燃气连续熔化保温炉的适用范围、术语和定义、炉型构造、技术要求、工艺流程等主要内容。适用范围本标准适用于以自然气为燃料的铝合金集中连续熔化保温炉，需满足国家清洁生产要求。企业应有完备的质量、环境和职业安康安全治理体系，完备的生产工序流程。术语和定义术语和定义主要包括微负压熔化、微负压保温、余热综合利用、余热回PID术语进展定义。炉型构造炉型构造方面：熔炼工艺系统由投料机、熔化室、保持室、集烟罩等组成。投料机承受双链条单循环外控式，配有过载装置，有效地防止了链条发卡及超载运行带来的设备故障问题。熔化室通过特别的几何构造设计，使之在熔化室集快速熔化、打渣、清理杂件于一体，从而到达高效节能。铝水熔化后流入保持室，不带浮渣及杂质，炉内铝水清洁，外表直承受辐射加热，使之加热快，炉膛气氛温度低，不易受损，到达1.2%，多阶段连续辐射加热11铸造企业清洁生产导则标准编制技术路线图熔化炉配备排烟罩对烟气进展有效的收集，到达国家环保标准。熔化炉掌握承受人机界面的触摸屏制，操作简洁、明白、直观，对数据有直接的跟踪和故障准确推断，到达高效节能的目的。技术要求技术要求主要包含一般要求、炉型构造、燃烧系统、排烟系统、炉口烟尘收集罩、温度测量及掌握系统、噪声、机械电气系统、余热回收系统、除尘系统等。一般要求设计安装：连续熔化保温炉应具有相关技术资质的单位进展设YS/T694.1的有关规定。高效节能型铝合金燃气连续熔化保温炉应设有余热回收装置，应承受固定式或旋转式蓄热烧嘴、换热器等节能技术，充分利用烟气余热对助燃空气进展预热，提高炉子热效率。其次，高效节能型铝合金燃GB50387的有关规定。仪表：高效节能型铝合金燃气连续熔化保温炉应配备炉膛及铝液温度指示、记录、调整仪表，指示仪表、记录仪表的准确度等级应符合GB/T13283中的规定。高效节能型铝合金燃气连续熔化保温炉的燃料应有流量测量仪表，还应具备燃料、空气流量比例调整系统，应配备必要的限位开关、按钮和指示灯。根本性能：高效节能型铝合金燃气连续熔化保温炉根本性能/t/t不小于不大于烧损率/%不大于度/℃用温度/℃不大于63561.25576031.5561.25576021561.255760炉型构造炉型应满足生产工艺及产能要求，炉体外壳、炉衬、炉膛、炉门、烧嘴或喷嘴口、烟道口、测温孔、测压孔等几何尺寸及相对位置应符合设计图纸要求。炉膛尺寸应有利于火焰组织和充分燃烧；烧嘴或喷嘴的位置和倾角应有利于向熔池传热，降低溶体烧损；熔池尺寸、深度和外形应满足传热和生产工艺要求，并保证铝液完全排出且有利于扒渣、搅拌和清炉等操作。燃烧系统燃烧系统的设计应符合GB/T19839、GB6222的有关规定，各管道安装位置和尺寸应符合图纸要求。应对燃烧所需的各种动力介质〔包括助燃风、自然气、压缩空气等〕的供给状态进展自动监控，一旦低于设定值，应自动停顿燃烧，确保燃烧安全。对燃烧生成的烟气进展排放，应自动监控烟气排放温度，超出设定值时应可自动停顿燃烧和排放超温烟气，确保燃烧系统和烟气处理排放设施的安全。宜优先承受蓄热式等节能燃烧系统，以满足铝锭的清洁生产要求。应配备自动点火系统及火焰检测及监控系统，确保燃烧安全。燃烧系统每次启动应先自动对炉内气氛进展置换吹扫，确保点火安全。燃气管路应设有过滤装置、流量计量装置、稳压装置，燃气压力应保持稳定。安全放散应向厂方上空排放，不得朝车间内，且垂直距离地面应不小于30m。排烟系统排烟系统设置应能排出全部烟气，排出的烟气经烟道送入烟尘处理系统，烟气排放应符合有关国家或地方排放标准的要求。关心排烟系统应设置烟道闸板，以利于炉膛压力掌握和燃烧系统节能。炉膛压力应承受微负压掌握。炉口烟尘收集罩应设有烟尘收集罩对炉口溢出烟尘进展有效收集。炉口烟尘收集罩应将收集的烟尘汇总至排烟管。排烟管应设有自动开闭蝶阀与炉门联动开启，实现自动收尘功能。温度测量及掌握系统炉温掌握系统依据热工工艺要求掌握燃烧量的负荷。应配备铝液温度测量装置。炉膛温度掌握误差应不超过±10℃。铝液温度误差应不超过±5℃。噪声距噪声源1.0m以外的噪声应不大于85dB，现场测试数据见附件1。机械电子系统电控柜应安装在无导电尘埃的环境中，并远离爆炸何腐蚀危急源；电控装置的可编程掌握器应符合GB/T15969.2机械电气安全等符合GB5226.1掌握柜防护等级IP54通过PLC对熔化炉的投料、熔化、燃烧器掌握、铝液温度、气氛温度、废气温度、液位、出铝液、燃气消耗、安全运行、操作、监控等进展自动掌握。在HMI人机界面上，实时显示炉子的工作状态及故障信息，如炉子燃烧器工作状态，加料机工作状态，炉门开关状态，炉子各区域的温度，参加取出铝料重量，燃气耗用量及相关的记录曲线等。〔见图2〕通过炉体称重系统、HMI人机界面和必要的软件实现每个班次自然气的耗量、烧损等统计等的统计分析。

图2HMI人机界面示意图机械电气安全等符合GB5226.1-2023。承受PLC自动掌握，通过自动调整烟气管路风阀的开关，高温、高压、断电保护等，实现自动掌握余热锅炉的温度及压力等，保证系统的正常运行及安全。通过HMI显示运行参数,监测系统的运行状态并进展存储记录。经过余热锅炉吸热后，烟气温度降温到130°C以下。余热回收系统应充分保证不影响熔化炉、除尘系统的正常、安全运行。除尘系统除尘系统承受PLC自动掌握，通过压力变送器及变频器实现抽风机的闭环PID通过HMI监控设备整体运行状态，动态显示设备工作状态、故障显示、诊断、10mg/Nm、硫化物、一氧化碳、氮氧化物到达国家排放标准。工艺流程主要工艺流程图见图3投料投料预热熔化保温出铝液

图3铝合金熔化工艺流程图投料前应准时清理铝渣，削减铝渣未准时清理形成的刚玉瘤；者铝锭重量不允许超过加料机额定加料重量；制止回炉料或铝锭超过加料车自身高度；材料要求应满足：507—8kg600—700mm；50400—450kg/m3；投料应进展连续熔化，预熔区加料保持60%—100%，直到保温室到达最大液位。预热工艺流程预热区应充分利用废气余热枯燥、燃烧杂物和预热参加的铝料。预热区应具有独特的倒梯形几何构造，能够有效的将铝料保持在预热区进展充分的预热，充分实现热能的多级利用；铝料通过预热区的清洁枯燥后，应在格外短的时间内形成液态进入保温区，能够有效避开因在高温区的猛烈氧化反响，从而提升了金属收益率；铝材外表的杂物应在预热过程中被燃烧，并同时去除夹渣水分；300℃以内〔连续熔化〕，应削减自然气用量，保护除尘系统布袋。微负压熔化工艺流程当预加热的半固态铝料在熔化室下部快速熔化的同时，燃烧尾气应预先加热上部的冷料；燃烧器应为独立掌握的高效燃烧器，能够依据预热区的料位、废气的温度来掌握调整大、小火；位于高效燃烧器快速熔化室底部的半固态铝料，在熔化后应顺流到保温室；熔化室应具有可以有效分别铝液和熔化产生的大量炉渣的结构；高效燃烧器系统应由独立为电路掌握，每个燃烧器依据能源效率合理分布，在熔化室内制造一个均衡高效的热环流〔图4〕，炉腔内各区域温度合理〔图5〕。图4：熔化室能源效率图图5：熔化室各区域温度分布模拟图微负压保温工艺流程高效保温燃烧器产生热量应用于加热铝液保持温度；独立高效的燃烧器应承受PID〔优选平焰燃烧器〕，每个燃烧器依据能源效率合理分布，在保温室内制造一个均衡高效的热环流〔图6〕。--微负压保温；

图6：保温室热流量图--PID--依据使用部位特性选择耐火材料，并进展特别构造设计；--提高铝液品质的除气系统；--铝液液位、温度掌握。保温室应具有可以加装除气砖进展炉内除气的功能，提高铝液质量〔78〕。8：除气砖除气效果出铝液工艺流程液压倾转炉，操作熔化、保温室倾转直接从浇注溜槽放铝液，出铝水效率高，铝液温降小，铝液质量更好。由于放出的是保温室中上部铝10-20℃，节约自然气。〔三〕主要试验〔或验证〕状况分析； 在铝合金高效节能型铝合金燃气连续熔化保温炉构造方面，重点围绕投料装置、预热区、熔化室、保温室、废气收集罩及余热回收装置等构造要素、方面进展指导，通过与传统的铸造熔化炉相比较，本标准意在提出铸造绿色工艺规划的进展方向，提出亟待改进的内容：1、工艺方面：要保证熔炼所得金属液的品质，除了优质的原材料，高效的熔炼设备外，还必需要有优化的熔炼工艺。铝合金压铸熔炼工艺过程主要包括配料、送料、预热、熔化、精炼、除渣、检验等过程。该过程掌握主要的参数有：给料量，给料速度，压缩空气和自然气的压力和流量，炉温，精炼剂的参加量，熔炼所得金属液的温度和成分等。通关试验或实时数据采集、大数据分析等方法来优化熔炼参数，保证熔炼所得金属液的品质。2-2铝合金熔炼工艺参数优化路线3、系统方面：压铸行业作为典型的高能耗行业，在节能减排方面潜力巨大，熔炼保温炉余热回收利用是压铸行业节约和高效利用能源的重要方式。在铝熔炼过程中，需要广泛大量使用热能，为了提高热能利用总体效率，除了要提高直接利用效率，对余热进展回收、实现梯级利用也是实现节能高效熔炼工艺格外重要的途径。图2-3熔炼炉余热综合利用系统示意图〔四〕明确标准中涉及专利的状况，对于涉及专利的标准工程，应供给全部专利全部权人的专利许可声明和专利披露声明；4、物料循环方面：熔渣再生利用是将金属铝液从热铝灰〔主要包含三氧化二铝、二氧化硅等杂质〕中分别的工艺。由于从熔炼炉中扒出来的热铝灰里夹杂有较多的金属铝，因此配置炒灰机回收金属铝，可降低铝的损耗，提高资源利用率。传统的铝灰回收方式是将扒出来的灰放入铸铁锅中，用人工的方式边搅拌边参加煤粉，在炒灰机中使金属铝珠结合形成铝锭沉到锅底，〔四〕明确标准中涉及专利的状况，对于涉及专利的标准工程，应供给全部专利全部权人的专利许可声明和专利披露声明；本标准中未涉及相关专利。〔五〕预期到达的社会效益、对产业进展的作用等状况； 我国特色社会主义进入时代,党的十九次全国代表大会报告提出加快生态文明体制改革，建设秀丽中国。党的十八届五中全会将绿色确立为国家战略进展理念之一，经过几十年的快速进展，我国制造业规模跃居世界第一位，建立起门类齐全、独立完整的制造体系，成为支撑我国经济社会进展的重要基石和促进世界经济进展的重要力气。但我国仍处于工业化进程中，优质高效、节能、节材的先进根底制造工艺和自动化、智能化技术的普及程度与先进国家相比还有较大差距。制造业大而不强，自主创力量弱，关键核心技术与高端装备对外依存度高，以企业为主体的制造业创体系不完善；/能源利用效率低，环境污染问题较为突出；产业构造不合理，高端装备制造业和生产性效劳业进展滞后；信息化水平不高，与工业化融合深度不够；产业国际化程度不高，企业全球化经营力量缺乏。推动绿色进展，着力解决突出环境问题，必需着力解决以上问题。铸造业是装备制