Vaziyatni o'rganish: Induksion alyuminiyni eritish jarayoni
obyektiv
Alyuminiy qoldiqlari va qutilarini samarali eritish uchun indüksiyon isitish texnologiyasi, quyma operatsiyalari uchun yuqori sifatli eritilgan alyuminiyni kerakli haroratda saqlab, optimal energiya samaradorligiga erishish.
Uskuna
- Induksion isitish generatori: 160 kVt quvvat
- Tigel sig'imi: 500 kg alyuminiy erituvchi pech
- Pech turi: Shlangi egilish induksion pechi
- Sovutish tizimi: Yopiq suv minorasining sovutish davri
- Materiallarga ishlov berish: Ko'prikli kran (2 tonnalik sig'imli)
- Xavfsizlik uskunalari: Haroratni nazorat qilish asboblari, favqulodda o'chirish tizimi, shaxsiy himoya vositalari
- Filtrlash tizimi: Eritilgan alyuminiyni tozalash uchun seramika ko'pikli filtrlar
- Egzoz tizimi: Filtrlash bilan tutun chiqarish qopqog'i
Boshqarish tizimi
Jarayon PLC (Programmable Logic Controller) tizimi tomonidan boshqariladi:
- Allen-Bradley CompactLogix boshqaruvchisi
- Jarayon parametrlarining grafik tasviri bilan HMI sensorli ekran interfeysi
- Haqiqiy vaqtda monitoring:
- Kirish quvvati (kVt)
- Bobin oqimi (A)
- Chastotasi (kHz)
- Suvni sovutish harorati (kirish / chiqish)
- Termojuft orqali metall harorati
- Jarayonni optimallashtirish uchun ma'lumotlarni qayd qilish imkoniyatlari
- Anormal ish sharoitlari uchun signalizatsiya tizimlari
- Ko'p ish rejimlari (qo'lda, yarim avtomatik, avtomatik)
- Turli xil alyuminiy qotishma turlari uchun retseptlarni saqlash
Induksion lasan
- dizayn: Maxsus mo'ljallangan ko'p burilishli spiral bobin
- Qurilish: Suv bilan sovutilgan mis quvurlar (diametri 25 mm)
- Burilishlar: Bir xil isitish uchun optimallashtirilgan oraliq bilan 12 burilish
- Izolyatsiya: Yuqori haroratli keramik tolali izolyatsiya (1200 ° C gacha)
- Bobin himoyasi: Splash qarshi keramik qoplama
- Elektr aloqalari: Kumush qoplangan mis avtobus barlari
- Sovutish tizimi: Oqim monitorlari bilan maxsus suv sxemasi (minimal oqim tezligi: 45 L/min)
Frequency
- Ishlash chastotasi: 8 kHz
- Alyuminiyning optimal kirib borish chuqurligi uchun tanlangan (taxminan 3.5 mm)
- Ish paytida ±0.2 kHz oralig'ida saqlanadigan chastota barqarorligi
- Yuklash sharoitlariga qarab avtomatik chastotani sozlash
ashyo
- Tigel: Yuqori zichlikdagi izostatik presslangan grafit tigel
- Devor qalinligi: 50 mm
- Xizmat muddati: taxminan 100 eritish davri
- Issiqlik o'tkazuvchanligi: 120 Vt/(m·K)
- Zaryadlash materiallari:
- Alyuminiy ekstruziya qoldiqlari (70%)
- Ishlatilgan alyuminiy qutilari (20%)
- Alyuminiy mashina tornalari (10%)
- O'rtacha material hajmi: 50-200 mm
harorat
- Maqsadli erish harorati: 720 ° C (± 10 ° C)
- Dastlabki zaryadlash harorati: 25°C (atrof muhit)
- Isitish tezligi: taxminan 10 ° C / daqiqa
- Haroratni tekshirish: Raqamli o'qish bilan immersion termojuft (K-tipi).
- Superheat quyishdan oldin 20 daqiqa davomida saqlanadi
- Maksimal harorat chegarasi: 760 ° C (ortiqcha oksidlanishni oldini olish uchun)
Energiya sarfi
- O'rtacha energiya iste'moli: 378 kVt / tonna
- Quvvat faktori: 0.92 (quvvat faktorini to'g'rilash bilan)
- Maxsus energiya taqsimoti:
- Alyuminiyni eritish uchun zarur bo'lgan nazariy energiya: 320 kVt / tonna
- Issiqlik yo'qotishlari: 58 kVt / tonna
- Tizim samaradorligi: 84.7%
jarayon
| Jarayon bosqichi | Vaqt (min) | Kirish quvvati (kVt) | Harorat (° C) | Kuzatishlar |
|---|---|---|---|---|
| Dastlabki to'lov | 0 | 0 | 25 | 500 kg alyuminiy qoldiqlari yuklangan |
| Oldindan isitish | 0-15 | 80 | 25-200 | Namlikni olib tashlash uchun quvvatni asta-sekin oshiring |
| Isitish bosqichi 1 | 15-35 | 140 | 200-550 | Materiallar parchalana boshlaydi |
| Isitish bosqichi 2 | 35-55 | 160 | 550-720 | To'liq erish sodir bo'ladi |
| Haroratni ushlab turish | 55-75 | 40 | 720 | Maqsadli haroratni saqlash |
| Flux qo'shilishi | 60 | 40 | 720 | Nopoklarni olib tashlash uchun 0.5% oqim qo'shiladi |
| Degazatsiya | 65 | 40 | 720 | 5 daqiqa davomida azot gazini tozalash |
| Namuna olish va tahlil qilish | 70 | 40 | 720 | Kimyoviy tarkibini tekshirish |
| Tozalash | 75-85 | 0 | 720-700 | Qoliplarga quyish nazorat ostida |
| Pechni tozalash | 85-100 | 0 | - | Dropni olib tashlash, tigelni tekshirish |
Narxi
XYZ Foundry’dagi alyuminiy eritish jarayoni alyuminiy qoldiqlari va qutilarini qayta ishlash uchun induksion eritish samaradorligini ko‘rsatadi. Jarayon bo'yoqlar, qoplamalar va eritma sifatiga ta'sir qilishi mumkin bo'lgan begona materiallar kabi ifloslantiruvchi moddalarni olib tashlash uchun zaryadlovchi materiallarni ehtiyotkorlik bilan saralash va tayyorlash bilan boshlanadi.
Odatdagi eritish siklida 500 kg yuk induksion lasan ichida joylashgan grafit tigelga yuklanadi. PLC tizimi tigelga termal zarba berishning oldini olish uchun dasturlashtirilgan quvvatni oshirish ketma-ketligini boshlaydi. Quvvat oshgani sayin, elektromagnit maydon alyuminiyda girdobli oqimlarni keltirib chiqaradi va metallning o'zidan issiqlik hosil qiladi.
Dastlabki isitish bosqichi namlik va uchuvchi moddalarni olib tashlash uchun juda muhimdir. Harorat 660 ° C ga (alyuminiyning erish nuqtasi) yaqinlashganda, material yiqila boshlaydi va erigan hovuz hosil qiladi. Operator HMI interfeysi orqali jarayonni kuzatib boradi, real vaqt ma'lumotlari asosida kerak bo'lganda tuzatishlar kiritadi.
Shunisi e'tiborga loyiqki, ma'lumotlar tahlili shuni ko'rsatadiki, eng energiya tejamkor ish asosiy isitish bosqichida sodir bo'ladi, bu erda energiyadan foydalanish maksimal samaradorlikka etadi. 378 kVt/ton energiya iste'moli ob'ektning oldingi gaz eritish pechlariga nisbatan 15 foizga yaxshilanganligini bildiradi.
Eritma bo'ylab haroratning bir xilligi elektromagnit maydon tomonidan yaratilgan tabiiy aralashtirish effekti tufayli juda yaxshi. Bu mexanik aralashtirish zaruratini yo'q qiladi va oksid hosil bo'lishini kamaytiradi. Yopiq aylanishli sovutish tizimi induksion lasan va elektr komponentlari uchun optimal ish haroratini saqlab turadi, kiruvchi materiallarni oldindan isitish uchun chiqindi issiqlikni qaytaradi.
Maqsadli harorat 720 ° C ga yetgandan so'ng, metall bo'lmagan qo'shimchalarni olib tashlashni osonlashtirish uchun oqim qo'shiladi. Grafit nayzasi orqali azot gazini tozalash vodorod miqdorini pasaytiradi va yakuniy to'qimalarda potentsial g'ovaklikni kamaytiradi. To'kishdan oldin kimyoviy tarkibni tekshirish va kerakli tuzatishlarni kiritish uchun namunalar olinadi.
Shlangi egilish mexanizmi quyishni aniq nazorat qilish, quyish jarayonida turbulentlik va oksid hosil bo'lishini kamaytirish imkonini beradi. Butun operatsiya sovuq boshlangandan to to'liq quyishgacha 100 daqiqa ichida yakunlanadi, bu an'anaviy usullarga nisbatan sezilarli vaqtni tejashni anglatadi.
Natijalar / afzalliklar
| parametr | Oldingi gaz bilan ishlaydigan tizim | Induksion tizim | Yaxshilash |
|---|---|---|---|
| Energiya iste'moli (kVt/ton) | 445 | 378 | 15% pasayish |
| Erish vaqti (min/500kg) | 140 | 100 | 29% pasayish |
| Metall yo'qotish (%) | 5.2 | 2.8 | 46% pasayish |
| Haroratning bir xilligi (±°C) | ± 25 | ± 10 | 60% yaxshilanish |
| CO₂ emissiyasi (kg/ton Al) | 142 | 64 * | 55% pasayish |
| Ish vaqti (soat/tonna) | 1.8 | 0.9 | 50% pasayish |
| Yillik texnik xizmat ko'rsatish narxi ($) | $32,500 | $18,700 | 42% pasayish |
| Ishlab chiqarish quvvati (tonna/kun) | 4.2 | 6.0 | 43% o'sish |
| Mahsulot sifati (nuqson darajasi%) | 3.5 | 1.2 | 66% pasayish |
| Ish joyidagi harorat (°C) | 38 | 30 | 21% yaxshilanish |
*Mahalliy elektr energiyasi ishlab chiqarish aralashmasi asosida
ning amalga oshirilishi induksion eritish tizimi sezilarli operatsion, ekologik va iqtisodiy foyda keltirdi. Aniq haroratni nazorat qilish va erish vaqtini qisqartirish kamroq nuqsonlar bilan yuqori sifatli quymalarga yordam berdi. Energiya samaradorligini oshirish ham operatsion xarajatlarni, ham atrof-muhitga ta'sir qilishni kamaytirdi. Bundan tashqari, yaxshilangan mehnat sharoitlari va mehnat talablarining kamayishi ishchi kuchining qoniqishi va unumdorligiga ijobiy ta'sir ko'rsatdi.