Советы плавильщикам

---

Советы плавильщикам для увеличения рентабельности плавок

В процессе плавки металла на отражательных печах, многие плавильщики, не знающие теории термодинамики, закладывают твердую шихту алюминия в ванну с расплавом, думая, этим ускорить процесс плавки. На самом деле теплопроводность жидкого алюминия примерно наполовину ниже теплопроводности алюминиевой шихты, находящейся в твердом состоянии. В связи с этим эффективность плавильной печи при погрузке твердого алюминия в расплав значительно снижается.

Кроме того, следует иметь в виду, что массивные куски шихты свободно погружаются в расплав, но легкие фракции, такие как стружка, фольга, тонкостенный лом плавают на поверхности жидкого металла за счет поверхностного натяжения, окисляются и сгорают, образуя невозвратные потери.

Так же, не опытным плавильщикам может показаться, что самым эффективным путем для ускорения плавки, является увеличение температуры расплава. Но, надо иметь в виду, что алюминий в жидком состоянии при повышении температуры проявляет очень высокую химическую активность. Что приводит к резкому образованию шлака (Al2O3), особенно при температуре алюминия, превышающей 760 ºС. Металл, перешедший в шлак, это не возвратные потери!

В образовании шлака, кроме высокой температуры, играет контакт с металлом кислорода воздуха. Основными источниками кислорода в объеме печи являются воздух, который проникает снаружи, и воздух, который не успел сгореть в горелке. Вот почему опытные плавильщики стараются, как можно меньше, открывать заслонки, а загрузку шихты в печь и перемешивание жидкого металла, осуществлять максимально быстро.

Расскажем немного о горелках, применяемых на отражательных печах.

От правильного выбора типа горелок, их мощности, места установки, угла атаки, типа пламени, насыщенности его кислородом воздуха, зависит эффективность плавки. Хорошо настроенная горелка должна работать без подачи избыточного воздуха в объем печи.

Часто используемые в печах блочные горелки, зачастую настроены на работу в двух режимах (большой и малый), и не имеют возможности варьировать режимами горения пламени, которое отстроено на какой-то стабильный режим.

Профессионалы используют для плавки алюминия и его сплавов смесительные горелки. Где газ и воздух в горелку подаются по отдельным трубопроводам. Подача воздуха под давлением позволяет обеспечить большую тепловую мощность при сравнительно небольших размерах горелки.

Такие горелки позволяют регулировать длину и светимость факела, а также подавать к месту горения воздух, предварительно подогретый в воздухоподогревателе. Полнота сгорания может быть достигнута при минимальном коэффициенте избытка воздуха.

Достоинства смесительных горелок:

• возможность сжигания большого количества газа;
• широкий диапазон регулирования производительности горелок;
• возможность подогрева воздуха и газа;
• возможность регулирования режимов пламени.

При возгорании металла в печи опытные металлурги переводят режим пламени горелки в не полное сгорание, при этом появляется копоть и дымление. Но, процессы горения металла в печи при этом резко замедляются, за счет образования среды с недостатком воздуха.

Во многих конструкциях горелок этого типа воздуху придают вращательное движение. Для этого применяют лопаточные аппараты с постоянным и регулируемым углом установки лопаток, и другие способы. Такие горелки называются вихревыми.

Горелки с компактным пламенем называются струйными.

Вихревые горелки, при работе разогревают футеровку, а конвективное тепло плавит шихту, что уменьшает процессы окисления и возгорания металла.

Струйные горелки, направленные непосредственно на шихту, в первое моменты плавки очень быстро разогревают алюминиевую шихту, из-за ее высокой теплопроводности в твердом состоянии. Но, при расплавлении металла его теплопроводность резко замедляется, а процессы окисления ускоряются. Далее горелка действует, как резак; металл в зоне воздействия пламени закипает и возгорается, а металл, расположенный на некотором расстоянии от факела, находится в нерасплавленном состоянии.

Струйные горелки, дающие положительный начальный эффект при разогреве металла, действуют отрицательно при дальнейшей плавке. Вот почему для отражательных печей предпочтительно применять вихревые горелки, которые разогревают футеровку печи, и теплопередача идет по всему объему камеры плавления, без излишнего окисления металла.

При плавке сложной замасленной шихты, с наличием сгораемого материала, такого как пластики, резина, доски и пр., уже на начальном периоде работы горелок происходит воспламенение твердых сгораемых материалов, находящихся в шихте. Этот процесс сопровождается выделением, большого количества тепла и несгоревших газов.

Дожигание воспламенившейся органики в печи, с получением дополнительного латентного тепла, позволяет использовать этот процесс для самостоятельного источника энергии. В этом случае горелка переводится в режим экономного факела, и плавка ведется за счет энергии, выделяющейся от горения твердых горючих материалов, находящихся в шихте. Это позволяет существенно снизить расход газа, а также уменьшить количество несгоревших газов.

В следующем видео мы продолжим рассказ об увеличении эффективности плавок.