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铝熔炼炉及计量炉最新工艺
发布时间:2014年02月18日 11:46
MICHAEL•VIEDEN
 
 
 
摘要:史杰克西集团,以其纯净功效——结构系列,为提高其熔炼炉及计量(配料)炉的经济效益及精确性,不断推动科研与设计。此外,在2013年夏季,以新的“Prodos”控制设备,对WESTOMAT—计量炉进行功能创新并推向市场。新的功能包括,将计量准确性提高35%专利压铸余料修正,装一个上升管边棱组合,使上升管的流出边棱不沉积。史杰克工业炉公司的另一项革新是改造计量炉的气动充填设备。
Strikmelter——熔炼炉有目的地利用熔炼过程的余热,对熔化金属预热。为此,该熔炼炉具有特殊的炉身几何形状,称之为EtaMax 。将铝预热,加热及熔化的熔炼阶段统一在一个炉身内。
 
 
铝原料位于炉身上部范围。集成热回收这样有效的原理,减少了原先熔炼过程必要的热能耗,大大节约了燃料。另外,在炉身底部快速的熔化过程,减少氧化损耗、提高材料增益及金属质量。此后,熔化的金属以层流无氧化表式快速转移至保温池内。Strikomeltor工艺技术的效益,由于采用新的纯功效结构,还会再提高,新的结构是由联邦经济技术部推动开发的。
在开发该新型结构系列时,工程师们采用最新数字模拟工具。借助于计算流体动力学CFD(Computational Fluid Dynamics),直观气流、温度及热转移。以此,获知炉内流动情况的改进,炉内温度均匀分布。加之,对不同的炉膛几何形状,燃烧器布置及绝热厚度直接对比,获得优化组合。通过这样的努力,在不改变尺寸情况下,大大提高了效率。这样的新型Strikomeltor纯功效结构系列,相对于普通Strikomeltor——化铁炉(竖炉)能耗降低15%,持续降低铸件成本。
该熔化炉,以其实际每吨所用材料525Kwh能耗,其属于高效级别。否则,这样的级别只能用交流换热燃烧器达到,根据所用材料,金属实际收效率可达99.7%。
 
 
一、 气动充填设备
为了将熔化物从熔炉到达计量配料炉,设计得尽可能简单安全(图2),公司开发了一台气动充填设备。经充填 漏斗对具有翻转桶的WESTOMAT计量配料炉进行充填。气动机构的压力提供,可以经与WESTOMAT压力源相连的插入式软管接头或在提升车内成整体的压缩机构进行。新的充填设备由一个绝热滚桶组成,有一个绝热压密盖,在盖上安装有充填管。输送罐借助于叉式抓斗定位,使充填管的注入导管突入到计量炉的充填漏斗内。罐的定位高度通常不能大于从熔化炉至WESTOMAT计量炉输送高度。这种补注方式,由于是较低的落差,几乎为层状充填,确保最小的熔化金属的质量损失。此外,这样的设备提高了安全标准,因为罐不必倾倒。也可对炉体任选安设一个自动过充满安全设备。通过一个操作机构,人工开动充填过程。需要时放慢速度以及结束充填,通过这样的方法,再现体积流量,作调节,使计量炉的充填漏斗持满。当充填设备熔化物低于最低充填位时,可以自动排气。
罐的自动加热与补充以及罐内熔化物的排气,可以借助于一个固定安装的操作台来进行,此时,抬高罐的盖,保留防触安全设施。
二、 WESTOMAT——计量配料原理
当前的WESTOMAT——计量配料炉基本为闭合设备。阻止将氧化物带入浇铸过程,确保均匀的金属熔化物。计量过程是基于炉内膛的超压,超压不仅对控制系统,而且对上升管的精度及计量原理施以决定性影响。
自从“DPC”及“ProDosxp”控制引入之后,闭合的调节系统就决定发出的计量配料的量,给到压铸机熔化金属的量,是通过将炉膛内空气压力暂时升高进行的。同时,上升管稳定地在所谓“极佳——停止——断定(Top-stop-position)之前,即在溢流前,充以金属熔化物。从此处,在需要时,精确及时的将热的金属供给模具或压铸机。有可能对气动机械配有比例调节阀。控制系统的触摸屏,给出有关工艺重要数据及信号。这样,该体系可以对生产过程每个时间点作调节,排除生产运行中计量配件的不精确性。#p#分页标题#e#
三、 新硬件ProDos3
由于连续不断开发及改进,在2013年夏天在市场引进新的ProDos3控制系统(图3)。为保证简单地改装到新的体系,硬件模块完全是机械与电兼容——不仅是现行的ProDosXP——控制机构,而且对DPC——控制兼容。
 
 
ProDos3控制在硬件方面,由于具有明显的计算功效的模块化方案,显得十分先进。新单元机构反应时间提高了3倍,使计量配料重量与修改的工艺参数高效适应。由于与德国西门子开发的集成专用数据总线连接,该体系还确保与压铸单元全能通讯。通过压铸机的操作部分,不仅使计量配料量,而且还可以使熔化物温度,直接与改变的加工条件适应。
四、 提高工艺
在开发控制体系时,提高工序安全性成为聚焦点。这样,新的体系,抗电磁干扰成为首选,ProDos3作为世界首个,也是唯一的计量炉控制体系,装配了电容触摸屏。与其他普通工艺相反,这样的装配,即便在长年极端温度条件下作业之后,不必重新调整,就可保证正常的功能。史杰克西炉,还可作为特殊服务,快速综览计量数据,缺陷情况以及对计量体系功能方法分析。目前,史杰克西炉的Website上还是人工评价。ProDos3控制将会有一个集成的韦伯盘(WebserVer)、有可能远程诊断。
五、 辅助功能
扩充现行软件,新的ProDos3——控制体系会有许多新的功能:系统设备将会更快,更简单运作。史杰克西炉炉将专利挤压余料校正完全追加到控制单元。保证高精度金属量的选配。由于现代化的压铸机活塞运动速度——行程曲线图要求一个很窄的挤压余料公差范围,通常将计量材料重量多次选配。挤压余料校正(图4)自动化该过程,不断使计量配料重量适应,在浇注过程自动化。这样,使挤压余料保持在要求确定的公差范围内。
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