PDF《t/h热风 外置式长炉 龄冲天炉 的设 计及 调试》

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5 t / h热风外 置式长炉 龄冲天炉 的设计及 调试 孙殿宝(一汽铸造有限公司 铸造二 厂,吉林 长春

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1 1 ) 摘要:介绍了

2 5 t / h 热风外置式长炉龄 冲天炉的设 计背景 , 首先 从生产条件上进行改善 , 对金属炉料 、 铸造用焦炭 、 辅料 尺寸 、 出炉温度和化学成分等进行新的规范;

在冲天炉的设计上多采用一些适应长炉龄连续生产的结构和工艺 ;

将炉气 产生 的9MW/ h的热能用于冲天炉生产 的鼓风加热 、 砂芯烘干炉的涂料烘干 、 职工洗澡水加热 、 砂准备车间的厂房 升温 、 冲天炉系统鼓风升温 .

通 过对

2 5 t / } l 热风外置式长炉龄冲天炉 的设计及调试 , 大大节 约了生产成本 , 真正实现 了铸铁熔 炼 的高效率 、 高质量 、 节能 、 环保 型的现代化生产状态 . 关键 词:冲天炉 ;

长炉龄 ;

节能;

环保 中图分 类号 : T G

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1 文献标 识码 : B 文章编号 :

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0 5 DOI :

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6 9 ~ . i s s n .

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4 De s i g n a n d Co mmi s s i o n i n g o f

2 5 t , h Du r a b l e E x t er n a l Ho t Ai r Cu p o l a S UN Di a n ― b a o ( S e c o n d F o u n d r y , F i r s t A u t o m o b i l e F o u n d r y C o . , L t d . , C h a n g e h u n

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1 1 , C h i n a ) Ab s t r a c t : T h e d e s i g n b a c k g r o u n d o f

2 5 t / h d u r a b l e e x t e r n a l h o t a i r c u p o l a wa s i n t r o d u c e d .T h e i mp r o v e me n t s we r e o n t h e p r o d u c t i o n c o n d i t i o n s , t h e me t a l c h a r g e , f ou n d r y c o k e, a c c e s s o r ie s s i z e , t e mp e r a t u r e a n d c h e mi c a l c o mp o s i t i o n f i r s t .I n t h e d e s i g n o f c u p o l a, s o me s t r u c t u r e a n d p r o c e s s w e r e a p p l i e d t o ma k e i t d u r a b l e u n d e r c o n t i n u o u s p r o d u c t i o n c o n d i t i o n . T h e

9 MW / h e x h a u s t t h e r ma l e n e r g y wa s u s e d t o B l a s t h e a t i n g , s a n d c o r e p a i n t d r yi n g , h e a t i n g b a t h wa t e r f o r wo r k e r s , wa r mi n g s a n d p r e p a r a t i o n p l a n t a n d b l a s t c u p o l a f u r n a c e h e a t i n g s y s t e m. B y De s i g n i n g a n d c o mmi s s i o n i n g t h e

2 5 t / h d u r a b l e e x t e r n a l h o t a i r c u p o l a, t h e c o s t o f p r o d u c t i o n w a s s i g n i f i c a n t r e d u c e d, mo d e r n i r o n s me l t i n g p r o d u c t i o n s t a t u s o f h i g h e f f i c i e n c y , h i g h― q u a l i t y , e n e r g y - s a v i n g a n d e n v i r o n me n t - f r i e n d l y w e r e f i n a l l y a c h i e v e d . K e y wo r d s: c u p o l a ;

l o n g l i f e;

e n e r g y s a v i n g ;

e n v i r o n me n t a l f r ie n d l y 笔者公司一直沿用

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8 3年从 日本引进的

2 套20t/}1热风冲天炉进行生产 , 除做过一些局部 的针对性的改进 、 修缮工作外 , 从未做过较大规 模 的设备和工艺技术方面的提升与投资. 随着汽车工业的迅猛发展 , 生产能力远远满 足不 了汽车产能的快速增加 和铸件 品质 日益提 升的需要.冲天炉生产排放不达标 , 而且冲天炉 频繁打炉也造成很大浪费 , 生产 中冲天炉系统能 源消耗过大 , 可利用 的废气无序 、 无利用排放等 收稿 日期 :

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0 6 修定 日期 :

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1 0 作者简介 : 孙殿 宝(

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1 1 一),男, 汉族 , 辽 宁瓦房店人 , 毕业 于一 汽职工大学机械制造专业 ,主要从 事冲天炉设备技术与维护 管理等方面的工作 . 问题的出现 , 促使公司进行全面整改. 整改的 目标是 :解决铸件产能不足问题 ;

解 决当前冲天炉生产废气排放不达标问题 ;

大幅度 提高冲天炉连续生产能力 ;

解决生产能耗高 、 降 低成本 、 降低劳动强度问题 ;

全面 回收再利用 冲 天炉生产余热.

1 生产条件 的改善 在确定项 目各参数值前 ,先后与美 国ECS公司 、日本浪速炉业株式会社和德 国KKG公司 进行多次交流 , 并去潍柴 、 日本 、 欧洲考察 .再结 合集团未来汽车产能提升 、原材料供给结构 、 造 型线匹配度 、 产量波动以及保证冲天炉熔化的连

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4 现代铸铁l83续性等诸多问题 , 最终确定 了新 冲天炉设计的基 点是 : 每小 时可连续熔化 出22~28t铁液,平均生产能力为

2 5 t ;

连续 自动配加料方式 ;

生产废 气100%的收集 、 再利用 ;

油、 水、风综合余热交换 技术用于生产 、 生活 、 厂房采暖 ;

炉料以废钢为 主,不使用生铁 的配料工艺 ;

高温鼓风长炉龄连 续熔化 , 连续出铁 , 干式除渣方式等 . 笔者公 司采用的原材料与 国内外其 它大 型 企业相 比, 还是有很大差距的 , 废钢全部是含油 或镀 z n的, 而且打包钢块度大 , 回炉料几乎不破 碎,焦炭批次质量不均、 含灰量大且碎渣多. 最后 针对新 冲天炉的原材料 , 供方承诺金属炉料的技 术参数如表 1所示 ,废钢 中的镀 z n废钢可达

8 0 %, 废钢中含油量约

4 k g / t ;

铸造用焦炭各参数 如表 2所示 ;

各辅料 尺寸如表 3所示 ;

铁液的出 炉温度和化学成分如表 4所示『

1 ] . 在此基础上 ,要求每次出铁液

3 0 m i n 后应 达到

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0 0℃, 出铁液

6 0 r ai n后正常连续生产平 均达到

1 5

4 0 _ +

1 5℃;

铁液化学成份稳定 , 满足铸 铁等级要求 ;

炉渣 中(FeO)量低于

2 %;

S i 的烧 损率 ≤2

0 %, M n 的烧损率 ≤1

5 %.表5是熔化车 间的生产条件. 除了确定现有条件下冲天炉设计 中要实现 表1金属炉料 T a b .

1 Me t a l c h a r g e 表2铸造用焦炭 T a b .

2 F o u n d r y c o k e 尺寸 水分 固定碳 灰分 挥发分 ( s ) 转鼓破碎程 反应性气 L / r a m ( %) ( %) ( %) ( %) 量( %) 度( %) 率( %) 成分 C a C O3 S i O

2 S i ― F e S i C Mn ― F e C r - F e 尺寸/ mm

3 0 ~

6 0

3 0 ~

6 0

3 0 ~

8 O

3 0 ~

8 O

3 O ~

8 O

3 O ~

6 O 表4铁液 出炉温度和化学成分 T a b .

4 Mo l t e n i r o n t a p p i n g t e mp e r a t u r e a n d c h e mi c a l c o mp o s i t i o n

1 t

4 l 现代铸铁

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1 5 ,

4 的 目标外 , 还要在不影 响另一套

2 0 t / h冲天炉正 常生产的前提下 , 布置新的冲天炉及其配加料系 统,改造仍在使用中的水 、 电、气、采暖的地下和 空中各系统 .

2 系统布 置e L_ v - 艺流程 为了达到冲天炉长炉龄运行 的目的, 在冲天 炉 的设计上多采用一些适应长炉龄连续生产 的 结构和工艺 : (

1 ) 冲天炉配置有水冷 c u制风 口, 用高速水 流冷却风 口前端 , 风 口呈锥形设计 , 维修极 为简 便.(

2 ) 采用圆锥体 的炉型 , 使炉壳冷却效果更 好,还可以优化气流和物流. (

3 ) 采用封闭的干式 炉底 , 冲天炉的铁液和炉渣采用小容量的压力式 虹吸分渣器进行 自动分离 . 这样可以得到更高的 出铁温度 、 更精准的铁液成分 , 图1是主系统流 程图. 液态渣采用干法处理 , 即由裙边式炉渣输送 机连续接收 , 并在输送过程 中靠现场环境温度将 渣冷却.在冷却过程中, 炉渣由于体积收缩产生 应力 的变化 , 会碎裂成 固体碎片和颗粒 , 最后排 表5熔化车 间的生产 条件 T a b .

5 P r o d u c t i o n c o n d i t i o n s i n me l t i n g s h o p 项目参数 动力 电源 海拔高度/ m 环境温度, q c 湿度( %) 压缩空气压力/ MP a 自来水压力/ MP a 冷却水流量/ m h 一 冷却水压力/ M P a 冷却水硬度/ m g ・ 一 天然气热{ ~ / MJ ・ ( N・ m) . 天然气工作压力/ k P a

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2 2

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4 ~

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6 风 口是

5 0 , 炉壳是

7 O ~

8 0

3 3 ~

3 5

3 1

2 -1

8 人炉渣收集箱. 铁液和液态渣从冲天炉体内经过 密闭的过桥流人虹吸分渣器 , 铁液由较低 的出铁 口和液流槽流入感应保温炉 内, 液渣 由较高的出 渣 口和导槽流人其处理系统中.........