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坩堝爐在航空工廠應(yīng)用很普遍,其優(yōu)點(diǎn)是較為機(jī)動(dòng),適于經(jīng)常更換合號(hào)及間歇生產(chǎn)的情況,且其熔煉質(zhì)量也較高。在工廠生產(chǎn)可用于兩種用途:一種是用作熔化爐,其加熱方式在航空工廠中采用電熱,也有使用煤氣或重油加熱。根據(jù)生產(chǎn)條件的不同,可采用不同熔化爐熔化鋁合金,如干床式連續(xù)熔化爐、煤氣爐、反射爐等。電加熱對(duì)控制溫度較方便,但使用煤氣、重油加熱升溫較采用電加熱快,熔化時(shí)間短,熔化爐坩堝的容量也比較大些(一般為150~500公斤)。爐體常作成可轉(zhuǎn)動(dòng)的,以便于金屬液由爐中向澆包中轉(zhuǎn)注。另一種是用作保溫爐,鋁液由熔化爐轉(zhuǎn)注入保溫爐后,即在爐中進(jìn)行精煉變質(zhì)等工序,然后用小澆勺由此爐中舀取鋁液澆注零件。
熔化爐的主要組成部分有:熔化爐砌體、熔化爐排煙系統(tǒng)、熔化爐預(yù)熱器和工業(yè)爐燃燒裝置等。機(jī)械工業(yè)應(yīng)用的工業(yè)爐有多種類(lèi)型,在鑄造車(chē)間,有熔煉金屬的沖天爐、感應(yīng)爐、電阻爐、電弧爐、真空爐、平爐、坩堝爐等;電動(dòng)球閥有烘烤砂型的砂型干燥爐、鐵合金烘爐和鑄件退火爐等;在鍛壓車(chē)間,有對(duì)鋼錠或鋼坯進(jìn)行鍛前加熱的各種加熱爐,和鍛后消除應(yīng)力的熱處理爐;在金屬熱處理車(chē)間,有改善工件機(jī)械性能的各種退火、正火、淬火和回火的熱處理爐;在焊接車(chē)間,有焊件的焊前預(yù)熱爐和焊后回火爐;在粉末冶金車(chē)間有燒結(jié)金屬的加熱爐等。為提高控制精度,過(guò)程控制中模擬量在數(shù)據(jù)初始化時(shí)采用均值濾波算法進(jìn)行濾波處理。
(1)采用塔式結(jié)構(gòu),用煙氣余熱預(yù)熱鋁塊
由于采用塔式熔化原理,鋁塊在塔下熔化,從熔化室出來(lái)的950℃的高溫?zé)煔猓ū厥覠煔庖步?jīng)過(guò)熔化室流出),經(jīng)塔上部低溫鋁塊吸熱后,再送入煙囪。這時(shí)煙氣溫度可降至500℃,理論計(jì)算可知,熱能利用率可提高23%。
(2)采用換熱器,再次利用從燃燒塔排出煙氣余熱,預(yù)熱助燃空氣,僅此一項(xiàng)即可提高熱效率8%以上。
(3)自動(dòng)控制助燃空氣的供應(yīng)量,防止燃燒不完全或多余空氣帶走熱量。
若助燃空氣不足,則燃燒不完全,能量不能充分發(fā)揮,而且環(huán)保不能通過(guò);如果空氣多則多余的空氣會(huì)帶走更多的熱量。該爐控制助燃空氣的供應(yīng)量,使空氣系數(shù)基本控制在1.05。
(4)爐襯具有良好絕熱效果。絕熱層采用目前研制的硅酸鹽絕熱板,它具有導(dǎo)熱系數(shù)小、耐高溫、高強(qiáng)度、線(xiàn)收縮率小特點(diǎn)。