有效的工业炉维护:优化质量和生产率的最佳技巧

设备维护对于现代铸造厂运营来说再重要不过了。成品铸件的质量完全取决于其背后工艺的质量,而这意味着技术需在最佳状态下运作。

在这方面,有效的铝熔炼和定量炉维护尤为重要,不仅可以实现最佳设备性能(例如制造商指定的能耗等级或金属收益),还可以避免不必要的停机时间和可能影响铸造用金属液质量的问题。

对废品率的攀升感到困惑?想知道为什么您的熔炼炉的能耗高于从前?定量精度不太正确?维护问题可能是罪魁祸首。为了提供帮助,这里是一篇关于一些简单的检查、措施和工具的便捷维护指南,这些检查、措施和工具可以对能源消耗、液态金属质量和铸造生产率产生重大影响。

预防胜过弥补

适当地维护铝熔炼炉和定量炉对其性能和使用寿命至关重要。然而,虽然有些维护要求不可避免。有些则是可以避免的。
这里有一些可以提供帮助的技巧:

正确的使用 = 更好的性能:虽然严格来说并不是维护技巧,但是要记住,配备最佳功能的最好设备,如果操作不正确,也会始终表现不佳,这一点很重要。例如,熔炼炉的预热区激光料位监测系统,如果设置不正确,就没有任何用处。或者,如果加料机中没有满载的装料车,自动加料就不起作用。

不正确的使用也可导致零部件过早出现故障和/或过度的能源消耗。

考虑到这一点,我们的下一个建议是…

充分利用培训

大多数工业炉制造商都会提供专门的培训包,以帮助确保操作和维护团队确切了解对工业炉的期望值,以及如何确保达到指定的性能水平。

 

拥有对工艺和设备有深入了解的人员,对于优化定量炉性能尤为重要。

工业炉控制解决方案会迅速突出显示正确的数据,供操作人员参考并处理,但拥有一支见多识广、知识渊博的团队,能够迅速响应控制系统信息,采取行动,可以对持续的生产力和可避免的停机时间产生巨大影响。

不要忘记,数字化可以提供帮助

在支持有效的工艺和设备维护管理方面,数字化解决方案可以提供很多帮助。

 

例如,这可以是设备专用控制软件的形式,例如有助于实时监控压力传感器数据和自动校正定量的定量炉控制软件。但请记住,与供应商保持密切联系,确保您使用的是最新版本,以充分利用设备的全部功能,这一点很重要。

您知道吗:其他数字化解决方案也可以提供帮助——特别是那些能够提供实时 KPI 分析,以快速标记问题并提醒团队采取任何必要行动的解决方案。了解我们的 Monitizer 产品套件如何可以帮助您。

使用原厂备件

从能耗值到定量精度,每台熔炼炉或定量炉都有特定的性能保证。但是,这些数字是基于制造商所采用的精确工程设计。

 

工业炉所使用的材料、达到的坡度以及内部设计的尺寸都有助于达到这些指定的数字。仅改变一个元素就可能使整个系统失效,进而导致过早磨损、不必要的停机和使用寿命缩短。
这也可能是导致能耗增加、金属质量下降/废品率增加的根本原因。因此,使用 OEM 备件是避免不必要开支的重要方法。

通过设备现代化实现优化

对现有设备进行现代化改造,是延长设备寿命、提高设备性能,使其“比新设备更好”的有效途径。从这个意义上说,设备现代化是最终的预防性维护措施,避免了关键设备昂贵的更换需求。

 

除了控制系统升级外,优化装料、加料、金属出液、耐火材料部件和清洁机制的增强措施都有助于提高金属质量、收益和生产率,同时降低能源和维护成本。

除了这些一般性技巧,重要的是要记住,还有一些与熔炼炉和定量炉优化有关的特定维护措施。以下是一些可能有助于保持您的熔炼车间处于最佳状态的措施。

熔炼炉维护

1) 保持清洁…就能保持精简

定期清洁熔炼炉必不可少,有两个重要原因。首先,不清除炉渣会降低熔炼炉容量,影响金属液质量,进而增加废品率。其次,反复堆积会损坏耐火材料炉衬。这可能会导致不必要的热量损失(以及与此相关的不必要费用)和工艺效率低下,从而再次对金属液质量产生不利影响。

一旦熔炼炉耐火材料炉衬磨损,其承受金属渗透和侵蚀的能力就会受到影响——微小的磨损可能会相对较快地成为一个重大问题。根据运行情况,在一定时间后不得不更换炉衬是不可避免的。通过采取正确的清洁维护等措施,不得不提前进行更换则是完全可以避免的。快速查阅操作手册,您将获得您所需要的所有详细信息,例如添加剂/盐的建议用量和使用方法。

可达性就是一切

如果您正在寻找新的熔炼炉,请选择专门设计的熔炼炉,使熔炼炉内部更容易清洁。这种熔炼炉的内部几何形状可以用推荐的清理工具触及,没有隐藏的或难以触及的角落,并使用尽可能长时间抗粘附的材料。熔炼炉内部的可达性也有助于在去除炉渣的过程中金属损耗降至最低。

您知道吗:StrikoMelter 专门设计的炉门和不同的可调熔炼台倾斜角度,可以优化清洁条件。我们制作了一系列视频、指南和规范,以帮助客户清洁并保持其熔炼炉处于最佳状态,以获得最大金属收益。

关注自由熔炼

对于塔式熔炼炉来说,每天全功率下“自由熔炼”也很必要,以确保去除炉渣和清洁、高效的熔炼工艺。在此过程中使用可选的耐热废气挡板覆盖加热区,可以锁住热量(还可以防止能源浪费),并使金属与炉渣更好地分离。

另一个有趣的事实是:除了便于炉渣/金属分离外,StrikoMelter 的耐热废气挡板还将自由熔炼过程中的能耗降低多达 15%。

用钢板进行加强

帮助延长炉衬寿命并避免提前更换的改造方案也是一个值得探索的不错选择。例如,在史杰克西,我们提供专门设计的耐冲击钢板作为改造选配项,以帮助客户避免加料塔炉衬的损坏和机械磨损,这是一个可能会产生应力的区域,特别是在投入重型和具有锋利边缘的物料时。

不要忘记:当需要更换熔炼炉炉衬时,您应该期望供应商根据最新的知识和使用的材料,实现性能的现代化(例如每吨熔融金属的气体消耗量),并提供现场测试的验证数据。

2) 避免烧钱,检查您的烧嘴配比

过量的空气是导致熔炼炉能耗增加的一个最常见因素,这通常是由于空燃比不平衡造成的。

对于任何铸造厂来说,理想的目标是确保燃气完全燃烧而没有任何过量的空气——这一水平被称为“化学计量空燃比”。除了降低燃气成本(与空气过盛的燃烧器相比,可降低多达 2%),保持化学计量空燃比将有助于减少金属氧化,并优化熔炼炉的整体生产率。

因此,作为标准维护措施的一部分,定期检查校准燃烧器和对准是确保熔炼工艺尽可能高效和有效地工作的最简单方法之一。

燃烧器的校准和定位对于避免火焰冲击也非常重要。较短的火焰和较低的火焰速度可以防止与炉料直接接触,从而减少炉渣形成和金属烧损。


我们在所有 StrikoMelter 型号的调试期间,提供近化学计量的燃烧器调整。
利用专用软件和空气流量读数来优化燃烧器通风口的走气量,以产生最佳燃烧空气比。

了解更多关于燃烧器调整

3) 自动化关键工艺

自动化关键工艺是减少不必要的维护和提高效率的另一个选择,尤其是对熔炼炉而言。例如,在正确的时间、以合适的体积和材料混合进行加料,不仅可以显著降低能耗,还可以通过最大限度地减少维护和延长使用寿命来帮助优化熔炼炉的“健康”。

因此,采用自动加料系统和预热区激光料位监测系统可以产生很大的影响。

所有类型的 StrikoMelter 熔炼炉均提供预热区激光料位监控选配项,可用于确保料位永远不会过低,最大限度地减少维护需求并优化产量,同时还提供改造服务选项。自动化选配项,如我们的非全载运行效率控制系统 (PLEC),也可确保在不需要“充分利用”熔炼状态的条件下,熔炼炉依然能节能高效地运行,并优化热量和料位,以避免对金属液和设备的潜在风险

了解更多关于非全载运行效率控制系统

4) 严密密封,不要打开热量损失的大门

在熔炼炉中,有相当多的热量通过密封不良的炉门或因炉门位置不当而散失。维护炉门上的密封绳(盘根)可能看起来是一个很小的细节,但即使如此,也可以实现 1% 的能源节约。将密封绳与自密封清洁门配合使用,可实现绝佳的密封性。严密的密封可减少熔化和保温过程中的热量损失,从而节约能源,同时还可防止空气进入导致氧化和刚玉形成。

定量炉维护

1) 选择单室设计

用定量泵的定量炉采用泵入口阀、泵罐和单独的转运系统,以将液态金属送入泵内,由于涉及额外的腔室,因此需要更多的清洁。此外,由于金属液暴露于大气中,该工艺也更容易产生污染物。

相比之下,采用升液管系统的单室定量炉的机械部件较少(减少机器磨损),需要清洁的区域也较少。事实上,分析表明,与泵系统相比,升液管所需的清洁工作减少了 94%。此外,由于从池内液面下方取液,减少了任何氧化污染的风险,因此提高了金属液质量。

虽然减少了所需的清洁和维护总量,但这并不意味着单室定量炉不能通过适当的维护得到优化。

2) 清洁也意味着可观的成本节约

与熔炼炉一样,定期及时清洁定量炉对设备寿命和金属液质量也至关重要。最佳清洁频率将取决于金属质量、使用的特定合金和定量频率等因素,然而,以下 3 种清洁习惯可帮助确保您的工艺尽可能高效。

使用干净的工具进行清洁:最好每个班次刮一次材料沉积的侧壁,并清除铝液表面的氧化铝,以优化金属液质量,并确保定量炉高效运行。始终确保所使用的工具干燥、无油污,以获得最佳效果。此外,在这个过程中最好不要使用清洁盐。有关清洁方法和频率的更多信息,请查阅定量炉操作手册。

不要让升液管口边缘变得糟糕:虽然采用升液管机制的定量炉通过从池内液面下方提取金属液来降低金属液污染的风险,但保持升液管流出边缘清洁且不产生铝沉积物也很重要。除了影响金属液质量外,这还可以避免定量精度的偏差。

您知道吗:Westomat 定量炉配备升液管铝皮吹扫器选配项,它采用短距离的压缩空气射流不断清除铝沉积物,有助于减少维护要求和提高正常运行时间

爱护你的溜槽:输送溜槽是另一个清洁和维护至关重要的领域,以避免出现与定量精度、工艺一致性和铸件质量有关的问题。较短的输送溜槽有助于将这种风险降至最低,因此更受欢迎,但保持其清洁始终至关重要。此外,还值得考虑使用经过特殊涂层处理的自清理溜槽,通过防止溜槽表面的粘附和金属丝形成来优化金属流动。

3) 正确的更换件

如前所述,当作为持续维护计划的一部分需要更换设备时,使用 OEM 备件可产生极为显著的影响。除了使用寿命更长(这会带来明显的财务影响)之外,它们还能确保设备发挥其应有的性能,以实现最大的生产力。虽然对任何铸造设备来说都是如此,但这在定量炉中尤为重要。这里有两个示例说明了其原因:

升液管:不兼容 = 不准确

虽然升液管似乎是一个易于替换的部件,但即使是升液管的密封性、成分和尺寸上的微小变化,也会对定量炉的性能产生重大影响,最明显的是压力损失,这反过来又会影响定量精度。

非 OEM 升液管更换件也可能导致金属液定位不正确,无论是在初始部署中或是随着时间的推移,因为管径可能会在定量炉运行过程中发生变化。最终的结果都是一样的——由于部件不兼容而导致定量不准确,即使是最微小的尺寸偏差也可能造成重大问题。

炉衬及零部件:与用途相匹配

定量炉的OEM替换炉衬和耐火材料部件可保证精确匹配。为什么这一点如此重要?因为替换炉衬的装配不当可使总能源消耗上升达 30%。还会产生气密性问题,导致定量不准确,以及零部件配合不良——所有这些都会对定量炉的使用寿命、生产力和金属液质量产生负面影响。

OEM 备件的具体设计也很重要,因为形状上的细微偏差会造成很大的差异。例如,我们为 Westomat 设计的灰铸铁漏斗的形状经过优化,可实现最大流量、快速加料和更简单的清洁。

虽然一种产品可能看起来与另一种产品相同,但所使用的工艺和材料可能会有很大的不同,这意味着,例如,机械耐磨水平会有很大的不同。这可能会导致零部件过早出故障,并需要在预算的维护计划之前进行进一步的更换。