淺述預(yù)熱式豎式熔銅爐設(shè)備的改進(jìn)方法.doc

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1、淺述預(yù)熱式豎式熔銅爐設(shè)備的改進(jìn)方法四川煤田地質(zhì)局141機(jī)械廠四川德陽摘要：本文介紹國產(chǎn)預(yù)混式熔銅爐（以下簡稱：豎爐）的現(xiàn)狀，闡述了我國熔銅豎爐的節(jié)能降耗及提高產(chǎn)品質(zhì)量的方法。關(guān)鍵詞：預(yù)熱式熔銅豎爐、高純陰極銅、微還原氣氛、近二十年來，電工用銅線坯國內(nèi)連鑄連軋生產(chǎn)線，在中國得到了快速的發(fā)展，根據(jù)熔化方法不同，分別配以固定式反射爐和預(yù)熱式豎式焰化爐兩種，前期以反射爐為主，以廢電線電纜、漆包線等紫雜銅為原料，生產(chǎn)民用建筑為主的低氧銅桿，含銅量達(dá)99.65?99.86%；近幾年，開始以高純陰極銅、1#電解銅為原料，以豎爐為熔爐，生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)低氧銅桿，產(chǎn)品質(zhì)量

2、達(dá)到T2RC8.0GB/T3952-2008,用于生產(chǎn)高壓電纜、通信光纜等高端產(chǎn)品。過去十幾年，由于反射爐占地面積少，設(shè)備簡單，建設(shè)周期短，得到了許多民營企業(yè)家的青睞，但是，由于它是以紫雜銅為原料，并配以余熱鍋爐和除塵設(shè)備，在氧化、還原節(jié)奏、除塵設(shè)備抽力等主要工藝還是依靠經(jīng)驗(yàn)操作，使產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性差。隨著國家對環(huán)保、產(chǎn)品質(zhì)量的要求越來越法律化，用反射爐生產(chǎn)電工用銅線坯，將逐步得到限制，而豎爐將會被逐步推廣。豎爐介紹：豎爐是垂直的熔化爐，它的斷面是圓形的，有耐火材料襯和焊接鋼結(jié)構(gòu)外殼。鋼殼的頂部有一個加料口，電解銅和其它原料通過加料機(jī)的卷揚(yáng)機(jī)從加料

3、口加入。在爐內(nèi)加料區(qū)沿爐壁周圍砌有銅塊，用以保護(hù)爐內(nèi)壁在電解銅加入時緩沖，避免撞壞爐體。噴嘴沿圓周設(shè)置在爐子底部（見附圖3）,因而銅料在靠近爐底處熔化，較上部的銅料由燃燒氣體預(yù)熱。熔融銅從出銅口流出爐外，該出銅口與爐床高度相同。隨著銅料的熔化，熔化爐內(nèi)銅料向下移動，因此能連續(xù)供給熔化銅液。豎爐的結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn):1、加料機(jī)械化，采用叉車運(yùn)輸，卷揚(yáng)機(jī)自動加料；2、能耗低，一般反射爐的熱能利用率約30%,而豎爐的熱能利用率可以達(dá)到55%?58%；3、開、停爐方便，開爐兩個小時即可以生產(chǎn)；停產(chǎn)時，吹掃熱空氣十分鐘即可以實(shí)現(xiàn)停爐；4、銅損耗率低，豎爐是在微還原性

4、氣氛下熔化的，銅的損耗率低至：0.2‰；5、操作方便，由于豎爐燃燒氣由預(yù)混系統(tǒng)組成，只要控制各段燃燒速率和CO%,即可控制銅液的流量和溫度、含氧量；6、安全可靠，配套有燃?xì)饪焖偾袛嚯姶砰y、燃?xì)飧邏骸⒌蛪簣缶?、阻火器、防爆膜片。目前，通過對國內(nèi)使用豎爐廠家進(jìn)行調(diào)查，發(fā)現(xiàn)國產(chǎn)豎爐在實(shí)際生產(chǎn)過程中存在以下不足：1、能耗高，體現(xiàn)在爐殼外壁溫度高，達(dá)100°C；同時，豎爐項(xiàng)部銅防碰塊溫度高，溫度達(dá)到650°C,浪費(fèi)了能源；2、容易卡爐現(xiàn)象，卡爐時，為了保證銅液的正常供應(yīng)，一般的操作方法是：增大A、B排燒咀的燃燒速率并降低燒咀氣氛CO%,會導(dǎo)致

5、銅液溫度高、含氧量高，產(chǎn)品質(zhì)量波動；并且，此操作方法，會導(dǎo)致燒咀磚容易燒爛，豎爐提前進(jìn)行檢修期。3、爐項(xiàng)容易掉磚，頂部SiC磚徹筑時，由于預(yù)留膨脹縫不適或者選用徹泥不適，在加料過程中，由于電解銅塊對防碰塊的沖擊，容易造成頂部SiC磚松塊動、脫落。由于進(jìn)口豎爐價格昂貴，故必須對國產(chǎn)豎爐進(jìn)行優(yōu)化，使之能與國產(chǎn)連鑄連軋?jiān)O(shè)備配套，生產(chǎn)出能拉絲到C0.16mm的高質(zhì)量電工用銅坯。四川煤田地質(zhì)局141機(jī)械廠2013年參考了國內(nèi)、外豎爐，將之改造成用于熔化紫雜銅為主的豎式熔化爐，經(jīng)過這幾年對國內(nèi)、外豎爐的研究，應(yīng)東南亞等各地客戶需求,不斷對豎爐設(shè)計(jì)進(jìn)行改進(jìn)，現(xiàn)

6、將改進(jìn)方法淺述如下:1、豎爐型號的選擇目前，國產(chǎn)連鑄連軋?jiān)O(shè)備的最新的型號是：UL+Z-1900+350/2+255/10,產(chǎn)能：15噸/小時，故選用豎爐的熔化能力：額定熔化速度：16噸/小時，最高熔化速度：20噸/小時。2、車間增設(shè)天然氣二次調(diào)壓器由于地域差別，有些地方天然氣管道壓力波動大，故豎爐要求廠區(qū)天然氣調(diào)壓站壓力：0.1?0.15Mpa,流量：1200m3/h,車間豎爐區(qū)域30米范圍內(nèi)增加一個二次調(diào)壓閥，DN100,可調(diào)壓力：0.01?0.06Mpa,確保氣源壓力穩(wěn)定。安裝時，在調(diào)壓閥前面須增加過濾器，以免管道焊渣、鐵銹等雜物堵塞調(diào)壓器閥

7、蕊。見附Figure1車間二次調(diào)壓器Figure2青銅管熱交換器3、燃?xì)忸A(yù)熱熱交換器豎爐燃?xì)庵硷L(fēng)機(jī)為多級高壓風(fēng)機(jī)，壓縮空氣壓力可達(dá)30?35KP,溫度可達(dá)70?90°C；而車間內(nèi)管道天然氣的溫度-?般低于25°C,所以，必須對天然氣進(jìn)行熱交換，故設(shè)計(jì)一個DN450,長度為800的傳熱性能良好的青銅管熱交換器，確保燒咀“空氣-燃?xì)獗壤狈€(wěn)定，熱交換器的圖片見■附圖2。4、天然氣預(yù)混和燃燒控制系統(tǒng)Figure3豎爐凈高圖Figure4豎爐砌磚圖整個預(yù)混系統(tǒng)包括：多級風(fēng)機(jī)一臺、送風(fēng)管道、風(fēng)閥、緩沖、熱交換器、總緊急切斷閥（手工復(fù)位）、混氣機(jī)和混氣分配

8、裝置，混氣系統(tǒng)有三套，B排四個燒咀一套，A排靠出銅口Al、A2、A7三個燒咀一套，A3、A4、A5一套。燃燒系統(tǒng)由燃?xì)饪焖偾袛嚯姶砰y、調(diào)