[01030604]热剪切铜铝长铸锭加热炉的设计与研制

铜、铝合金型材的挤压工艺“熔炼→长铸锭→锯切→打号→短铸锭加热→挤压→挤压型材后处理”要求排产人员根据客户订单将长铸锭锯切成与挤压型材重量相匹配的短铸锭，然后放入加热炉加热，上机挤压。但在生产实际中，生产计划变更、模具堵塞、在制品不合格等因素时常发生，要求短铸锭长度随之变化，这时只有将加热炉内已有的短铸锭全部拉出，重新加入所需长度的短铸锭，因此有色金属型材生产企业经常出现停产倒棒现象。长铸锭锯切前的专人计算、锯切、打号、过磅等工作，增加了管理难度和复杂性，产生噪声污染；锯屑重新投入生产的烧损高达20%。这些问题在有色金属型材生产企业的生产管理中占据了大量的人力和物力，生产管理繁冗，成品率低，制造成本高，长期困扰着企业的生产与管理。因此，简化管理流程，实现柔性生产，降低生产成本是这类企业多年急需要解决的课题。针对上述问题，本成果依据“短流程低能耗先进加工方法”的思路，结合我国铜、铝型材企业的实际生产情况，将长铸锭直接送入热剪切加热炉中进行加热。生产时根据产品规格、生产数量，利用热剪加热炉自带的剪切装置现截现用，避免了制定生产计划时繁琐重复的计算，克服了对锯切形成的规定规格短铸锭的依赖，消除了锯切噪音，减少了烧损，避免了企业资金的占用，实现了柔性化生产，显著提高了企业的经济效益和社会效益。热剪切铜铝长铸锭加热炉的整体结构由送棒机构、燃烧室、循环系统、出棒机构、定长剪切机构和炉体组成。使用时，铜、铝合金长铸锭不经锯切工序，直接装入加热炉进行加热，利用加热炉自带的热剪切装置，按生产要求对长铸锭进行热剪切，实现了长铸锭连续加热及按要求定长剪切、即时调整；减少了能源消耗和材料损耗；消除了短锭加热温度不均的缺陷，提高了挤压产品的质量。精确了供料重量，提高了挤压工序的成品率。为了减少铝铸锭的表面氧化，本项目还采用了少、无氧化加热的加热方法。它不仅可以减少金属的氧化损失，而且能提高挤压制品表面的质量、尺寸精度和模具使用寿命。其主要性能指标：1.适用铝铸锭规格：Φ70～320mm；2.加热方式：燃料加热（液化石油气、天然气、水煤气、煤、柴油等）；3.炉子装载量：8～12条长铸锭；4.生产能力：短铸锭40支/分钟；5.剪切机剪切形式：立式；6.剪切后铸锭技术要求：直径允许偏差：±2 mm；尺寸长度允许偏差：＋10 mm；每米长度上弯曲度：≤5 mm。本成果获2012年南阳市科技进步二等奖，国家发明专利一项。该产品主要应用于有色金属塑性加工行业，尤其适用于铜、铝合金型材挤压加工企业；在已应用该产品的各生产企业中，该产品运行稳定、安全。应用企业取得了显著的经济效益，年产1万吨铝合金型材的企业每年提高经济效益180万元；并且显著提高了型材生产的成品率，大大简化了企业生产组织程序，社会效益显著。