一种汽车铝合金车轮制造余热集成利用系统技术方案

一种汽车铝合金车轮制造余热集成利用系统，由熔炼炉余热利用系统、铸造和热处理余热利用系统、涂装清洗线系统、办公室余热利用系统组成。熔炼炉余热利用系统是一个独立系统，铸造和热处理余热利用系统之间通过输送轨道连接，并与涂装清洗线系统、办公室余热利用系统连接。通过熔炼炉余热利用系统可将熔炼余热对铝屑进行除潮干燥，并对辅料烘干，对模具预热；通过铸造和热处理余热利用系统使铸件脱模后直接进入固溶处理，明显缩短了铸件固溶处理的升温时间；另热处理淬火热水净化处理后一路供涂装清洗线调节槽液温度，另一路供冬天办公楼取暖，从而实现了铝车轮余热的集成利用。该技术不仅有利于节能减排,而且降低了企业的生产成本。

An Integrated Utilization System of Waste Heat from Aluminum Alloy Wheel Manufacturing

An integrated waste heat utilization system for automobile aluminium alloy wheel manufacturing consists of a waste heat utilization system for smelting furnace, a waste heat utilization system for casting and heat treatment, a painting cleaning line system and an office waste heat utilization system. The waste heat utilization system of smelting furnace is an independent system. The waste heat utilization system of casting and heat treatment is connected with the painting cleaning line system and the office waste heat utilization system through the conveying track. The waste heat of smelting furnace can be used to dehumidify and dry the aluminium chips, and to dry the auxiliary materials and preheat the die; the casting can be directly dissolved after demoulding by the waste heat utilization system of casting and heat treatment, which can obviously shorten the heating time of solid solution treatment of the casting; the cooling hot water after heat treatment and quenching can be used to purify the hot water for one way to adjust the bath temperature of the coating cleaning line; the other way is to adjust the bath temperature of the coating cleaning line after heat treatment and quenching. The road is used for heating office buildings in winter, thus realizing the integrated utilization of waste heat of aluminium wheels. This technology is not only conducive to energy saving and emission reduction, but also reduces the production cost of enterprises.

【技术实现步骤摘要】
一种汽车铝合金车轮制造余热集成利用系统
本专利技术涉及汽车铝合金车轮制造领域，具体是说，涉及一种汽车铝合金车轮制造余热集成利用系统。
技术介绍
汽车铝合金车轮制造涉及熔炼、铸造、热处理、机械加工、表面涂覆等多个工序,需要消费大量的电和天然气；特别是熔炼、铸造、热处理、表面涂覆环节都是高能耗的环节，因此整体来说该行业属于高投入、高能耗的行业。目前我国已成为世界上第一大汽车铝车轮制造和出口大国，但整体的制造技术在世界上处中等水平，其中能源利用率、绿色制造水平明显落后于世界发达国家；而且我国铝车轮行业不仅能源利用率低，生产过程的余热基本是直接排放，没有进行二次利用，这不仅造成了能源浪费、生产成本居高不下，而且造成了对环境的影响。例如在熔炼过程中，熔炼炉投料口与排气口区域温度高达250～350℃，按照目前生产工艺，该余热是直接排放到大气中；铸造过程中，铸件脱模后仍然有300～380℃的温度，目前生产工艺为铸件通过浸水冷却至室温，然后钻冒口后再流转到热处理工序，经计算在该过程中，每公斤铝铸件将释放约264KJ热量,以一个年产50万件铝车轮的中型企业计算，每天产出铝铸件25000Kg，即该过程将释放6600000KJ热量，相当于1833度电产生的热量，按照目前工艺，该温度在整个流转过程中丧失殆尽；在热处理过程中，目前生产工艺是：固溶--淬火--时效，其中淬火是将固溶已达535℃的铸件在70～90℃的水中进行冷却，该过程不仅需要不断补充大量的冷却水对铸件进行冷却，而且高温的铸件会释放出大量的热能，经计算如果每天有25000Kg的铸件固溶后进行淬火，将释放900000KJ热量，相当于2750度电产生的热能，目前行业内生产工艺是该淬火后的热水直接排放至下水道，热水白白被浪费。可见，目前我国铝合金车轮行业熔炼炉余热直接排放至大气中，铸造工序脱模后的铸件余热因为先进行冷却至室温然后钻冒口，余热也没有利用；热处理过程大量70～90℃的淬火水直接排放至下水道也没有得到利用。我国已连续十年成为世界上第一大汽车铝车轮制造和出口大国，汽车铝车轮是我国少数几个具有优势的汽车零部件产业，但该产业目前粗放型生产的特点依然非常明显，目前我国汽车铝车轮生产量年均大约为1.5亿件，约占世界总产量的55％，按照目前该行业的生产方式，在熔炼、铸造、热处理就有相当于3.24亿度电的余热没有得到充分利用。随着节能环保呼声的日益高涨，特别是国际上对温室气体排放的高度关注，作为高能耗行业的汽车铝车轮的制造迫切需要通过技术改造进行节能减排，同时不断降低企业的生产成本，增强国际市场的竞争力。同时由于我国汽车铝车轮出口国际市场越来越多，国际社会对我国汽车产品的节能环保也越来越关注，因此国内铝车轮行业的研发人员在实施铝车轮绿色制造技术的研究过程中，一直将制造过程余热二次利用列为重点攻关的对象。
技术实现思路
本专利技术的目的针对目前汽车铝车轮的制造工艺，特别是熔炼、铸造、热处理过程中大量的余热没有利用造成的能源浪费、环境污染、成本增加，提供一种汽车铝合金车轮制造余热集成利用系统。实现以上技术的方案是：一种汽车铝合金车轮制造余热集成利用系统，该系统由熔炼炉余热利用系统、铸造和热处理余热利用系统、涂装清洗线系统、办公室余热利用系统组成；熔炼炉余热利用系统是一个独立的系统，铸造和热处理余热利用系统通过输送轨道连接，铸造和热处理余热利用系统与涂装清洗线系统通过热水输出管(一)连接，铸造和热处理余热利用系统与办公室余热利用系统通过热水输出管(二)连接。其中熔炼炉余热利用系统由导轨、铝屑框、余热输送管道、熔炼炉、预热炉控制柜、余热转换器、预热炉组成；铸造和热处理余热利用系统由铸造机、铸件、接料盘、滑轨、输送轨道、热处理时效炉、热处理固溶炉、自动装框控制室、淬火水池、淬火水输出导管、淬火水过滤净化池、增压泵组成；涂装清洗线系统由涂装清洗线、槽液池、喷淋头、热水输出管(一)、清洗水回收管组成；办公室余热利用系统由热水输出管(二)、办公大楼、水暖散热器水回收管组成。铝屑框安装在导轨上，铝屑框容量为200-300公斤，导轨的架设通过熔炼炉的投料口以及熔炼炉余热排放口区域，铝屑框在导轨上通过驱动马达可运行至熔炼炉的投料口以及熔炼炉余热排放口区域，铝屑框在该区域停留25～30min，利用熔炼炉投料时排放的热量以及熔炼炉余热排放口侧排出的热量对铝屑框内的铝屑进行烘干，该方案可有效将机加工序产生的铝屑在除杂、脱水后不需进行单独的烘干，而是直接输送到熔炼，利用熔炼炉投料时排放的热量以及熔炼炉余热排放口排出的热量就可以完成烘干；余热输送管道的一端连接熔炼炉的余热排放口，一端与余热转换器相连接，余热转换器的一端与预热炉内的循环风机连接，通过预热炉控制柜控制余热转换器的启动与关闭以及预热炉内温度，为熔炼工序辅料烘干，为铸造工序即将上机台的模具进行预热，预热炉温度控制在300～400℃，并通过热电偶与控制柜可智能调控，通过以上系统不仅将熔炼余热将对铝屑框内的铝屑实现了烘干，并将余热收集在预热炉内对熔炼辅料、清渣剂、模具进行预热，该独立系统可使熔炼余热得到充分的利用。在铸造和热处理余热利用系统中，铸造机将铸件脱模至接料盘上，滑轨的一端与接料盘连接，另一端与输送轨道连接；铸造机生产的铸件通过接料盘与滑轨进入输送轨道，输送轨道上面装有保温罩，可对铸件在输送过程中进行保温，保温罩为封闭的空间，在保温罩的隔层内装有保温石棉，可对脱模后热的铸件在输送过程进行有效保温；输送轨道另一端与热处理线自动装框控制室连接，将铸造机所生产具有300～380℃的铸件在保温的状态下直接装框等待进入固溶炉，该技术方案改变了传统工艺，即铸件生产出来后通过浸水冷却至室温、然后钻冒口后再流转到热处理、热处理固溶再升温至535℃造成的大量能源浪费，而是利用铸件脱模后还具有300～380℃余热直接进入热处理进行固溶升温，从而大大缩短了铸件固溶处理过程的升温时间，显著减低固溶过程升温所需的巨大能耗，有效将铸造工序铸件脱模后的余热二次利用。同时铸件在热处理固溶炉内固溶结束后进入淬火水池进行淬火处理，该过程需铸件在535℃的高温状态下在70～90℃的水中进行冷却，该冷却过程铸件大量的热能释放出被循环水吸收，同时需要不断补充大量的淡水资源进行冷却，为充分利用该过程铸件释放出的热能，在铸造和热处理余热利用系统中将淬火水输出导管的一端与淬火水池相连接，另一端与淬火水过滤净化池连接，淬火水过滤净化池通过导管与增压泵相连接，通过增压泵输出的水可达到4.0～5.0大气压力，该压力的水可保障过滤净化后的淬火水输送至涂装前处理的相关清洗槽及办公大楼内的水暖散热器，增压泵与热水输出管(一)、热水输出管(二)相连接，热水输出管(一)、热水输出管(二)输出的热水用于涂装清洗线系统清洗和办公室供暖。在涂装清洗线系统中热水输出管(一)通往涂装清洗线的槽液池，槽液池通过导管与喷淋头相连接，喷淋头对每一工件进行清洗；槽液池包含热水槽、脱脂槽、酸洗槽、钝化槽以及纯净水清洗槽，共计8～10个槽液池；其中热水槽、脱脂槽、酸洗槽、钝化槽按照工艺要求槽液温度保持40±5℃，传统工艺是通过加热棒和热电偶维持各槽液池的温度，本技术方案将淬火水池中70～90℃的热水通过淬火水输出导管进入淬火本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种汽车铝合金车轮制造余热集成利用系统，其特征在于：该系统由熔炼炉余热利用系统、铸造和热处理余热利用系统、涂装清洗线系统、办公室余热利用系统组成；熔炼炉余热利用系统是一个独立的系统，铸造和热处理余热利用系统之间通过输送轨道连接，铸造和热处理余热利用系统与涂装清洗线系统通过热水输出管(一)连接，铸造和热处理余热利用系统与办公室余热利用系统通过热水输出管(二)连接。

【技术特征摘要】
1.一种汽车铝合金车轮制造余热集成利用系统，其特征在于：该系统由熔炼炉余热利用系统、铸造和热处理余热利用系统、涂装清洗线系统、办公室余热利用系统组成；熔炼炉余热利用系统是一个独立的系统，铸造和热处理余热利用系统之间通过输送轨道连接，铸造和热处理余热利用系统与涂装清洗线系统通过热水输出管(一)连接，铸造和热处理余热利用系统与办公室余热利用系统通过热水输出管(二)连接。2.根据权利要求书1所述的一种汽车铝合金车轮制造余热集成利用系统，其特征在于：熔炼炉余热利用系统由导轨(1)、铝屑框(2)、余热输送管道(3)、熔炼炉(4)、预热炉控制柜(5)、余热转换器(6)、预热炉(7)组成；铝屑框(2)安装在导轨(1)上，导轨(1)的架设通过熔炼炉(4)的投料口以及熔炼炉余热排放口区域，铝屑框(2)在导轨(1)上通过驱动马达可运行至熔炼炉(4)的投料口以及熔炼炉余热排放口区域，利用熔炼炉投料时排放的热量以及熔炼炉余热排放口侧排出的热量对铝屑框(2)内的铝屑进行烘干。3.根据权利要求书1所述的一种汽车铝合金车轮制造余热集成利用系统，其特征在于：铝屑框容量为200-300公斤，铝屑框(2)运行至熔炼炉(4)的投料口以及熔炼炉余热排放口区域的停留时间为25～30min。4.根据权利要求书1所述的一种汽车铝合金车轮制造余热集成利用系统，其特征在于：熔炼炉余热利用系统，该系统中余热输送管道(3)的一端连接熔炼炉(4)的余热排放口，一端与余热转换器(6)相连接；余热转换器(6)的一端与预热炉(7)内的循环风机连接，通过预热炉控制柜(5)控制余热转换器(6)的启动与关闭以及预热炉(7)内温度，为熔炼工序辅料烘干，为铸造工序即将上机台的模具进行预热。5.根据权利要求书1所述的一种汽车铝合金车轮制造余热集成利用系统，其特征在于：铸造和热处理余热利用系统由铸造机(8)、铸件(9)、接料盘(10)、滑轨(11)、输送轨道(12)、热处理时效炉(13)、热处理固溶炉(14)、自动装框控制室(15)、淬火水...

【专利技术属性】
技术研发人员：管建国，胡因行，李萍，李光宇，孔祥建，
申请(专利权)人：江苏凯特汽车部件有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32