鋁扁錠推進式加熱爐迎風(fēng)混合燃燒技術(shù)

閆輝　陳景閣

摘 要：本文簡要論述了立推式鋁錠加熱爐的形式，詳細論述了迎風(fēng)混合燃燒技術(shù)的結(jié)構(gòu)、特點，以及在推進式加熱爐上的應(yīng)用情況，并對其應(yīng)用前景進行了展望。

關(guān)鍵詞：迎風(fēng)混合燃燒技術(shù) 鋁錠加熱爐 應(yīng)用分析

Abstract： This paper analyzes the Type of ingot pusher type furnace， and discussed the structure

and characteristic of Converse Hot Air mixing Burning. And discussed the Application of Converse Hot Air Burning Technology on Pusher Type Furnace. The development of Converse Hot Air Bur-ning was also listed.

鋁加工行業(yè)扁錠熱軋前的立推式鋁錠加熱爐，按供熱方式可分為兩種：一種是電加熱的熱風(fēng)循環(huán)加熱爐，通過電加熱器使電能轉(zhuǎn)化成熱能來加熱鋁錠；另外一種是燃氣加熱的加熱爐，天然氣通過燃氣燒嘴燃燒生成熱能來加熱鋁錠。天然氣為一次能源，與電加熱相比，運行成本更低，更節(jié)能，越來越多的鋁加工企業(yè)選用天然氣作為鋁錠加熱爐的燃料。

由于鋁錠黑度較小，加熱主要以對流換熱為主[1]。目前，加熱爐均采用強制熱風(fēng)循環(huán)的方式加熱鋁錠，而改善爐溫和鋁錠溫度均勻性的一般方法有：①提高與鋁錠進行熱交換的高溫氣體的物理特性，如溫度均勻性、氣流速度和爐膛內(nèi)風(fēng)速的均勻性；②優(yōu)化燒嘴的控制方式，提高爐膛溫度的控制精度。在生產(chǎn)實際中，通常，燒嘴采用一對一的控制手段，使燒嘴的溫控精度達到工藝要求。③改進爐子結(jié)構(gòu)設(shè)計，提高循環(huán)風(fēng)機風(fēng)量，在爐底沿鋁錠長度方向均勻布置噴口，使得噴口處高溫氣體速度更加均勻，強制高溫氣體沿噴口方向垂直向上實現(xiàn)與鑄錠之間雙面平板式加熱。

隨著科技進步和鋁加工技術(shù)的發(fā)展，對于鋁合金性能要求越來越高。鋁錠加熱爐作為鋁加工的重要設(shè)備之一，其爐溫和料溫均勻性對鋁合金性能影響很大，因此進一步提高加熱爐的爐溫和料溫均勻性變得越來越迫切。

在生產(chǎn)實際中，燒嘴通常采用一對一的控制方式，保證燒嘴的溫控精度達到要求。提高循環(huán)風(fēng)機循環(huán)風(fēng)量和在爐底沿鑄錠長度方向均勻布置噴口，可以得到噴口各點速度均勻的高速氣體，從而保證鑄錠的加熱均勻性。

而對于直燃加熱的加熱爐，盡管燒嘴控溫精度和噴口風(fēng)速得到保證，但是燒嘴燃燒后的高溫燃燒產(chǎn)物與循環(huán)爐氣（與鑄錠換熱后的低溫?zé)煔猓┲g的混合位置和角度，直接影響到煙氣溫度均勻性，導(dǎo)致鑄錠加熱溫度不均，是生產(chǎn)中急需解決的重要問題。

根據(jù)傳熱學(xué)理論，逆流熱交換效果要好于順流熱交換方式[1]。筆者從燃燒產(chǎn)物與循環(huán)爐氣之間的混合角度出發(fā)，提出一種新穎的技術(shù)方案——迎風(fēng)混合燃燒技術(shù)[2]，通過改變燒嘴的安裝方式及位置，改變?nèi)紵a(chǎn)物與循環(huán)爐氣之間的混合角度，旨在使燃燒產(chǎn)物與循環(huán)爐氣混合更為均勻，改善鋁錠溫度均勻性，降低鋁錠加熱后的溫差，進一步提高加熱質(zhì)量。鋁錠加熱爐迎風(fēng)混合燃燒裝置，包括循環(huán)風(fēng)機1和燒嘴2，循環(huán)風(fēng)機1安裝在加熱爐的爐頂，燒嘴安裝在加熱爐的側(cè)墻3上，左側(cè)墻和右側(cè)墻均安裝有燒嘴；燒嘴的安裝方向呈傾斜向上與風(fēng)機的送風(fēng)通道相對，燒嘴的安裝角度與安裝區(qū)間內(nèi)風(fēng)道的氣流風(fēng)向保持一致。

爐子生產(chǎn)時，經(jīng)循環(huán)風(fēng)機產(chǎn)生的高壓氣體將燒嘴燃燒后形成的規(guī)則的火焰形狀打散，高溫燃燒產(chǎn)物與高壓低溫氣體迎面逆流充分混合后進入爐膛兩側(cè)的風(fēng)道，混合后的氣體溫度均勻，進入爐底，并從爐底噴口高速噴出與鋁錠進行充分的熱交換。

該混合裝置使得燒嘴具有自身預(yù)熱功能。燃燒裝置在結(jié)構(gòu)上將循環(huán)氣體分為兩路，一路沿主要通道進行爐內(nèi)熱風(fēng)循環(huán)，與燒嘴燃燒后的高溫?zé)煔膺M行熱交換，另一路則在爐壓的作用下進入排放通道，這部分氣體沿上層排風(fēng)通道進入燒嘴的排氣裝置內(nèi)，燃燒產(chǎn)物通過排氣裝置內(nèi)燒嘴與燒嘴套筒中間的縫隙夾層，沿?zé)旎鹧嫦喾捶较蚺欧诺綘t外。這樣，燒嘴套筒作為熱交換的媒體，在煙氣逆向沿?zé)焯淄才欧胚^程中，預(yù)熱進入燒嘴的處于燒嘴套筒內(nèi)側(cè)冷的助燃空氣，在爐子不配備換熱器的情況下，通過迎風(fēng)混合燃燒裝置在結(jié)構(gòu)上的獨特設(shè)計，也可以使燒嘴達到自身預(yù)熱的效果，從而降低煙氣排放溫度、提高爐子熱效率的目的，達到節(jié)能減排的效果。鋁錠的溫度均勻性是加熱爐的一項重要考核指標(biāo)，是鋁錠在加熱爐內(nèi)加熱時影響加熱質(zhì)量的關(guān)鍵因素。迎風(fēng)混合燃燒混合有助于改善爐溫的均勻性，提高鋁錠的溫度均勻性，該指標(biāo)由過去的±5℃提高到±4℃，為熱軋主機提供溫度適宜、能滿足要求的加熱鋁錠，改善鋁錠的溫度均勻性，提高產(chǎn)品合格率。3. 結(jié)論

鑄錠的溫度均勻性是加熱爐的關(guān)鍵考核指標(biāo)，是鑄錠在加熱爐內(nèi)加熱時影響加熱質(zhì)量的關(guān)鍵因素。

實際使用情況表明，迎風(fēng)混合燃燒混合有助于改善爐溫的均勻性，解決了高溫下物料在爐內(nèi)加熱時的局部過熱問題，提高鑄錠的溫度均勻性。該指標(biāo)由過去的±5℃提高到±4℃，為熱軋主機提供溫度適宜、能滿足要求的加熱產(chǎn)品，改善加熱產(chǎn)品的溫度均勻性，提高產(chǎn)品合格率，節(jié)約了生產(chǎn)成本，經(jīng)濟效益明顯，應(yīng)用前景美好。

4. 參考文獻：

[1]《工業(yè)爐設(shè)計手冊》第2版，機械工業(yè)出版社，2008，王秉銓主編

[2] 陳景閣、閆輝、翁銀發(fā)，立推式鋁扁錠加熱爐的發(fā)展及新技術(shù)的應(yīng)用.《有色金屬加工》2008.12：46-50