Окуя: Индукциялык алюминийди эритүү процесси
объективдүү
Алюминий калдыктарын жана банкаларды натыйжалуу эритүү үчүн дарстарында жана жылытуу технология, куюу операциялары үчүн керектүү температурада жогорку сапаттагы эриген алюминийди сактоо менен оптималдуу энергия натыйжалуулугуна жетишүү.
жабдуулар
- Индукциялык жылытуу генератору: кубаттуулугу 160 кВт
- Тигель сыйымдуулугу: 500 кг алюминий эритүүчү меш
- Меш түрү: Гидротехникалык индукциялык меш
- Системасын муздатуу: Жабык суу мунарасынын муздатуу схемасы
- Материалды иштетүү: Аспалы кран (2 тонналык)
- Коопсуздук жабдуулары: Температураны көзөмөлдөөчү приборлор, авариялык өчүрүү системасы, жеке коргонуу каражаттары
- Фильтрация системасы: Эриген алюминий тазалоо үчүн керамикалык көбүк чыпкалары
- Чыгаруу системасы: Фильтрация менен түтүн чыгаруучу капот
Control System
Процесс PLC (Programmable Logic Controller) системасы тарабынан башкарылат, анын ичинде:
- Аллен-Брэдли CompactLogix контроллери
- Процесс параметрлеринин графикалык чагылдырылышы менен HMI сенсордук экран интерфейси
- реалдуу убакыт мониторинг:
- Кирүүчү кубаттуулук (кВт)
- Катушки ток (A)
- Жыштык (кГц)
- Суунун муздатуу температурасы (кирүү/чыгыш)
- Термопар аркылуу металлдын температурасы
- Процессти оптималдаштыруу үчүн маалыматтарды каттоо мүмкүнчүлүктөрү
- Анормалдуу иштөө шарттары үчүн сигнал системалары
- Бир нече иштөө режимдери (кол, жарым автоматтык, автоматтык)
- Ар кандай алюминий эритмесинин түрлөрү үчүн рецепт сактоо
Индукциялык катушкалар
- Дизайн: Өзгөчөлөштүрүлгөн бир нече бурулуш спираль катушкасы
- Курулуш: Суу менен муздатылган жез түтүк (диаметри 25 мм)
- Бурулуштар: Бир калыпта жылытуу үчүн оптималдаштырылган аралык менен 12 айлануу
- жылуулоо: Жогорку температурадагы керамикалык була изоляциясы (1200°Cге чейин)
- Катушки коргоо: Чачууга каршы керамикалык каптоо
- Электр байланыштары: Күмүш жалатылган жез автобустар
- Системасын муздатуу: Агым мониторлору менен атайын суу схемасы (минималдуу агымы: 45 л/мүнөт)
Frequency
- Иштөө жыштыгы: 8 кГц
- Алюминийге оптималдуу кириш тереңдиги үчүн тандалган (болжол менен 3.5 мм)
- Жыштыктын туруктуулугу операция учурунда ±0.2 кГц чегинде сакталат
- Жүктөө шарттарына негизделген жыштыкты автоматтык жөнгө салуу
буюм
- Тигель: Жогорку тыгыздыктагы изостатикалык пресстелген графит тигел
- Дубалдын калыңдыгы: 50 мм
- Кызмат мөөнөтү: болжол менен 100 эрүү цикли
- Жылуулук өткөрүмдүүлүк: 120 Вт/(м·К)
- Заряддоо материалдары:
- Алюминий экструзия сыныктары (70%)
- Колдонулган алюминий суусундуктар (20%)
- Алюминий станоктун бурулуштары (10%)
- Материалдын орточо өлчөмү: 50-200 мм
Абанын температурасы:
- Максаттуу эрүү температурасы: 720°C (±10°C)
- Баштапкы заряддоо температурасы: 25°C (чөйрө)
- Жылытуу ылдамдыгы: болжол менен 10°C/мүнөт
- Температураны текшерүү: Санариптик көрсөткүч менен чөмүлүүчү термопар (K-түрү).
- Superheat куюп алдында 20 мүнөт сакталган
- Температуранын максималдуу чеги: 760°C (ашыкча кычкылданууну болтурбоо үчүн)
Энергияны керектөө
- Энергияны орточо керектөө: 378 кВт/т
- Кубат фактору: 0.92 (кубат факторун оңдоо менен)
- Өзгөчө энергиянын бөлүнүшү:
- Алюминийди эритүү үчүн зарыл болгон теориялык энергия: 320 кВт/т
- Жылуулук жоготуулары: 58 кВт/т
- Системанын натыйжалуулугу: 84.7%
Process
| Процесс этабы | Убакыт (мүн.) | Киргизилген кубаттуулук (кВт) | Температура (° C) | байкоолор |
|---|---|---|---|---|
| Баштапкы төлөм | 0 | 0 | 25 | 500 кг алюминий сыныктары жүктөлгөн |
| Алдын ала ысытуу | 0-15 | 80 | 25-200 | ным алып салуу үчүн акырындык менен күч жогорулатуу |
| Жылытуу фазасы 1 | 15-35 | 140 | 200-550 | Материал кулай баштайт |
| Жылытуу фазасы 2 | 35-55 | 160 | 550-720 | Толук эрүү пайда болот |
| Температураны кармоо | 55-75 | 40 | 720 | Максаттуу температураны сактоо |
| Флюс кошуу | 60 | 40 | 720 | 0.5% флюс кирлерди жок кылуу үчүн кошулду |
| Дегазация | 65 | 40 | 720 | 5 мүнөткө азот газын тазалоо |
| Үлгү алуу жана талдоо | 70 | 40 | 720 | Химиялык курамын текшерүү |
| куюп | 75-85 | 0 | 720-700 | Калыптарга куюу көзөмөлдөнөт |
| Меш тазалоо | 85-100 | 0 | - | Дросс тазалоо, тигель текшерүү |
Narrative
XYZ Foundry ишканасында алюминий эритүү операциясы алюминий калдыктарын жана банкаларды кайра иштетүү үчүн индукциялык эрүүнүн натыйжалуулугун көрсөтөт. Процесс боёктор, каптамалар жана эритмелердин сапатына таасир эте турган чет өлкөлүк материалдар сыяктуу булгоочу заттарды тазалоо үчүн заряд материалдарын кылдат сорттоо жана даярдоо менен башталат.
Кадимки эрүү циклинин жүрүшүндө 500 кг заряд индукциялык катушканын ичинде жайгашкан графит тигелине жүктөлөт. PLC системасы тигельге термикалык соккуну болтурбоо үчүн программаланган кубаттуулукту жогорулатуу ырааттуулугун баштайт. Күч көбөйгөн сайын, электромагниттик талаа алюминийде куюлган токторду жаратып, металлдын өзүнөн жылуулукту пайда кылат.
Алгачкы жылытуу фазасы ным жана учуучу заттарды жок кылуу үчүн өтө маанилүү. Температура 660°Cге (алюминийдин эрүү температурасы) жакындаган сайын материал кулап, эриген көлмө пайда боло баштайт. Оператор процессти HMI интерфейси аркылуу көзөмөлдөп, реалдуу убакыт маалыматтарынын негизинде зарыл болгон оңдоолорду киргизет.
Белгилей кетчү нерсе, маалыматтарды талдоо эң энергияны үнөмдөөчү операция энергияны пайдалануу максималдуу эффективдүүлүккө жеткен негизги жылытуу фазасында ишке ашат. 378 кВт.саат/тонна энергияны керектөө объекттин мурунку газ менен иштеген эритүүчү мештерине караганда 15%га жакшырды.
Эритмедеги температуранын бирдейлиги электромагниттик талаа тарабынан түзүлгөн табигый козгогуч эффектке байланыштуу эң сонун. Бул механикалык аралаштыруунун зарылдыгын жок кылат жана кычкылдын пайда болушун азайтат. Жабык цикл муздатуу системасы индукциялык катушка жана электрдик тетиктер үчүн оптималдуу иштөө температурасын сактап, келген материалдарды алдын ала ысытуу үчүн калдык жылуулукту калыбына келтирет.
720°C максаттуу температурага жеткенден кийин, металл эмес кошулмаларды алып салууга көмөктөшүү үчүн флюс кошулат. Графит найзасы аркылуу азот газын тазалоо суутектин курамын азайтып, акыркы куюудагы потенциалдуу көзөнөктүүлүктү азайтат. Куюунун алдында химиялык курамын текшерүү жана керектүү оңдоолорду киргизүү үчүн үлгүлөр алынат.
Гидравликалык кыйшаюу механизми куюуну так башкарууга, куюу процессинде турбуленттүүлүктү жана оксиддердин пайда болушун азайтууга мүмкүндүк берет. Бүт операция муздак башталгандан бүткөнгө чейин 100 мүнөттүн ичинде бүтөт, бул салттуу ыкмаларга салыштырмалуу убакытты үнөмдөөнү билдирет.
Results / пайдалары
| параметр | Мурунку газ менен иштеген система | Индукциялык система | жакшыруу |
|---|---|---|---|
| Энергияны керектөө (кВтс/тонна) | 445 | 378 | 15% кыскартуу |
| Эрүү убактысы (мин/500кг) | 140 | 100 | 29% кыскартуу |
| Металл жоготуу (%) | 5.2 | 2.8 | 46% кыскартуу |
| Температуранын бирдейлиги (±°C) | ± 25 | ± 10 | 60% жакшыртуу |
| CO₂ эмиссиясы (кг/тонна Al) | 142 | 64 * | 55% кыскартуу |
| Эмгек сааттары (саат/тонна) | 1.8 | 0.9 | 50% кыскартуу |
| Жылдык тейлөө наркы ($) | $32,500 | $18,700 | 42% кыскартуу |
| Өндүрүш кубаттуулугу (тонна/сутка) | 4.2 | 6.0 | 43% өсүшү |
| Продукциянын сапаты (кемчилик пайызы %) | 3.5 | 1.2 | 66% кыскартуу |
| Жумуш ордундагы температура (°C) | 38 | 30 | 21% жакшыртуу |
*Жергиликтүү электр энергиясын өндүрүү аралашмасынын негизинде
ишке ашыруу индукциялык эрүү системасы олуттуу операциялык, экологиялык жана экономикалык пайда берди. Температураны так көзөмөлдөө жана эрүү убактысын кыскартуу азыраак кемчиликтери менен жогорку сапаттагы куюмага өбөлгө түздү. Энергияны эффективдүүлүктү жакшыртуу операциялык чыгымдарды да, айлана-чөйрөгө тийгизген таасирин да азайтты. Кошумчалай кетсек, эмгек шарттарынын жакшырышы жана эмгекке болгон талаптардын кыскарышы жумушчу күчүнүн канааттануусуна жана өндүрүмдүүлүгүнө оң таасирин тийгизди.