CN113606944B - 一种电加热熔炼炉铝液温度的控制方法 - Google Patents

一种电加热熔炼炉铝液温度的控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及铝合金连续铸轧技术领域，具体涉及一种电加热熔炼炉铝液温度的控制方法，包括如下步骤：S1.装炉前的温度控制：熔炼炉采用炉气控温方式，在上一炉铝液完成熔炼作业倒炉后，装炉前不对熔炼炉送电升温；S2.装冷料后的温度控制：装入冷料后不立即送电升温；S3.装电解铝液后的温度控制，根据电解铝液装炉计划，在第一包电解铝液加入熔炼炉前开始为熔炼炉送电升温，待第二包电解铝液加入熔炼炉后，持续提高熔炼炉内铝液温度；S4.熔炼过程中的温度控制：待熔炼炉内铝液温度达到720℃后调整炉气设定温度，根据装炉量、合金加入量等因素将熔炼炉炉气设定温度设置在780‑820℃范围内，使铝液温度保持在730‑750℃。

Description

一种电加热熔炼炉铝液温度的控制方法
技术领域
本发明涉及铝合金连续铸轧技术领域，具体涉及一种电加热熔炼炉铝液温度的控制方法。
背景技术
熔炼炉在铝合金连续铸轧生产过程中承担着融化冷料、精炼熔体、调整成分和调整温度的作用，是铝合金铸轧工艺的基础性环节，熔炼质量决定了后续铸轧产品的稳定性和产品的冶金质量。
常规的熔炼炉温度控制方法过于重视生产效率，从加入冷料起熔炼炉就满负荷升温（炉气设定温度900℃以上），以最快的速度将铝液温度提升到工艺要求温度范围（一般为730-750℃），然后才将炉气温度降至正常生产控制范围，期间要加大测温频次，以防铝液超温，忽略了过高的炉气温度对熔炼炉内表层铝液质量过烧的影响，既不利于铸轧板内部质量的提升，也不利于能源的节约。
常规的操作方法存在的问题主要有以下几点，一是熔炼炉在连续满负荷高温融化冷料和铝液升温过程中，高温炉气（900℃以上）长时间对熔炼炉内铝液进行传热，造成表层铝液质量过烧，增大了铸轧产品晶粒长大倾向；二是频繁的测温增加了工作量，加大了工作人员劳动强度；三是持续的高温炉气加热升温容易造成熔炼炉热量的丧失，不利于节约能源；四是熔炼炉长时间的满负荷加热容易使硅碳棒老化，降低使用寿命。
发明内容
为克服上述现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种电加热熔炼炉铝液温度的控制方法，解决了现有技术中存在的问题。
本发明所采用的技术方案是：
一种电加热熔炼炉铝液温度的控制方法，包括如下步骤：
S1.装炉前的温度控制：熔炼炉采用炉气控温方式，测温仪连续采集炉气实时温度，熔炼炉正常生产过程中采用连续循环生产模式，在上一炉铝液完成熔炼作业倒炉后，装炉前不对熔炼炉送电升温；
S2.装冷料后的温度控制：装入冷料后不立即送电升温；
S3.装电解铝液后的温度控制，根据电解铝液装炉计划，在第一包电解铝液加入熔炼炉前开始为熔炼炉送电升温，第一包电解铝液加入熔炼炉后炉气设定温度保持不变，待第二包电解铝液加入熔炼炉后，持续提高熔炼炉内铝液温度；
S4.熔炼过程中的温度控制：待熔炼炉内铝液温度达到720℃后调整炉气设定温度，根据装炉量、合金加入量等因素将熔炼炉炉气设定温度设置在780-820℃范围内，使铝液温度保持在730-750℃，根据熔炼工艺进行精炼、扒渣、取样、成分调整等操作，最终确认铝液成分和温度均符合工艺要求后倒炉。
步骤S1和S2中，充分利用上一炉铝液完成熔炼作业倒炉后熔炼炉中的余热，一方面可烘干冷料表面的水分，同时提升冷料温度，另一方面避免直接对熔炼炉升温造成能源的浪费；通过步骤S3中分两次加入电解铝液的方式配合步骤S1及S2中的阶梯式升温过程，降低电解铝液升温过程过烧的情况，同时降低熔炼炉负荷，进而改善铸轧板质量。
进一步所述的熔炼炉的容量为20t，从步骤S2中加入冷料算起至步骤S4中完成倒炉整个作业时长不超过9h，以20t的容量为基础条件，根据生产周期及产能效益等因素考虑，通过上述方法步骤将工作控制在9h内完成，节约经济成本延长熔炼炉的使用寿命。
进一步所述的步骤S2中，熔炼炉在上一炉铝液结束倒炉算起1小时内完成装冷料作业，避免时间过长浪费余温。
进一步所述的步骤S2中，熔炼炉装入冷料前炉气温度不低于500℃，保证余温能有效烘干冷料表面的水分，同时提升冷料温度。
进一步所述的步骤S3中，第一包电解铝液加入前30-60min开始为熔炼炉送电升温，将熔炼炉炉气设定温度设置在750-800℃，待第二包电解铝液加入熔炼炉后将炉气设定温度设置在800-850℃，对熔炼炉铝液进行梯度升温。
进一步所述的步骤S4中，熔炼炉进行的精炼、扒渣、取样、成分调整等操作时温度均保持在730-750℃。
进一步所述的冷料和电解铝液的加入总量不超过20t，其中冷料的重量占比为15%-30%，传统工艺中冷料的重量占比通常取15%、20%、25%，而通过本方法可根据实际生产情况在15%-30%之间选择冷料的重量占比，均可实现本发明所带来的全部技术效果。
进一步所述的熔炼炉电控柜具备PLC自动温控功能，通过PLC自动温控功能可有效减低工作人员的工作强度。
本发明的有益效果是：
1.本发明采用熔炼炉炉气连续梯度升温替代传统的短时间满负荷快速升温方法，通过梯度控制炉气温度的方式，尽可能降低升温过程对铝液过烧的影响，改善铸轧板内部质量；
2.通过梯度升温提升了熔炼炉内铝液温度的可控性，可减少工作人员的测温频次，降低工作人员劳动强度；
3.通过梯度升温可显著降低熔炼炉升温过程中炉气的温度，减少熔炼炉热量向外界的丧失，节约能源；
4.降低了熔炼炉内加热装置硅碳棒工作期间的温度，延长了硅碳棒使用寿命，降低生产成本。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明。
实施例1：
一种铝合金电加热熔炼炉铝液温度的控制方法，按以下步骤实施：
S1.装炉前的温度控制：熔炼炉正常生产过程中采用连续循环生产模式，在上一炉铝液完成熔炼作业倒炉后，装炉前不对熔炼炉送电升温；
S2.装冷料后的温度控制：熔炼炉装入冷料前炉气温度500℃，在上一炉铝液结束倒炉后40min内装入冷料3000kg，冷料重量占比为15.1%，装入冷料后不立即送电升温；
S3.装电解铝液后的温度控制：根据电解铝液装炉计划，在第一包电解铝液加入熔炼炉前30min开始为熔炼炉送电升温，将熔炼炉炉气设定温度设置在750℃，持续对熔炼炉升温，第一包电解铝液9500kg加入熔炼炉后炉气设定温度保持不变；待第二包电解铝液7300kg加入熔炼炉后，将炉气设定温度设置在800℃，持续提高熔炼炉内铝液温度；
S4.熔炼过程中的温度控制：待熔炼炉内铝液温度达到720℃后调整炉气设定温度，将熔炼炉炉气设定温度设置在780℃，在对熔炼炉进行精炼、扒渣、取样、成分调整等操作时，铝液温度均保持在740-750℃，最终确认铝液成分和温度均符合工艺要求后倒炉，从加入冷料算起至完成倒炉整个作业时长7.5h。
实施例2：
一种铝合金电加热熔炼炉铝液温度的控制方法，按以下步骤实施：
S1.装炉前的温度控制：熔炼炉正常生产过程中采用连续循环生产模式，在上一炉铝液完成熔炼作业倒炉后，装炉前不对熔炼炉送电升温；
S2.装冷料后的温度控制：熔炼炉装入冷料前炉气温度540℃，在上一炉铝液结束倒炉后42min内装入冷料3800kg，冷料重量占比为19.1%，装入冷料后不立即送电升温；
S3.装电解铝液后的温度控制：根据电解铝液装炉计划，在第一包电解铝液加入熔炼炉前40min开始为熔炼炉送电升温，将熔炼炉炉气设定温度设置在780℃，持续对熔炼炉升温，第一包电解铝液9300kg加入熔炼炉后炉气设定温度保持不变；待第二包电解铝液6700kg加入熔炼炉后，将炉气设定温度设置在830℃，持续提高熔炼炉内铝液温度；
S4.熔炼过程中的温度控制：待熔炼炉内铝液温度达到720℃后调整炉气设定温度，将熔炼炉炉气设定温度设置在800℃，在对熔炼炉进行精炼、扒渣、取样、成分调整等操作时，铝液温度均保持在730-745℃，最终确认铝液成分和温度均符合工艺要求后倒炉，从加入冷料算起至完成倒炉整个作业时长8.4h。
实施例3、
一种铝合金电加热熔炼炉铝液温度的控制方法，按以下步骤实施：
S1.装炉前的温度控制：熔炼炉正常生产过程中采用连续循环生产模式，在上一炉铝液完成熔炼作业倒炉后，装炉前不对熔炼炉送电升温；
S2.装冷料后的温度控制：熔炼炉装入冷料前炉气温度540℃，在上一炉铝液结束倒炉后60min内装入冷料5700kg，冷料重量占比为30%，装入冷料后不立即送电升温；
S3.装电解铝液后的温度控制：根据电解铝液装炉计划，在第一包电解铝液加入熔炼炉前60min开始为熔炼炉送电升温，将熔炼炉炉气设定温度设置在800℃，持续对熔炼炉升温，第一包电解铝液9200kg加入熔炼炉后炉气设定温度保持不变；待第二包电解铝液4100kg加入熔炼炉后，将炉气设定温度设置在850℃，持续提高熔炼炉内铝液温度；
S4.熔炼过程中的温度控制：待熔炼炉内铝液温度达到720℃后调整炉气设定温度，将熔炼炉炉气设定温度设置在820℃，在对熔炼炉进行精炼、扒渣、取样、成分调整等操作时，铝液温度均保持在730-740℃，最终确认铝液成分和温度均符合工艺要求后倒炉，从加入冷料算起至完成倒炉整个作业时长9.0h。

Claims (8)

1.一种电加热熔炼炉铝液温度的控制方法，其特征在于包括如下步骤：
S1.装炉前的温度控制：熔炼炉采用炉气控温方式，测温仪连续采集炉气实时温度，熔炼炉正常生产过程中采用连续循环生产模式，在上一炉铝液完成熔炼作业倒炉后，装炉前不对熔炼炉送电升温；
S2.装冷料后的温度控制：装入冷料后不立即送电升温；
S3.装电解铝液后的温度控制，根据电解铝液装炉计划，在第一包电解铝液加入熔炼炉前开始为熔炼炉送电升温，第一包电解铝液加入熔炼炉后炉气设定温度保持不变，待第二包电解铝液加入熔炼炉后，持续提高熔炼炉内铝液温度；
S4.熔炼过程中的温度控制：待熔炼炉内铝液温度达到720℃后调整炉气设定温度，根据装炉量、合金加入量将熔炼炉炉气设定温度设置在780-820℃范围内，使铝液温度保持在730-750℃，根据熔炼工艺进行精炼、扒渣、取样、成分调整，最终确认铝液成分和温度均符合工艺要求后倒炉。
2.根据权利要求1所述的一种电加热熔炼炉铝液温度的控制方法，其特征在于：所述的熔炼炉的容量为20t，从步骤S2中加入冷料算起至步骤S4中完成倒炉整个作业时长不超过9h。
3.根据权利要求2所述的一种电加热熔炼炉铝液温度的控制方法，其特征在于：所述的步骤S2中，熔炼炉在上一炉铝液结束倒炉算起1小时内完成装冷料作业。
4.根据权利要求2所述的一种电加热熔炼炉铝液温度的控制方法，其特征在于：所述的步骤S2中，熔炼炉装入冷料前炉气温度不低于500℃。
5.根据权利要求2所述的一种电加热熔炼炉铝液温度的控制方法，其特征在于：所述的步骤S3中，第一包电解铝液加入前30-60min开始为熔炼炉送电升温，将熔炼炉炉气设定温度设置在750-800℃，待第二包电解铝液加入熔炼炉后将炉气设定温度设置在800-850℃，对熔炼炉铝液进行梯度升温。
6.根据权利要求2所述的一种电加热熔炼炉铝液温度的控制方法，其特征在于：所述的步骤S4中，熔炼炉进行的精炼、扒渣、取样、成分调整时温度均保持在730-750℃。
7.根据权利要求2至5任一项所述的一种电加热熔炼炉铝液温度的控制方法，其特征在于：所述的冷料和电解铝液的加入总量不超过20t，其中冷料的重量占比为15%-30%。
8.根据权利要求1所述的一种电加热熔炼炉铝液温度的控制方法，其特征在于：所述的熔炼炉电控柜具备PLC自动温控功能。
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