王计敏，闫红杰，周孑民，李世轩，贵广臣

(1. 中南大学 能源科学与工程学院，湖南 长沙，410083；2. 苏州新长光热能科技有限公司，江苏 苏州，215008)

能源与环境问题给铝加工行业的快速发展带来限制性影响，节能降耗和减少排放是企业技术进步和可持续发展的必然选择。熔铸是铝及铝合金加工的先头工序，而熔炼炉是熔铸厂必不可少的设备，其主要作用是向铸造机提供铝液。目前，我国铝加工行业冶金炉的主要问题是热效率低，能耗高。全行业的平均热效率约为32%，与工业发达国家的56%相比约低24%，其中熔炼炉为热效率 19.5%。熔炼炉中热量消耗基本上可以分解为物料熔化潜热和吸收的热量、烟气带走的热量、炉体散热、炉渣带走热等几个部分，其中仅仅用于产品吸收的热量是有效能量。为应对能源形势的严峻挑战，熔炼炉节能降耗是发展的必然趋势。熔炼炉节能与炉衬耐火材料的技术进步、窑炉技术设计和施工密切相关。文献[1-5]对炉窑炉衬的温度场进行传热分析，以达到减少炉体热损失的目的。杨尚宝等[6]通过对高炉炉衬破损的实际调查，建立炉体状态模型来实现对高炉操作的指导。结合磨损节点分析模型，以数学模型和理化模型为基础，Parra等[7]对高温冶金过程中炉衬的磨损和腐蚀现象进行了数值解析。Gruber等[8]对高炉炉衬的热应力行为进行了有限元仿真，为炉衬的优化选择提供技术支持。由于电磁搅拌长时间的使用而使铝液渗入到炉衬中，Takahashi等[9]对炉衬中电磁力的损失进行了数值模拟。……