浅谈铝合金生产线的设备改造

浅谈铝合金生产线的设备改造

赵曦

清远市钛美铝业有限公司  511500

摘要：随着铝合金生产工艺的发展，其生产线中的设备改造也成为了一项主要内容。为实现铝合金生产线上各种设备的科学改造，本文特对几种主要设备的改造需求与改造策略进行了分析，包括混合炉、加硅装置以及除气装置的改造需求及其改造策略。希望通过本次的分析，可以为铝合金生产线中各个设备的合理改造及其整体生产质量的提升提供一定参考。

关键词：铝合金；生产线；生产设备；改造需求

前言：在对铝合金生产线中的主要设备进行改造时，相关单位与技术人员首先应明确铝合金生产线中的主要设备，然后对其改造需求进行科学分析，最后再以此为依据，采取合理的措施来加以改造。通过这样的方式，才可以让铝合金生产线中各种设备的实际应用需求得以良好满足，以此来促进铝合金生产工艺的进一步发展。

一、铝合金生产线主要设备

    在铝合金的生产过程中，其生产线上的主要设备包括混合炉、电磁搅拌装置、除气装置、水平连续铲锭装置等。随着当今科技发展以及铝合金需求量的提升，传统生产线上的很多设备已经无法满足其现代化生产需求，甚至需要添加一些新的生产设备[1]。基于此，相关企业需对铝合金生产线设备的具体改造需求加以科学分析，以此来实现相应设备的针对性改造与添加。

二、铝合金生产线设备改造需求

    在铝合金的实际生产加工中，生产企业和技术人员应明确其传统设备的应用局限性及其改造需求，这样才可以为相应设备的后续改造提供科学参考。就目前的铝合金生产线而言，其主要的设备改造需求包括以下几个方面。

（一）混合炉改造需求

    在铝合金的生产过程中，电解槽中的原铝温度约为950℃，而通过钛、镁、硅等辅助材料的添加，可在溶解或熔化过程中消耗掉铝液中的一部分热量，使炉内温度最终达到700℃左右。因此，在实际生产中，只要确保混合炉的保温效果，便可让整体的生产环节得以流畅进行。但是在传统混合炉的具体应用中，其保温质量通常都并不好，比如，某铝合金生产企业中的混合炉是电阻反射率，其吨位是30t，因为炉壁较薄、保温材料缺乏、吊砖结构缝隙较大、炉口数量多、尺寸大等情况存在，使其散热十分严重。为满足其实际应用需求，就需要对其实施保温改造。

（二）加硅装置改造需求

    在通过混合炉进行铝合金生产的过程中，通常需要将工业硅加入炉内。而在传统的生产工艺条件下，加硅操作都是通过铁锨来完成，此种加硅方法费时费力，效率非常低。如果需要进行其他加硅装置的制造，也会面临一些问题，其主要问题包括以下几个：第一，如果应用叉车，炉体结构和炉门将无法满足其实际应用需求。第二，混合炉内具有较高温度，如果将普通材料深入到其内部，将很容易出现变形甚至损坏情况。第三，混合炉顶部设置了较大尺寸的环保集气装置，若通过行车吊装方式进行加硅操作，吊运的物料将会和炉门之间相隔很大距离，从而加大加硅难度。基于此，在具体的生产线设备改造中，加硅装置改造也是一项重点内容。

（三）除气装置改造需求

    在铝合金的生产过程中，通常会产生一些溶解性的气体，这些气体会以溶解、吸附以及化合等状态存在。如果这些气体不能有效去除，将会对铝合金的性能及其铸造质量产生很大程度的不利影响。但是在传统的铝合金生产线中，其除气装置通常都存在一些问题。比如，在某铝合金生产企业的生产线中，其除气装置外壁是钢壳结构，将三个石墨转子安装在其顶部，将陶瓷材料用作内衬，使其具备良好的不粘铝特征。按照化学动力学方面的相关原理，惰性气体和铝合金液体之间的接触面越大、接触时间越长，其除气效果便会越好。但是在该装置的具体应用中，却存在以下几个问题：第一，其转子的透气转头仅为φ10cm，尺寸较小，无法充分打碎其中的气泡。第二，其石墨转子柄对于铝液侵蚀并不具备足够好的抗性，在运行10d左右就需要更换。第三，其内衬陶瓷材料的造型尺寸与厚度都比较大，生产成本较高。第四，具体应用中，该装置需要多次进行起吊，整体操作十分不便，且很容易损坏[2]。因此，为满足铝合金生产中的实际除气需求，相关企业与技术人员就需要对其除气装置进行合理改造。

三、铝合金生产线设备改造策略

    经上述分析可知，在铝合金生产线中，混合炉、加硅装置以及除气装置都需要进一步的改造。针对其具体的改造需求，本次特研究了以下几种改造策略。

（一）混合炉改造策略

    针对混合炉的保温改造需求，具体改造中，技术人员可采取以下几个方面的改造措施：第一，在熔炉砌筑时，需要将耐火保温材料加设在其底部和四周，材料厚度应控制在100mm，同时应将干式防渗料涂刷在保温层上，其厚度控制为50mm。第二，在炉墙部紧挨钢壳位置加设耐火保温材料，其厚度控制为100mm。第三，不再用吊顶砖砌筑炉顶，而是改用高强度浇注料进行整体浇筑，四周需设置缝隙，以供烘炉膨胀，其宽度应预留10mm。第四，仅仅在混合炉一侧设置三个小的炉门，其规格为800*600mm。第五，在混合炉投入使用时，将一层耐火岩棉覆盖到其钢壳外部，其厚度控制为50mm；将一层石英砂覆盖到炉顶，其厚度控制为80mm。通过这样的方式，便可有效提升混合炉的保温效果，满足实际的铝合金生产需求。

（二）加硅装置改造策略

为满足铝合金生产过程中的混合炉加硅需求，在对其加硅装置进行改造时，可将一种自动化新型加硅装置应用其中。该装置的主要组成部分有三个，第一是倾角足够大的物料通道，第二是带有专用气缸的物料中转小车，第三是倾角较小的物料通道。具体应用中，可先让硅落入到倾角足够大的物料通道内，借助于物料中转小车在倾角较小的物料通道中将硅运输到混合炉，以此来顺利完成加硅操作。为满足该加硅装置的实际应用需求，可将一种专用的特殊气缸前端安装到物料中转小车上，从而为其提供驱动力，而小车前端挡板的主要作用是推动物料。小车的上部为物料通道，当挡板推动物料的过程中，该通道可将下落的物料接收并盛装好。在小车后退的过程中，借助于大倾角物料底部的钢板，可让物料落入到小倾角物料通道中，再通过气缸挡板将其推动到混合炉内[3]。通过这样的方式，便可在铝合金生产过程中达到连续自动循环加料效果。图1为新型加硅装置整体结构示意图：

图1-新型加硅装置整体结构示意图

（三）除气装置改造策略

    针对上述除气装置应用中的问题，具体改造中，主要的改造方法包括以下几种：第一，增加转子的转头尺寸，使其达到φ15cm，将原来的透气槽改为均匀布置的12个小孔，其孔径控制为5mm，以此来提升气泡打碎效果，满足除气需求。第二，将氧化镀层设置在转子转柄上，其厚度控制在5mm，以此来提升其抗腐蚀性能，延长其使用时间。第三，适当缩小其陶瓷内衬的尺寸及其厚度，对于陶瓷内衬和装置金属外壳之间的多余空间，可通过耐火材料进行填充处理。第四，将装置顶部的结构改为自动液压升降形式，在便于操作的同时避免吊装造成的设备损坏。通过这样的改造方法，不仅可有效提升装置的除气效果，延长其使用寿命，同时也可以实现装置运维成本的合理节约。

结束语：

    综上所述，在铝合金的生产过程中，生产线设备的应用效果是确保生产效率和质量的关键。基于此，在铝合金生产线的运行过程中，相关企业也技术人员应根据实际应用需求，对相应的设备进行合理改革。通过这样的方式，才可以让铝合金生产线中的各个设备满足其实际生产需求，以此来确保铝合金的生产效率和质量。

参考文献：

[1]臧永伟,刘青朋,邹学通,丁磊,何松,兰聪,孙海艳.轮带式铝合金生产线滚剪装置性能优化及应用[J].云南冶金,2022(02):155-159.

[2]马玉蕊.硬铝合金板带生产线工艺及物流设计探讨[J].有色金属加工,2020(05):41-45.

[3]阮佳阳.铝合金叶轮快速铸造生产线平衡优化研究[D].西安科技大学,2020.