Pour optimiser l’efficacité de la combustion du four de fusion d’aluminium à tour, des améliorations systématiques sont nécessaires dans plusieurs dimensions. Les stratégies spécifiques sont les suivantes :

1. Mise à niveau du système de combustion

Transformation du brûleur à faible teneur en azote : introduire une technologie de combustion étagée pour contrôler le coefficient d'excès d'air dans la zone de combustion initiale à <1, inhiber la génération d'oxydes d'azote ; équipé d'un système de réglage adaptatif du rapport gaz/air pour fournir un retour d'information en temps réel sur la teneur en oxygène des gaz de combustion et ajuster dynamiquement le rapport air-carburant à la valeur optimale (λ = 1,05-1,1).

Système de combustion régénérative : un régénérateur en nid d'abeille en céramique est ajouté pour préchauffer l'air de combustion à plus de 600 ℃, économisant 45 % d'énergie. La conception du double canal de préchauffage est adoptée, combinée à une vanne d'inversion pour réaliser un stockage et une libération périodiques de chaleur.

2. Utilisation approfondie de la chaleur résiduelle

La chaleur résiduelle des gaz de combustion est récupérée par étapes : la section à haute température préchauffe l'air de combustion, la section à moyenne température génère de la vapeur pour la production d'électricité ou l'alimentation du processus, et la section à basse température préchauffe les lingots d'aluminium.

Utilisation de la chaleur résiduelle de l'aluminium en fusion : Un dispositif de récupération est installé à la sortie de l'aluminium pour préchauffer les nouveaux lingots d'aluminium et augmenter l'efficacité thermique de 8 à 12 %.

3. Optimisation du contrôle d'automatisation

Système de contrôle de combustion intelligent : déployez un contrôle en boucle fermée PLC+PID, intégrez une surveillance multiparamètres et développez des modèles de combustion adaptatifs.

Système de maintenance prédictive : des imageurs thermiques infrarouges sont installés pour surveiller l'érosion du revêtement du four, et des capteurs de vibrations sont utilisés pour avertir des pannes de ventilateur et de brûleur.

4. Optimisation de la structure du four

Conception thermique du four : une simulation CFD tridimensionnelle est utilisée pour optimiser la disposition du brûleur et des plaques de guidage sont ajoutées pour améliorer la convection de la chaleur.

Nouveaux matériaux réfractaires : des briques composites Al₂O₃-SiC-C sont utilisées dans la ligne de laitier et des matériaux nano-isolants sont utilisés pour la paroi du four.

Grâce à l'optimisation du four de fusion d'aluminium à tour, l'efficacité thermique peut être augmentée à plus de 85 %, la consommation d'énergie par lingot d'aluminium peut être réduite de 12 à 15 % et la concentration d'émission d'oxyde d'azote peut être réduite à < 150 mg/m³. Il est recommandé de donner la priorité à la transformation des brûleurs à faible teneur en azote et à l'installation de préchauffeurs d'air de récupération de chaleur, avec une période de retour sur investissement estimée à 1,5 à 2 ans.