TCFA 0203081-2020 高效节能型铝合金燃气连续熔化保温炉通用技术要求

团体标准T/CFA0203081—2020高效节能型铝合金燃气连续熔化保温炉通用技术要求Generaltechnicalrequirementsforhigh-efficientandenergy-savingaluminumalloygascontinuousmeltingandholdingfurnace（公告稿）2020-12-15发布2021-01-24实施中国铸造协会发布ICS25.180H92T/CFA0203081-2020I目次前言....................................................................................................................................................................II1范围..............................................................................................................................................................12规范性引用文件..........................................................................................................................................13术语和定义..................................................................................................................................................14缩略语..........................................................................................................................................................25炉型结构及主要技术参数..........................................................................................................................26技术要求......................................................................................................................................................37设备运行工艺流程......................................................................................................................................7T/CFA0203081-2020II前言本文件按照GB/T1.1-2020给出的规则起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利，本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。本文件由中国铸造协会标准工作委员会提出。本文件由中国铸造协会归口。本文件负责起草单位：重庆大江美利信压铸有限责任公司。本文件参与起草单位：苏州春兴精工股份有限公司、史杰克西热能设备(太仓)有限公司、长春中誉集团有限公司。本文件主要起草人：张焱、何茂、陈如宁。本文件参加起草人：蒋汉金、马名海、李群、卢哲、杨海、钱峰。本文件2020年12月15日为首次发布。T/CFA0203081-20201高效节能型铝合金燃气连续熔化保温炉通用技术要求1范围本文件规定了高效节能型铝合金燃气连续熔化保温炉的术语和定义、缩略语、炉型结构及主要技术参数、技术要求和设备运行工艺流程。本文件适用于压铸行业以天然气为燃料的铝合金集中连续熔化保温炉(以下简称连续熔化保温炉)。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成文件必不可少的条款。其中注日期的引用文件，仅该注日期的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T2587用能设备能量平衡通则GB/T2588设备热效率计算通则GB/T2624.1用安装在圆形截面管道中的压差装置测量满管流体流量第一部分：一般原理和要求GB/T3485评价企业合理用电技术导则GB/T3486评价企业合理用热技术导则GB/T5226.1机械电气安全机械电气设备第1部分通用技术条件GB6222工业企业煤气安全规则GB/T13283工业过程测量和控制用监测仪表和显示仪表精度等级GB/T15969.2可编程序控制器第2部分：设备要求和测试GB/T19839工业燃油燃气燃烧器通用技术条件GB30078变形铝及铝合金铸锭安全生产规范GB50387冶金机械液压、润滑和气动设备工程安装验收规范YS/T694.1变形铝及铝合金单位产品能源消耗限额第1部分：铸造锭3术语和定义3.1高效节能型铝合金燃气连续熔化保温炉high-efficientandenergy-savingaluminumalloygascontinuousmeltingandholdingfurnace一种以天然气为燃料进行铝合金的连续熔化和保温，并利用熔化铝合金的余热对铝合金原料进行预热，实现高效节能，可以连续加料、连续熔化，可实现铝合金液保温、存储及连续出铝液的铝合金T/CFA0203081-20202熔化保温设备。3.2微负压熔化negativemicro-pressuremelting熔化炉废气罩顶部必要抽风压力10Pa～20Pa。3.3余热回收recoveryofwasteheat将工业过程产生的余热再次回收重新利用。3.4出铝液dischargeliquidaluminum铝锭经熔化炉熔化后从通过浇注溜槽取出溶液，通过炉子倾转取出溶液。3.5除气装置degassingdevice将惰性气体（氩气或氮气）导入铝液内部，将溶解在铝合金液体中的氢气以及杂质吸附出，从而提高铝液质量的处理装置。4缩略语HMI（HumanMachineInterface）人机界面MES（ManufacturingExecutionSystem）制造执行系统PLC（ProgrammableLogicController）可编程逻辑控制器PID（ProportionalIntegralDerivativecontroller）比例-积分-微分控制器5炉型结构及主要技术参数5.1炉型结构示意图见图1。1．投料装置2.预热区3.熔化区4.保温区5.出铝液口6.熔化炉7.除尘系统8.余热回收系统图1炉型结构示意图5.2炉型结构T/CFA0203081-202035.2.1炉型应满足生产工艺及产能要求，保温室的容量应大于熔化炉每小时的熔化量。5.2.2炉体外壳、炉衬、炉膛、炉门、烧嘴或喷嘴口、烟道口、测温孔、测压孔等几何尺寸及相对位置应符合设计图纸要求，在未改变熔炉性能的情况下，可增加炉腔和竖井的熔化面积。5.2.3炉膛尺寸应有利于火焰本身的形状结构（外焰、中焰、内焰）以及火焰与被熔化物料的相对位置，实现充分燃烧；烧嘴或喷嘴的位置和倾角应有利于向熔池传热，降低熔体烧损；熔池尺寸、深度和形状应满足传热和生产工艺要求，并保证铝液完全排出且有利于扒渣、搅拌和清炉等操作。5.2.4使用新型保温材料提高耐热性，炉衬的衬体采用90mm～160mm的保温层。5.3连续熔化保温炉基本性能连续熔化保温炉基本性能如表1所示。表1连续熔化保温炉基本性能保温容量t熔化率t/h不小于单位能耗kWh/t不大于烧损率%不大于炉体外壳工作温度℃熔池最高允许使用温度℃636801.58576042682.51.58576031.56851.585760216901.5857601.50.756951.5857606技术要求6.1安全要求6.1.1与安全有关的设备部件应配有清晰的警示信息和标记和防护措施。6.1.2生产过程中应按照技术状态和许可的安全技术规范要求操作设备。6.1.3回炉料或者铝锭重量不应超过加料机额定加料重量。6.1.4回炉料或者铝锭不应超过加料车自身高度。6.2设计安装6.2.1连续熔化保温炉应由具有相关技术资质的单位进行设计，并符合GB/T3485、GB/T3486、GB/T2587、GB/T2588、GB30078、YS/T694.1的有关规定。6.2.2连续熔化保温炉应设有余热回收装置，应采用固定式或旋转式蓄热烧嘴、换热器等节能技术，充分利用烟气余热对助燃空气进行预热，提高其热效率。6.2.3连续熔化保温炉的液压、润滑和气动设备工程安装应符合GB50387的有关规定。6.3仪表及装置T/CFA0203081-202046.3.1连续熔化保温炉应配备炉膛及铝液温度指示、记录、调节仪表。6.3.2连续熔化保温炉指示仪表、记录仪表的精确度等级应符合GB/T13283中的规定。6.3.3连续熔化保温炉的燃料应有流量测量仪表，还应具备燃料、空气流量比例调节系统。6.3.4连续熔化保温炉应配备必要的限位开关、按钮和指示灯等。6.3.5助燃空气和燃料系统应安装压力指示表。6.3.6节流装置应按GB/T2624.1的要求选择。6.3.7连续熔化保温炉应配备有防尘的仪表柜或仪表箱。6.4燃烧系统6.4.1燃烧系统主管路构成见图2，燃烧系统支管路构成见图3。1．天热气流程2.压力表3.压力开关区4.压力表5.选项6.放散管7.电磁阀8.气密性监测9.主管路10.软连接11.流量计12.电磁阀13.过滤器14.球阀图2燃烧系统主管路构成示意图1．天燃气流程2.主球阀3.电磁阀选项4.电磁阀5.气密性检测选项6.球阀7.压力管路8.空气控制池图3燃烧系统支管路构成示意图T/CFA0203081-202056.4.2燃烧系统的设计应符合GB/T19839、燃气系统安全应符合GB6222的有关规定，各管道安装位置和尺寸应符合图纸要求。6.4.3应对燃烧所需的各种动力介质（包括助燃风、天然气、压缩空气等）的供应状态进行自动监控，低于设定值，应自动停止燃烧，确保燃烧安全。最佳燃烧器设置：空气比率λ=1.02。6.4.4对燃烧生成的烟气进行排放，应自动监控烟气排放温度，超出设定值时应可自动停止燃烧和排放超温烟气，确保燃烧系统和烟气处理排放设施的安全。6.4.5宜优先采用蓄热式等节能燃烧系统。6.4.6应配备自动点火系统和火焰检测及监控系统。6.4.7燃烧系统每次启动应先自动对炉内气氛进行置换吹扫。6.4.8燃气管路应设有过滤装置、流量计量装置、稳压装置，燃气压力应保持稳定。6.5排烟系统6.5.1排烟系统设置应能排出全部烟气，排出的烟气经烟道送入烟尘处理系统，烟气排放及装置应符合有关国家或地方排放标准的要求。6.5.2辅助排烟系统应设置烟道闸板，以利于炉膛压力控制和燃烧系统节能。6.5.3熔化炉废气罩顶部必要抽风压力10Pa～20Pa。6.5.4应向厂方上空排放烟气，且垂直距离地面应不小于30m。6.6温度测量及控制系统6.6.1炉温控制系统应根据热工工艺要求控制燃烧量的负荷。当废气温度达到设定值时，加料机自动送料到炉内；当连续工作时预熔区应保持60%～100%的炉料，直到保温室达到最大液位，见图4。1.熔液室热电偶2.炉顶热电偶3.熔化室热电偶4.废气室热电偶图4炉温控制系统示意图T/CFA0203081-202066.6.2应配备铝液温度测量装置。6.6.3炉膛温度