Тигельные печи для плавки алюминия

Преимущества тигельных печей заключаются в том, что с ними просто работать и их просто обслуживать. Кроме того, первоначальные капитальные вложения в них не слишком велики. Тигельные печи применяют в тех алюминиевых литейных производствах, которые производят алюминиевые отливки из различных сплавов и малыми партиями. Тигельные печи могут работать практически с любыми типами литейных алюминиевых сплавов. Процесс плавления производится непосредственно в тигеле и, при необходимости, смена алюминиевого сплава происходит легко и быстро.

Скорость плавления алюминия в тигельных печах

Тигельные печи, которые применяют на алюминиевых литейных предприятиях – предприятиях по производству алюминиевых литых изделий и деталей – в качестве плавильных агрегатов, имеют объем до 1000 килограммов (стационарные) или даже до 1500 кг (наклоняемые). Максимальная скорость плавления алюминия тигельные печей с электрическим нагревом составляет около 250 килограмм в час. Скорость плавления тигельных печей, которые нагреваются горелками – газовыми или на жидком топливе, достигает 400 килограммов в час.

Принцип тигельной печи

Рисунок 1 показывает принцип тигельной печи, которая нагревается газовыми горелками. Горение газа происходит внутри печи – между наружной стенкой тигеля и футеровки печи, а продукты горения уходят прямо в дымовую трубу. Поэтому ни алюминиевый расплав, ни рабочее место продуктами горения газа (или жидкого топлива) не загрязняются. Тигельные печи снабжаются поворотными крышками для сокращения потерь энергии излучения от алюминиевого расплава при операции выдержки.

Рисунок 1 – Принцип работы тигельной печи

В наше время еще применяются – все реже – тигельные печи, у которых дымовые газы выходят через края тигеля в дымовую трубу. Недостаток этих печей в том, что дымовые газы входят в контакт с алюминиевым расплавом. Это отрицательно сказывается на качестве расплава, а также ухудшает условия труда на рабочем месте.

На рисунке 2 показана наклоняемая тигельная электрическая печь сопротивления, которая снабжена поворотным механизмом и гидравлической системой. Внутри ванны печи помещается термопара в графитовом защитном кожухе (видна вверху справа). Термопара служит для измерения и контроля температуры алюминиевого расплава. Тигельные печи с газовым или топливным нагревом обычно имеют аналогичную конструкцию.

Рисунок 2 – Тигельная электрическая печь сопротивления
фирмы StrikoWestofen GmbH

Расход энергии в тигельных печах

Потребление энергии тигельных печей на газе или жидком топливе в расчете на одну тонну расплавленного алюминия зависит не только от конструкции печи и размеров тигеля. Другими важными факторами являются точное соответствие тигеля размерам корпуса печи, правильная настройка горелок и состояние материала тигеля.

В зависимости от размеров тигеля газовые горелки без подогрева газа потребляют около 130-150 кубических метров газа для плавления 1 тонны алюминия при температуре 720 градусов Цельсия. Электрическая тигельная печь требует для аналогичной задачи подачу электрической энергии в количестве около 400 киловатт-часов.

Газовые и электрические тигельные печи

Кроме этих факторов, важным параметром является время, которое необходимо для расплавления полной загрузки тигельной печи. Например, подогретая газовая тигельная печь емкостью 350 килограммов алюминия и расплавленным «болотом» около 20 % требует около 85 минут для того, чтобы расплавить полную загрузку шихты. Тигельная печь емкостью 800 килограммов требует для полного расплавления шихты около 130 минут. Применение холодной – не прогретой – тигельной печи может увеличить длительность плавления на 50 %. Электрические тигельные печи требуют в два раза больше времени для полного цикла плавления, чем тигельные печи на газе или жидком топливе.

Большие тигельные печи

Большие тигельные печи (более одной тонны алюминия) становятся уже менее экономичными, по сравнению с плавильными печами других типов. Это происходит в основном из-за относительно высокого удельного расхода энергии, а также большого объема ручного труда при загрузке алюминиевой шихты. Кроме того, эта шихта должна быть только полностью сухой, так как влага в шихте может приводить к взрывам и угрозе для жизни рабочих-литейщиков. Это требует дополнительных затрат на сортировку и подготовку шихты.

Источник: foundry-planet.com