專利名稱：再生鋁低溫浸沒式熔化工藝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及再生鋁合金熔煉技術(shù)，具體涉及一種再生鋁回收的工藝技術(shù)。
背景技術(shù)：
再生鋁的原料通俗的講，就是各種報(bào)廢的工業(yè)或民用鋁合金廢料。這些廢料的成 分和類別十復(fù)雜，經(jīng)采購入廠后，不能直接入爐生產(chǎn)，必須對(duì)廢料的成分和類別按照一定的 標(biāo)準(zhǔn)和要求進(jìn)行前期分選。對(duì)分選出的入爐原料要進(jìn)行嚴(yán)格檢驗(yàn)，檢驗(yàn)的目的在于控制入 爐原料的成分是否符合產(chǎn)品和成本的要求，有害元素、環(huán)保的要求。換言之，分選的質(zhì)量將 直接影響后續(xù)工序產(chǎn)品的質(zhì)量與成本。除此之外，分選還有著檢驗(yàn)原材料采購成本的作用。再生鋁企業(yè)的原料與原生鋁加工企業(yè)相比，最大的不同是其原料的成分不確定和 熔點(diǎn)比原生鋁低的特性。在采購前，購方是無法對(duì)原料進(jìn)行先評(píng)估后采購的，現(xiàn)行的采購方 式導(dǎo)致了原料的類別和成分在采購前后的差異性，因此，采購成本受差異性的影響極大，有 必要通過分選對(duì)原料進(jìn)行評(píng)估。原料經(jīng)過分選后，會(huì)有一部分金屬是生產(chǎn)不能使用的，這部 分原料暫且稱為余留金屬。余留金屬的價(jià)值分為三類低于鋁價(jià)如鐵、垃圾、泥沙。高于鋁 價(jià)和近似于鋁價(jià)這三類。這類金屬是可以產(chǎn)生二次價(jià)值的。目前國(guó)內(nèi)自有再生鋁合金原料 來源有限，與國(guó)內(nèi)目前再生鋁企業(yè)的加工能力形成了倒掛。有很多企業(yè)要依靠歐美市場(chǎng)進(jìn) 口原料。而歐美市場(chǎng)因人力成本較高，一般是將需用人工分選的原料用于銷售，這更導(dǎo)致了 原料種類和成分的復(fù)雜性，所以，對(duì)于進(jìn)爐原料的分選顯得尤為重要?，F(xiàn)有技術(shù)中，再生鋁的熔煉方法通常為將再生鋁原料一次性堆積投入熔煉爐中， 直接在升溫后熔煉后，一次性出爐，進(jìn)行合金化處理。其存在的問題是一次性堆積投料， 800度高溫快速(每小時(shí)大于6噸)熔化，造成原料劇烈氧化，產(chǎn)生大量氧化鋁；而且，能耗 高，環(huán)境污染大；同時(shí)，存在燒損嚴(yán)重，從而導(dǎo)致直收率低。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，本發(fā)明的目的是解決再生鋁熔煉鋁損高、直收率 低、能耗高的問題，提供一種再生鋁低溫浸沒式熔化工藝方法。本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下一種再生鋁低溫浸沒式熔化工藝方法，包括原料的 分選、熔鑄和回收步驟，具體步驟如下(1)原料的分選將再生鋁合金原料按生鋁、熟鋁、其他成分材料等進(jìn)行分選后分 開堆放；有利于合理選擇加料品種、加料時(shí)段和加料量，從而提高直收率；(2)熔鑄包括低溫浸沒式熔化工藝方法、留湯作業(yè)和控制鋁液溫度的關(guān)鍵步驟；A)低溫浸沒式熔化工藝方法為首先，將3毫米以上的厚壁原料加入熔煉爐，加溫熔化作為首次制湯，加入量以該 爐總?cè)萘康?/3為宜，鋁湯溫度控制在520 680°C ；其次，按原料分類從厚到薄的加料順序多次加入熔煉爐，每次加料量控制在鋁湯 液面以下，加料后要進(jìn)行充分?jǐn)嚢瑁看螖嚢璩潭纫詼臐舛仍黾又翑嚢璨粍?dòng)為好；加料后的原料要完全浸沒在鋁湯中，利用熔爐中鋁液的溫度將原料進(jìn)行低溫浸泡，每次加料后浸 泡時(shí)間30 60分鐘；在此時(shí)間內(nèi)將鋁湯溫度提升至650 680°C之間，按此過程往復(fù)循環(huán)， 直到鋁液熔滿一爐；熔煉過程中避免火源對(duì)原料直接接觸性燃燒，以減少劇烈氧化產(chǎn)生的 鋁損；然后，帶鐵料在最后一次加料時(shí)加入，待帶鐵料表面鋁熔化后迅速扒出鐵；最后，將鋁湯放至下爐，進(jìn)行合金化處理；根據(jù)流槽長(zhǎng)短，鋁液放湯到下爐時(shí)溫度 控制在600 650°C之間。B)留湯作業(yè)為每爐鋁液放鋁湯時(shí)只放一半，在爐內(nèi)留下一半鋁液用于下一次加 料的底液，再次循環(huán)低溫浸沒熔化過程；C)控制鋁液溫度在作業(yè)中通過少吃多餐的加料方式來調(diào)節(jié)鋁湯溫度，從而間接 控制鋁液溫度在520 680°C之間，用這樣的方法抑制鋁液中含鐵量升高、金屬蒸發(fā)、燒損、 同時(shí)也降低了能耗。(3)回收是指從廢料到產(chǎn)品的直收與鋁灰的回收；直收是指一次性出鋁水的成品率，鋁灰的回收是指鋁灰扒出后對(duì)鋁灰中鋁的提出 率。采用低溫浸沒式熔化工藝方法，可將產(chǎn)品直收率提高1-5個(gè)百分點(diǎn)，在提高產(chǎn)品直收率 的同時(shí)，降低和減少了灰的出灰量和灰中鋁含量，有利于在灰的回收中將灰中的鋁提取得 更徹底。進(jìn)一步，所述熔鑄步驟中，還包括熔煉的配料，即根據(jù)產(chǎn)品的要求配加硅、銅、原生 鋁錠(AOO)和其他元素原料。相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有如下有益效果采用本發(fā)明再生鋁低溫浸沒式熔化工藝方法，鋁合金產(chǎn)成品直收率提高1 5個(gè) 百分點(diǎn)，生產(chǎn)成本降低1 5個(gè)百分點(diǎn)，能耗降低5% 10%。產(chǎn)品質(zhì)量合格率達(dá)到100%， 并減少灰量5 10個(gè)百分點(diǎn)，灰中鋁提取更干凈，按鑄造鋁合金錠現(xiàn)行人民幣16000元/ 噸計(jì)算，每噸可產(chǎn)生直接經(jīng)濟(jì)效益500元以上，提高直接經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，又有利了環(huán)境的 保護(hù)。本發(fā)明推翻了現(xiàn)有鋁加工高溫快速熔化工藝技術(shù)方法及設(shè)備的理念，建立符合再 生鋁特性的基礎(chǔ)理論，并由此理論引導(dǎo)出符合低溫浸沒式熔化工藝方法；改變現(xiàn)有技術(shù)和 裝備不符合再生鋁合金特性的現(xiàn)狀，為提高再生鋁的回收率、降低能耗、降低成本、改進(jìn)再 生鋁冶煉設(shè)備、保護(hù)環(huán)境等方面具有積極的貢獻(xiàn)。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明涉及的再生鋁低溫浸沒式熔化工藝方法，包括如下步驟1、分選目前國(guó)內(nèi)自有再生鋁合金廢料有限，與國(guó)內(nèi)目前再生鋁企業(yè)的加工能力 形成了倒掛。有很多企業(yè)要依靠歐美市場(chǎng)進(jìn)口原料。而歐美市場(chǎng)因人力成本較高，一般是 將需用人工分選的原料用于銷售，這更導(dǎo)致了原料種類和成分的復(fù)雜性，所以，對(duì)于進(jìn)爐原 料和余留金屬的分選顯得尤為重要，具體方法如下A、分品種分選對(duì)同批原料中各種不同類別、不同品種的廢料進(jìn)行一次性分選，通 過分選將原料大致分為多個(gè)品種。如鋅、鎂、銅、鐵、鋼、鈦、鉛、錫、金，銀、電線，易爆品、電 器觸頭，塑料、垃圾等等。通過這種方式可一次性將進(jìn)爐原料、余留金屬及垃圾等區(qū)分開來，便于生產(chǎn)用料和余料處理。B、分類別分選就是對(duì)鑄造鋁合金類與變型鋁合金類即人們俗稱的生鋁、熟鋁、 復(fù)合性材料進(jìn)行分選后分開堆放，供生產(chǎn)分類計(jì)量用料。C、分含量分選根據(jù)本企業(yè)產(chǎn)品要求，定出企業(yè)選料工序標(biāo)準(zhǔn)，分別定出主材用料 標(biāo)準(zhǔn)及高含量消化材標(biāo)準(zhǔn)，要求分選工按標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分選檢驗(yàn)，符合配料要求。D、分厚度分選特輕薄料和厚壁料的厚度差異很大，特輕薄料被氧化速度大于厚 壁料，熔化必須是浸沒式熔化。分選后分開堆放，有利于合理選擇加料順序與熔化的方式， 從而提高直收率。2、熔鑄熔鑄是熔煉與鑄造相結(jié)合的過程。熔鑄過程中的原則、作業(yè)方式、鋁液溫 度的控制、鑄造缺陷的控制，都與成本密切相關(guān)，熔鑄不僅僅是工藝技術(shù)的體現(xiàn)，更是成本 的體現(xiàn)。2、1低溫浸沒式熔化工藝方法的原則這里所謂“低溫”的概念，是與原生鋁的熔 點(diǎn)相比較而言的。再生鋁與原生鋁的原料是有很大區(qū)別的，再生鋁的原料一般是以合金的 形態(tài)出現(xiàn)，其特性在于熔點(diǎn)低于原生鋁的熔點(diǎn)、被氧化面積大于原生鋁的表面積。此特性 決定了再生鋁與原生鋁在熔化理念上的完全相悖。貫穿再生鋁熔煉全過程的原則是低溫 浸沒式熔化。在這個(gè)工藝技術(shù)的指導(dǎo)下，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，能源消耗低，鋁湯含氣含渣量大幅 減少，生產(chǎn)成本得到控制，有效提高了產(chǎn)品的直收率。2、2留湯作業(yè)根據(jù)客戶的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行合理配料，并確定本爐次的加料品種、順 序和加入量。此作業(yè)方式的關(guān)鍵點(diǎn)在于原料完全浸沒在鋁液里，避免了作業(yè)過程中原料的 直接高溫氧化，減少了鋁損，從而達(dá)到提高直收率的目的。2、3控制鋁液溫度在作業(yè)中通過少吃多餐的加料方式，用鋁液的粘稠度來間接 控制鋁液溫度，用這樣的方法，抑制鋁液中含鐵量升高、金屬蒸發(fā)和燒損，降低能耗。2、3預(yù)防鑄造缺陷針孔與偏析等鑄造缺陷是造成產(chǎn)品退換貨的重要原因之一。 在鑄造過程中要注意使用正確的凝固方式，才能使產(chǎn)品的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)與化學(xué)成分達(dá)到統(tǒng) 一，有利于下游企業(yè)的加工性能與產(chǎn)品質(zhì)量。下面通過具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。同原料、同設(shè)備、不同工藝對(duì)比如下附表1和表2。表1為采用傳統(tǒng)高溫快速熔化工藝進(jìn)行的再生鋁的熔煉。直收率0. 816092?；厥章?. 879(^8。天然氣總用量154702立方米平均141立
方米//噸。平均溫度748度表2為本發(fā)明低溫浸沒式熔化工藝再生鋁的熔煉。直收率0.邪491?；厥章?. 910732。天然氣總用量1M037立方米平均107立
方米//噸。平均溫度715度。本發(fā)明低溫浸沒式熔化工藝與現(xiàn)行高溫快速熔化工藝的各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)實(shí)驗(yàn)對(duì)比 結(jié)果，見表3。綜上，本發(fā)明低溫浸沒式熔化工藝鋁合金產(chǎn)成品直收率提高1 5個(gè)百分點(diǎn)， 生產(chǎn)成本降低1 5個(gè)百分點(diǎn)，能耗降低5% -10%。產(chǎn)品質(zhì)量合格率達(dá)到100%，并減少灰 量5 10個(gè)百分點(diǎn)，灰中鋁提取更干凈，按鑄造鋁合金錠現(xiàn)行人民幣16000元/噸計(jì)算，每 噸可產(chǎn)生直接經(jīng)濟(jì)效益500元以上，提高直接經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，又有利了環(huán)境的保護(hù)。注實(shí)施例中，表上的溫度為熔爐操作界面所顯示的爐氣溫度，通常爐氣溫度比鋁液溫度高50-80度，低溫浸沒式熔化工藝技術(shù)方法中所提及的溫度為鋁液溫度。附表見另表。說明
1、回收率、直收率的計(jì)算公式
2、回收率=[(成品+余留水+回爐料+鋁灰*0.5)-(硅*0.925+銅*0.98+A00*0.985+余留水*0.98+渣錠*0.95)-鐵灰)]/(總
原料-硅-銅-AOO-余留水-渣錠-鐵灰)
3、直收率=(成品+余留水)/總原料 附表1:高溫快速熔化工藝
爐號(hào)進(jìn)總原料硅銅AOO留水渣錠毛料出成品余留 水回爐 料鋁灰熔煉 溫度725213339323009004000306032784510150536574572522363651740002200032425279966350461075272622265521960700420502031723774695041007407272147057172000365004168728417765076507447282246674218020012850431892687 丄73505960753728213686516703200128503359026 1521285047907467294148110192500004618526241885087957527304132011. 5240041. 501020028550276591315048507447313129480154031001460026170212609100491074880131106601240255000916517093430017907508065136222196000003426225910367504440744807513734421505003675031-16928954. 510100'1060742807523664431703700101003209428204. 5129505510746
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附表:
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權(quán)利要求
1.一種再生鋁低溫浸沒式熔化工藝方法，包括如下步驟(1)原料的分選將再生鋁合金原料按生鋁、熟鋁和其他成分材料進(jìn)行分選后分開堆 放；并根據(jù)再生鋁合金的厚度和重量按燒損程度分開堆放；(2)熔鑄包括低溫浸沒式熔化工藝方法、留湯作業(yè)和控制鋁液溫度的關(guān)鍵步驟；A)低溫浸沒式熔化工藝方法為首先，將3毫米以上的厚壁原料加入熔煉爐，加溫熔化作為首次制湯，加入量以該爐總 容量的1/3為宜，鋁湯溫度控制在520 680°C ；其次，按原料分類從厚到薄的加料順序多次加入熔煉爐，每次加料量控制在鋁湯液面 以下，加料后要進(jìn)行充分?jǐn)嚢?，每次攪拌程度以湯的濃度增加至攪拌不?dòng)為好；加料后的原 料要完全浸沒在鋁湯中，利用熔爐中鋁液的溫度將原料進(jìn)行低溫浸泡，每次加料后浸泡時(shí) 間30 60分鐘；在此時(shí)間內(nèi)將鋁湯溫度提升至650 680°C之間，按此程序往復(fù)循環(huán)，直 到鋁液熔滿一爐；熔煉過程中避免火源對(duì)原料直接接觸性燃燒；然后，帶鐵料在最后一次加料時(shí)加入，待帶鐵料表面鋁熔化后迅速扒出鐵；最后，將鋁湯放至下爐，進(jìn)行合金化處理；根據(jù)流槽長(zhǎng)短，鋁液放湯到下爐時(shí)溫度控制 在600 650°C之間；B)留湯作業(yè)為每爐鋁液放鋁湯時(shí)只放一半，在爐內(nèi)留下一半鋁液用于下一次加料的 底液，再次循環(huán)低溫浸沒熔化；C)控制鋁液溫度在作業(yè)中通過少吃多餐的加料方式來調(diào)節(jié)鋁液溫度，從而間接控制 鋁液溫度在520 680°C之間；(3)回收回收是指從廢料到成品的直收與鋁灰中再次提煉出少量的鋁液的過程；直收是指一次性出鋁水的成品率，鋁灰的回收是指鋁灰扒出后對(duì)鋁灰中鋁的提出率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的再生鋁低溫浸沒式熔化工藝方法，其特征在于所述熔鑄步 驟中，還包括熔煉的配料，即根據(jù)產(chǎn)品的要求配加硅、銅、原生鋁錠和其他元素原料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的再生鋁低溫浸沒式熔化工藝方法，其特征在于所述熔鑄步 驟中，還包括預(yù)防鑄造缺陷，即在鑄造過程中的符合順序凝固特征。
全文摘要
本發(fā)明提供一種再生鋁低溫浸沒式熔化工藝方法，包括原料的分選將再生鋁合金原料按鋁的類別、厚度和重量按燒損程度分開堆放；熔鑄包括低溫浸沒式熔化工藝方法、留湯作業(yè)和控制鋁液溫度等關(guān)鍵步驟。采用本發(fā)明方法，鋁合金產(chǎn)成品直收率提高1～5個(gè)百分點(diǎn)，生產(chǎn)成本降低1～5個(gè)百分點(diǎn)，能耗降低5％～10％。產(chǎn)品質(zhì)量合格率達(dá)到100％，并減少灰量5～10個(gè)百分點(diǎn)，灰中鋁提取更干凈，提高直接經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，又有利了環(huán)境的保護(hù)。本發(fā)明推翻了現(xiàn)有鋁加工高溫快速熔化工藝技術(shù)方法及設(shè)備的理念，改變現(xiàn)有工藝技術(shù)不符合再生鋁合金特性的局面，為提高再生鋁的直收率、降低能耗、降低成本、改良冶煉設(shè)備、保護(hù)環(huán)境等方面作出積極的貢獻(xiàn)。
文檔編號(hào)C22B15/00GK102140579SQ20111003003
公開日2011年8月3日 申請(qǐng)日期2011年1月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月27日
發(fā)明者袁曉東 申請(qǐng)人:袁曉東