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天津祺天鋼聯(lián)金屬材料有限公司
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國外鋁下游產(chǎn)業(yè)近期投產(chǎn)的高新項目
  發(fā)布者:天津祺天鋼聯(lián)金屬材料有限公司 發(fā)布時間:2021-09-14
新近國外鋁下游產(chǎn)業(yè)投產(chǎn)的5種新工藝、新裝備、新合金等都在生產(chǎn)中獲得實際應(yīng)用,效果良好,達(dá)到了預(yù)期的設(shè)計目標(biāo),值得在我國有關(guān)企業(yè)推廣應(yīng)用。下文分別予以介紹。
  高度靈活與產(chǎn)量大的鋁合金感應(yīng)熔煉爐
  美國新澤西州蘭科卡斯縣的感應(yīng)加熱公司(Inductotherm Corp.)新近研發(fā)出一種熔煉鋁合金及其他金屬材料的多用途感應(yīng)熔煉爐。因為航空航天工業(yè)在生產(chǎn)零配件時具有品種批量小的特點,所以該設(shè)備特別適合航空航天工業(yè)熔煉各樣的鋁合金。
  該公司既生產(chǎn)無芯的保溫爐又生產(chǎn)溝槽保溫爐,各有其之處。無芯保溫爐有大的合金靈活性,投資不大,安裝費(fèi)用低;溝槽保溫爐產(chǎn)量大、能耗低,可獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益,F(xiàn)在公司可提供集熔煉、保溫和澆注于一體的混合爐(hybrid furnace),采用惰氣保護(hù),極為靈活,生產(chǎn)完一種鋁合金后,可很快轉(zhuǎn)為生產(chǎn)另一種鋁合金。
  此種無芯感應(yīng)爐有的加熱能力,可當(dāng)熔煉爐,也可以當(dāng)保溫爐,熔煉工藝由Melt-Manager PlusTM(熔煉操作器+TM)控制系統(tǒng)掌控,可保證電源頻率處于佳范圍內(nèi)。這種無芯感應(yīng)爐在倒空熔煉好的鋁合金熔體后,可立刻裝入下一爐的爐料,啟動熔化。
  這種無芯感應(yīng)爐裝于混合爐上殼底部,上殼設(shè)計得很堅固,具有相當(dāng)高的強(qiáng)度與剛度,還很耐熱,在壽命期內(nèi)能地運(yùn)轉(zhuǎn)。爐蓋可升起又可回轉(zhuǎn),可以方便地裝入塊料,蓋內(nèi)的耐火材料有良好的保溫絕熱性能,以確保散失的熱能處于低。耐火材料中埋設(shè)了熱電偶,可以連續(xù)測溫,保證熔體溫度。
  此種混合爐已形成系列,容量范圍為10/40t,如果需要,還可以提供更大的。爐的上方設(shè)有煙塵收集系統(tǒng),車間內(nèi)氣氛符合環(huán)保法規(guī)條例要求。扒渣門設(shè)計得很巧妙,便于出渣。爐的傾動由PLC系統(tǒng)控制。
  尼瑪克公司新建壓鑄廠煙氣過濾系統(tǒng)
  隨著綠色環(huán)保理念的日益提升,鋁合金熔煉鑄造車間內(nèi)的環(huán)境符合環(huán)保法規(guī)條例要求,而且零件壓鑄車間每臺壓鑄機(jī)排放的煙氣都符合要求,因此采取必要的空氣污染控制措施。壓鑄機(jī)排放的廢氣由油煙和氣溶膠物質(zhì)組成,而且由于壓鑄機(jī)使用時間過長和老化,排放的煙氣越來越多,煙霧污染日益嚴(yán)重。把這些污染物分離出來,以保護(hù)工作人員和環(huán)境友好。因此,現(xiàn)代化鑄造廠或車間設(shè)計的排風(fēng)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生,形成了一個化分支,為節(jié)能減排提供了可觀的潛力,F(xiàn)對尼瑪克公司斯洛伐克日亞爾赫龍河畔的壓鑄廠于早些時候新投產(chǎn)的克馬(KMA)公司的煙氣收集和過濾系統(tǒng)作一簡介。
  尼瑪克公司是一家為全球多達(dá)50多個汽車制造公司(廠)提供鋁合金壓鑄零部件的企業(yè),新建的斯洛伐克日亞爾鑄造公司對環(huán)保極為重視,是全球鋁合金環(huán)保壓鑄廠的“燈塔”。
  在鑄造廠,煙氣排放一直是熔爐、保溫爐之后第二大能源消耗。能耗導(dǎo)致高生產(chǎn)成本和較高的CO2排放。不過,采用克瑪公司的煙氣收集與過濾系統(tǒng)可以做到高達(dá)80%的能源效率,同時大大改善了車間的CO2平衡,有助于環(huán)境保護(hù)。
  在傳統(tǒng)的煙氣凈化流程中,從車間頂部抽集,輸送到車間外的處理系統(tǒng),為了達(dá)到車間內(nèi)部空氣清新,符合環(huán)保法規(guī)要求,車間內(nèi)的空氣更換(10-15次)/h。大家知道,排氣量越大,風(fēng)扇和過濾系統(tǒng)的能耗就越高。在寒冷的冬季,對新鮮空氣加熱更是一道高能耗的工藝。輸送到室外的煙氣用等量的室外低溫新鮮空氣替代,如此一來,導(dǎo)致運(yùn)營成本的上升和CO2排放量的增加。
  日亞爾的尼瑪克工廠的煙氣收集與過濾系統(tǒng)名為“Ultravent”(厄爾特拉文特),安于壓鑄機(jī)上方,能準(zhǔn)時抽氣,中央換氣僅需(3-4次)/h,能耗比傳統(tǒng)技術(shù)節(jié)約80%,而且車間內(nèi)的空氣更加清新。現(xiàn)在已有多家鑄造廠采用了Ultravent系統(tǒng),均取得了預(yù)期的良好效果。
  在日亞爾鑄造廠,每臺壓鑄機(jī)都配有克馬(KMA)抽氣與過濾系統(tǒng),抽氣罩和連接的過濾系統(tǒng)都位于壓鑄機(jī)上方的支架平臺上。這種過濾系統(tǒng)避免了在車間內(nèi)布置長管道,不但新建廠可采用這種煙氣抽集與過濾方案,老車間升級改造也可以采用。
  Ultravent系統(tǒng)由煙氣收集罩和分離煙氣的靜電過濾單元組成,帶有油煙的廢氣由收集罩直接抽走,因而大大減少了飄逸四散的廢氣量;另外,這種單獨的過濾系統(tǒng)與鑄造機(jī)是同時運(yùn)行的,生產(chǎn)成本得到進(jìn)一步降低。目前投入運(yùn)行的克馬處理系統(tǒng)的過濾能力為20000m3/h,排氣量為5000m3/h靜電過濾單元的能耗僅相當(dāng)于100W燈泡的能耗。
  經(jīng)Ultravent系統(tǒng)處理后的潔凈空氣被循環(huán)回車間,避免了空氣外排時可能產(chǎn)生的熱量損失,同時還改善了車間的碳平衡:由于加熱能耗下降,相應(yīng)地減少了CO2排放,每臺壓鑄機(jī)碳足跡下降(30-40)t/a。過濾系統(tǒng)集成了自動清洗器能大限度地減少維護(hù)工作量和保養(yǎng)停機(jī)時間。
  在現(xiàn)代化壓鑄機(jī)和鑄造單元中,外圍技術(shù)全部被集成到一個協(xié)調(diào)系統(tǒng)中。排氣過濾系統(tǒng)和鑄造機(jī)之間的連接已智能化。在斯洛伐克尼瑪鑄造廠的Ultravent系統(tǒng)通過與接口的同步,使過濾系統(tǒng)的通風(fēng)功率與壓鑄機(jī)噴涂周期相適應(yīng)。若噴涂暫停,過濾系統(tǒng)的變頻器可將風(fēng)扇輸出功率節(jié)流至75%,以降低電耗,從而實現(xiàn)了單臺鑄造機(jī)的有效節(jié)能。此外,在工業(yè)4.0時代,鑄造機(jī)和過濾系統(tǒng)都達(dá)到智能化控制,在能源效率、和環(huán)保方面都達(dá)到了高要求。
  冷軋鋁合金帶材表面缺陷清理
  當(dāng)前,鋁應(yīng)用市場競爭異常激烈,客戶要求提供材料表面更加潔凈、更加均勻的鋁合金板帶材,以改善進(jìn)一步加工,諸如在表面處理、點焊或黏接等時的性能和降低工模具磨損。冷軋鋁合金板帶材表面總是存在著種種缺陷和影響外觀的不足之處,如細(xì)小裂紋、皺痕、中間金屬化合物粒子、金屬氧化物、潤滑劑痕跡等等。這些污染物往往形成薄薄的一層,與鋁緊緊地貼在一起,對材料外觀極為不利,必需對其進(jìn)行清理。清理效果隨鋁合金帶材的終用途而定,有的稍加清理即可,有的則清除,一掃而光。有些表面污染物可通過化學(xué)蝕洗去除。
  在清除鋁合金帶材表面污染物和缺陷領(lǐng)域,英國西米德蘭市(West Midland)的克斯·赫爾·沃斯公司(KCS Herr Voss)是全球的者。該公司從事帶材表面清理工藝研發(fā)與自動化清理生產(chǎn)線的研究及制造已有30多年,近期推出的罐體帶材(can stock)清理線已在實際生產(chǎn)中獲得應(yīng)用。其運(yùn)轉(zhuǎn)效果良好,受到用戶一致好評。
  3D打印trimal-05 AM鋁合金
  2020年初,位于德國埃森市(Essen)的特里梅特鋁業(yè)公司(Trimet Aluminium SE)成功研制的trimal - 05 AM鋁合金已獲得專利,是一種選擇激光熔化(selective laser melting,SLM)增材制造(Additive Manufacturing,AM)用的強(qiáng)度鋁合金,已在生產(chǎn)中獲得實際應(yīng)用,打印出了多種結(jié)構(gòu)零件。
  Trimal-05 AM鋁合金是一種強(qiáng)度鋁合金,是專為3D打印研發(fā)的,打印的工件不需要后續(xù)熱處理,可直接裝機(jī)。該合金技術(shù)對擴(kuò)大3D打印鋁合金的應(yīng)用有著積極的推動作用。3D打印的trimal-05 AM合金無疑將在交通運(yùn)輸裝備中獲得廣泛應(yīng)用。
  Trimal-05 AM鋁合金的制備,首先需要熔煉鑄造出圓錠,然后再熔化后高壓噴粉,后選擇激光熔化3D打印工件。
  用trimal-05 AM-T6合金打印的結(jié)構(gòu)件的各項性能可與常規(guī)工藝鑄造的鑄件的性能試比高,因而,此合金非常適合于打印制造原型件。3D打印工藝無疑將獲得越來越廣泛的應(yīng)用。
 
 

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