Плавильные печи для производства алюминиевых слитков-столбов

Мы продолжаем публиковать обзор оборудования для литейного цеха завода по прессованию алюминиевых профилей. Такие цехи переплавляют собственный технологический лом и производят слитки-столбы для прессования. В этот раз речь пойдет о плавильных печах для таких цехов.

См. также:
Оборудование литейного цеха по производству алюминиевых слитков-столбов
Литейные машины для вертикального литья алюминевых слитков-столбов
Системы полунепрерывного литья алюминиевых слитков

Одна, две или три плавильных печи

Существует несколько вариантов по выбору печей и их расположению, которые зависят от общего объема планируемой литейной продукции. При производительности до 8000 тонн слитков-столбов в год вполне может быть достаточно одной печи, в которой будут выполняться все операции: плавления, составления сплава, выдержки и подачи расплава на литейную машину.

Если производство слитков-столбов превышает 10000 тонн в год, то, возможно, лучше применять две печи:

  • плавильную печь и
  • печь для доводки химического состава сплава и последующей разливки (раздаточная печь или печь-миксер).

При еще более высокой производительности могут применяться три печи: две плавильных и одна раздаточная (миксер), особенно, если требуется частая смена алюминиевого сплава. Такая конфигурация печей   может обеспечивать производство слитков до 60000 тонн в год.

Типы плавильных печей

Печь для плавления и разливки алюминия может быть стационарной  или наклоняемой.

Стационарная печь имеет низкую капитальную стоимость и простую конструкцию. Расплавленный металл вытекает из печи через специальное отверстие — летку, которое закрывается специальной огнеупорной конусообразной пробкой — затвором (рисунок 1).

1-stacionarnaya-plavilnaya-pechРисунок 1 — Стационарная плавильная печь

Наклоняемая печь требует более значительных капитальных влолжений, так как для того, чтобы вылить расплав ее наклоняют с помощью гидравлического цилиндра (рисунок 2).

2-naklonyaemaya-plavilnaya-pechРисунок 2 — Наклоняемая плавильная печь

На рисунке 3 представлена 15-тонная наклоняемая печь для плавки и разливки алюминия.

3-pech-nalonyaemaya-chertezhРисунок 3 — Печь для плавки и разливки алюминия емкостью 15 тонн

Более высокая стоимость наклоняемой плавильной печи оправдана легкостью и точностью подачи расплавленного металла при разливке, а также более высокой безопасностью для рабочих-литейщиков и литейного цеха в целом.

В случае проблем, например, с литьем слитков-столбов или с подачей электрической энергии, наклоняемая печь легко возвращается в исходное безопасное положение. Подача металла для разливки прекращается, а оставшийся расплавленный металл остается в печи до устранения неполадок.

В аналогичной ситуации со стационарной печью нужно вручную закрыть летку печи. Это бывает трудно и опасно, особенно, в условиях аварийной ситуации. Все это увеличивает риск того, что весь объем печи может оказаться  в литейном колодце или на полу литейного цеха.

 Алюминиевая шихта

Алюминиевая шихта – это все материалы и компоненты, которые загружают в плавильную печь для получения заданного алюминиевого сплава.

Алюминиевую шихту тщательно отбирают, чтобы убедиться, что в ней нет нежелательных сплавов или элементов, которые будут загрязнять или искажать конечный продукт — заданный алюминиевый сплав. Это достигается тщательным контролем поставок алюминиевого лома, а также постоянным контролем шихты на отсутствие посторонних материалов, например, стальных упаковочных лент или банок, которые могут содержать жидкости.

Если в алюминиевом ломе содержится какое-то количество воды, особенно в закрытых контейнерах, то возникает большая опасность взрывов. Такие взрывы могут оказывать угрозу здоровью и жизни рабочих-литейщиков, а также разрушать печь и другое оборудование. Необходимо убедиться, что в загружаемом в печь алюминиевом ломе нет никаких жидкостей. Особую опасность представляют банки из под напитков и другие металлические контейнеры.

Для снижения риска загрузки в печь проблемного, например, влажного, лома рекомендуется предварительно высушивать его на входе в печь перед тем, как погружать его в ванну с расплавленным металлом. Выдержки в течение 10-15 минут бывает обычно достаточно.

Загружаемый в печь алюминиевый лом нужно обязательно взвешивать, чтобы предотвратить чрезмерную загрузку печи и выплескивание жидкого металла, а также для точного расчета легирующих добавок. Невозможно на глаз оценивать количество загружаемого лома, так как его объем может значительно различаться для различных видов лома.

Алюминиевые чушки обычно загружают целыми пачками. Обычно их ставят с помощью погрузчика на входе в печь и затем сталкивают в ванну с расплавленным металлом. Лом прессованных профилей обычно загружают пучками примерно по 150 кг. Перед загрузкой в печь все стальные упаковочные ленты необходимо удалять, чтобы предотвратить загрязнение расплава железом.

Загрузчики плавильных печей

Для загрузки алюминиевой шихты в печь применяют специальные устройства и машины – загрузчики. Простой загрузчик для малой печи емкостью 3500 кг показан на рисунке 4.

4-zagruzchik-malyyРисунок 4 – Простой загрузчик для малой плавильной печи емкостью 3500 кг.

Полуавтоматический загрузчик для большой печи с одновременной загрузкой 2000 кг алюминиевой шихты показан на рисунке 5. На рисунке 6 аналогичный загрузчик показан в работе.

zagruzchik-shixty
Рисунок 5 – Полуавтоматический загрузчик алюминиевой шихты
для большой плавильной печи

6-zagruzchik-loma-alyuminiyРисунок 6 — Загрузчик выходит из печи после выгрузки шихты

Источник: Материалы фирмы Ashford Engineering Services, 1997