超聲波防除垢技術(shù)在水冷坩堝中的應(yīng)用

1、超聲波防除垢技術(shù)在水冷坩堝中的應(yīng)用超聲波防除垢技術(shù)在水冷坩堝中的應(yīng)用1水冷紫銅坩堝結(jié)垢特點及危害水冷紫銅坩堝是鈦材真空熔煉的的關(guān)鍵設(shè)備之一，根據(jù)調(diào)查顯示我公司所有的水冷坩堝都存在結(jié)垢問題，結(jié)垢后的水冷紫銅坩堝換熱效率下降50%，并且紫銅坩堝容易發(fā)生變形，每年給我公司帶約為600800萬人民幣的經(jīng)濟(jì)損失。1.1結(jié)垢特點鈦材在熔煉過程中，熔池的溫度到達(dá)1700，鈦溶液在坩堝中需要結(jié)晶，就需要通過紫銅坩堝的換熱才能，降低鈦溶液的內(nèi)能。由于紫銅坩堝的工作溫度較高，導(dǎo)致垢質(zhì)大量析出。根據(jù)測量得：紫銅坩堝每月的結(jié)垢厚度約為0.70.8，需要每月進(jìn)展清洗除垢，否那么會因水垢太厚，換熱效率太低而無法進(jìn)展使用。

2、1.2結(jié)垢后的危害1.2.1增大能耗結(jié)垢后的紫銅坩堝導(dǎo)熱系數(shù)較小，使得換熱性能下降。而且垢層的存在減小了冷卻水的流通面積，增加了流動阻力，直接導(dǎo)致了動力設(shè)備能耗的增加。1.2.2增加消費銅坩堝維護(hù)本錢為了補償結(jié)垢后紫銅坩堝傳熱才能降低的問題，需要在設(shè)計紫銅坩堝換熱時增加水流量，使得冷卻水循環(huán)系統(tǒng)的水泵功率增加，增加了電能的損耗。1.2.3縮短紫銅坩堝壽命由于構(gòu)造問題，紫銅坩堝的換熱效率降低，使坩堝一直處于高溫工作狀態(tài)，紫銅坩堝容易發(fā)生熱應(yīng)力變形。變形后的紫銅坩堝造成熔化后的鈦錠難以順利取出，造成坩堝報廢。2超聲波防除垢的工作原理超聲波的輻射能對被處理液體介質(zhì)直接產(chǎn)生大量的空穴和氣泡，也就是把液

3、體拉裂而形成無效極微小的部分空穴，當(dāng)這些空穴氣泡破裂或互相擠壓時，產(chǎn)生一定范圍的強大的壓力峰，這一強匿力峰能使積垢物質(zhì)粉碎懸浮于液體介質(zhì)中，并使已生成的積垢層破碎使其易于脫落，這就是超聲波的空化效應(yīng)。當(dāng)超聲波由金屬外外表向里傳播時，即會引起金屬界面上的垢質(zhì)跟隨金屬振動。但由于垢質(zhì)的性態(tài)和彈性阻抗不同，垢質(zhì)與金屬會在換熱界面上形成剪切應(yīng)力作用，導(dǎo)致金屬換熱界面上的垢質(zhì)層疲勞、裂紋、疏松、破碎而脫落，這就是超聲波的剪切效應(yīng)。3常用防垢技術(shù)與超聲波防除垢技術(shù)的比擬目前工業(yè)領(lǐng)域運用較多的傳統(tǒng)防垢技術(shù)主要有阻垢劑、離子交換及高頻磁場技術(shù)，這些技術(shù)的優(yōu)點是能實如今線防垢，缺點是防垢不徹底，仍需進(jìn)展定期除垢

4、，設(shè)備仍處于帶垢運行狀態(tài)；同時需要輔助設(shè)備，使得本錢本文由論文聯(lián)盟.Ll.搜集整理增加。傳統(tǒng)的除垢方法主要有酸洗、堿洗的化學(xué)方法，機(jī)械清洗以及膠球系統(tǒng)。酸洗和堿洗方法除垢，可以去除比擬細(xì)致，但是會對紫銅坩堝造成一定的腐蝕，清洗后的液體排放還會造成對環(huán)境的二次污染；并且假如水垢比擬厚時，需要較長時間進(jìn)展浸泡，嚴(yán)重影響熔煉設(shè)備的運行率；同時清洗時需要大量的水，造成水資源的浪費。機(jī)械清洗雖然對水垢的厚度沒有要求，清理的也比擬徹底，但需設(shè)計制造專門的水垢清理設(shè)備，在清理的過程中還需要專人操作，并且需要在熔煉設(shè)備切換條件下進(jìn)展，影響了正常消費，增加了清理本錢。與傳統(tǒng)的除垢技術(shù)相比，超聲波除防垢技術(shù)有以下

5、優(yōu)點：3.1使用超聲波防除垢技術(shù)，不需要進(jìn)展酸、堿洗清理污垢，會延長紫銅坩堝的使用壽命。3.2使用超聲波防除垢技術(shù)，減少了熔煉設(shè)備切換紫銅坩堝的次數(shù)，減少了設(shè)備的停機(jī)時間。3.2從進(jìn)步消費效率、消除化學(xué)除垢和進(jìn)步機(jī)械設(shè)備壽命計算，超聲波防除垢技術(shù)具有較好的經(jīng)濟(jì)效益。3.4超聲波防除垢技術(shù)，不對環(huán)境造成危害，具有較好的社會效益。4超聲波防除垢的安裝方法及節(jié)能分析4.1超聲波設(shè)備的安裝我公司應(yīng)用的-5000型防垢器主要由超聲波功率發(fā)生器、傳輸電纜和裝于冷卻水外水套的壓電式換能器組成如圖1所示。功率發(fā)生器機(jī)箱安裝在安裝熔煉設(shè)備的下爐室位置，將換能器安裝在冷卻水的外水套上如圖1所示。4.2超聲波防除垢

6、設(shè)備的應(yīng)用效果分析針對我公司對水冷坩堝污垢治理情況進(jìn)展調(diào)查與分析發(fā)現(xiàn)，超聲波防除垢技術(shù)的應(yīng)用實在地解決了我公司水冷紫銅坩堝的結(jié)垢問題，進(jìn)步了傳熱效率，降低了能耗，減少了環(huán)境污染，同時給企業(yè)帶來了宏大的經(jīng)濟(jì)收益。以下是引用了超聲波防除垢技術(shù)，并且對安裝設(shè)備前后運行參數(shù)進(jìn)展跟蹤調(diào)查。圖3是安裝超聲波以前每個月清理時的實物照片，水垢的平均厚度約為0.4，并且非常堅硬；圖4是安裝超聲波以后的每個月觀察時的照片，水垢的平均厚度0.1。由以下的兩個照片比照觀察：安裝前的水垢每月的積累的水垢厚度嚴(yán)重影響了消費，必須停機(jī)清理；而安裝超聲波后的水垢符合消費要求，不用停機(jī)清理。由以上的分析可知安裝超聲波以后，紫銅坩堝外表的水垢符合消費要求，減少了停機(jī)時間。5完畢語如何有效的防、除垢，已經(jīng)成為工業(yè)領(lǐng)域關(guān)注的熱點問題，這個問題的解決將是節(jié)能減排的新打破點。目前的方法也很多，酸洗、堿洗、阻垢劑、機(jī)械清洗等，但其在不