专利名称：再生铝低温浸没式熔化工艺方法
技术领域：
本发明涉及再生铝合金熔炼技术，具体涉及一种再生铝回收的工艺技术。
背景技术：
再生铝的原料通俗的讲，就是各种报废的工业或民用铝合金废料。这些废料的成 分和类别十复杂，经采购入厂后，不能直接入炉生产，必须对废料的成分和类别按照一定的 标准和要求进行前期分选。对分选出的入炉原料要进行严格检验，检验的目的在于控制入 炉原料的成分是否符合产品和成本的要求，有害元素、环保的要求。换言之，分选的质量将 直接影响后续工序产品的质量与成本。除此之外，分选还有着检验原材料采购成本的作用。再生铝企业的原料与原生铝加工企业相比，最大的不同是其原料的成分不确定和 熔点比原生铝低的特性。在采购前，购方是无法对原料进行先评估后采购的，现行的采购方 式导致了原料的类别和成分在采购前后的差异性，因此，采购成本受差异性的影响极大，有 必要通过分选对原料进行评估。原料经过分选后，会有一部分金属是生产不能使用的，这部 分原料暂且称为余留金属。余留金属的价值分为三类低于铝价如铁、垃圾、泥沙。高于铝 价和近似于铝价这三类。这类金属是可以产生二次价值的。目前国内自有再生铝合金原料 来源有限，与国内目前再生铝企业的加工能力形成了倒挂。有很多企业要依靠欧美市场进 口原料。而欧美市场因人力成本较高，一般是将需用人工分选的原料用于销售，这更导致了 原料种类和成分的复杂性，所以，对于进炉原料的分选显得尤为重要。现有技术中，再生铝的熔炼方法通常为将再生铝原料一次性堆积投入熔炼炉中， 直接在升温后熔炼后，一次性出炉，进行合金化处理。其存在的问题是一次性堆积投料， 800度高温快速(每小时大于6吨)熔化，造成原料剧烈氧化，产生大量氧化铝；而且，能耗 高，环境污染大；同时，存在烧损严重，从而导致直收率低。
发明内容
针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的是解决再生铝熔炼铝损高、直收率 低、能耗高的问题，提供一种再生铝低温浸没式熔化工艺方法。本发明采用的技术方案如下一种再生铝低温浸没式熔化工艺方法，包括原料的 分选、熔铸和回收步骤，具体步骤如下(1)原料的分选将再生铝合金原料按生铝、熟铝、其他成分材料等进行分选后分 开堆放；有利于合理选择加料品种、加料时段和加料量，从而提高直收率；(2)熔铸包括低温浸没式熔化工艺方法、留汤作业和控制铝液温度的关键步骤；A)低温浸没式熔化工艺方法为首先，将3毫米以上的厚壁原料加入熔炼炉，加温熔化作为首次制汤，加入量以该 炉总容量的1/3为宜，铝汤温度控制在520 680°C ；其次，按原料分类从厚到薄的加料顺序多次加入熔炼炉，每次加料量控制在铝汤 液面以下，加料后要进行充分搅拌，每次搅拌程度以汤的浓度增加至搅拌不动为好；加料后的原料要完全浸没在铝汤中，利用熔炉中铝液的温度将原料进行低温浸泡，每次加料后浸 泡时间30 60分钟；在此时间内将铝汤温度提升至650 680°C之间，按此过程往复循环， 直到铝液熔满一炉；熔炼过程中避免火源对原料直接接触性燃烧，以减少剧烈氧化产生的 铝损；然后，带铁料在最后一次加料时加入，待带铁料表面铝熔化后迅速扒出铁；最后，将铝汤放至下炉，进行合金化处理；根据流槽长短，铝液放汤到下炉时温度 控制在600 650°C之间。B)留汤作业为每炉铝液放铝汤时只放一半，在炉内留下一半铝液用于下一次加 料的底液，再次循环低温浸没熔化过程；C)控制铝液温度在作业中通过少吃多餐的加料方式来调节铝汤温度，从而间接 控制铝液温度在520 680°C之间，用这样的方法抑制铝液中含铁量升高、金属蒸发、烧损、 同时也降低了能耗。(3)回收是指从废料到产品的直收与铝灰的回收；直收是指一次性出铝水的成品率，铝灰的回收是指铝灰扒出后对铝灰中铝的提出 率。采用低温浸没式熔化工艺方法，可将产品直收率提高1-5个百分点，在提高产品直收率 的同时，降低和减少了灰的出灰量和灰中铝含量，有利于在灰的回收中将灰中的铝提取得 更彻底。进一步，所述熔铸步骤中，还包括熔炼的配料，即根据产品的要求配加硅、铜、原生 铝锭(AOO)和其他元素原料。相比现有技术，本发明具有如下有益效果采用本发明再生铝低温浸没式熔化工艺方法，铝合金产成品直收率提高1 5个 百分点，生产成本降低1 5个百分点，能耗降低5% 10%。产品质量合格率达到100%， 并减少灰量5 10个百分点，灰中铝提取更干净，按铸造铝合金锭现行人民币16000元/ 吨计算，每吨可产生直接经济效益500元以上，提高直接经济效益的同时，又有利了环境的 保护。本发明推翻了现有铝加工高温快速熔化工艺技术方法及设备的理念，建立符合再 生铝特性的基础理论，并由此理论引导出符合低温浸没式熔化工艺方法；改变现有技术和 装备不符合再生铝合金特性的现状，为提高再生铝的回收率、降低能耗、降低成本、改进再 生铝冶炼设备、保护环境等方面具有积极的贡献。
具体实施例方式本发明涉及的再生铝低温浸没式熔化工艺方法，包括如下步骤1、分选目前国内自有再生铝合金废料有限，与国内目前再生铝企业的加工能力 形成了倒挂。有很多企业要依靠欧美市场进口原料。而欧美市场因人力成本较高，一般是 将需用人工分选的原料用于销售，这更导致了原料种类和成分的复杂性，所以，对于进炉原 料和余留金属的分选显得尤为重要，具体方法如下A、分品种分选对同批原料中各种不同类别、不同品种的废料进行一次性分选，通 过分选将原料大致分为多个品种。如锌、镁、铜、铁、钢、钛、铅、锡、金，银、电线，易爆品、电 器触头，塑料、垃圾等等。通过这种方式可一次性将进炉原料、余留金属及垃圾等区分开来，便于生产用料和余料处理。B、分类别分选就是对铸造铝合金类与变型铝合金类即人们俗称的生铝、熟铝、 复合性材料进行分选后分开堆放，供生产分类计量用料。C、分含量分选根据本企业产品要求，定出企业选料工序标准，分别定出主材用料 标准及高含量消化材标准，要求分选工按标准进行分选检验，符合配料要求。D、分厚度分选特轻薄料和厚壁料的厚度差异很大，特轻薄料被氧化速度大于厚 壁料，熔化必须是浸没式熔化。分选后分开堆放，有利于合理选择加料顺序与熔化的方式， 从而提高直收率。2、熔铸熔铸是熔炼与铸造相结合的过程。熔铸过程中的原则、作业方式、铝液温 度的控制、铸造缺陷的控制，都与成本密切相关，熔铸不仅仅是工艺技术的体现，更是成本 的体现。2、1低温浸没式熔化工艺方法的原则这里所谓“低温”的概念，是与原生铝的熔 点相比较而言的。再生铝与原生铝的原料是有很大区别的，再生铝的原料一般是以合金的 形态出现，其特性在于熔点低于原生铝的熔点、被氧化面积大于原生铝的表面积。此特性 决定了再生铝与原生铝在熔化理念上的完全相悖。贯穿再生铝熔炼全过程的原则是低温 浸没式熔化。在这个工艺技术的指导下，产品质量稳定，能源消耗低，铝汤含气含渣量大幅 减少，生产成本得到控制，有效提高了产品的直收率。2、2留汤作业根据客户的产品标准进行合理配料，并确定本炉次的加料品种、顺 序和加入量。此作业方式的关键点在于原料完全浸没在铝液里，避免了作业过程中原料的 直接高温氧化，减少了铝损，从而达到提高直收率的目的。2、3控制铝液温度在作业中通过少吃多餐的加料方式，用铝液的粘稠度来间接 控制铝液温度，用这样的方法，抑制铝液中含铁量升高、金属蒸发和烧损，降低能耗。2、3预防铸造缺陷针孔与偏析等铸造缺陷是造成产品退换货的重要原因之一。 在铸造过程中要注意使用正确的凝固方式，才能使产品的内部组织结构与化学成分达到统 一，有利于下游企业的加工性能与产品质量。下面通过具体实施方式
对本发明作进一步详细说明。同原料、同设备、不同工艺对比如下附表1和表2。表1为采用传统高温快速熔化工艺进行的再生铝的熔炼。直收率0. 816092。回收率0. 879(^8。天然气总用量154702立方米平均141立
方米//吨。平均温度748度表2为本发明低温浸没式熔化工艺再生铝的熔炼。直收率0.邪491。回收率0. 910732。天然气总用量1M037立方米平均107立
方米//吨。平均温度715度。本发明低温浸没式熔化工艺与现行高温快速熔化工艺的各项经济指标实验对比 结果，见表3。综上，本发明低温浸没式熔化工艺铝合金产成品直收率提高1 5个百分点， 生产成本降低1 5个百分点，能耗降低5% -10%。产品质量合格率达到100%，并减少灰 量5 10个百分点，灰中铝提取更干净，按铸造铝合金锭现行人民币16000元/吨计算，每 吨可产生直接经济效益500元以上，提高直接经济效益的同时，又有利了环境的保护。注实施例中，表上的温度为熔炉操作界面所显示的炉气温度，通常炉气温度比铝液温度高50-80度，低温浸没式熔化工艺技术方法中所提及的温度为铝液温度。附表见另表。说明
1、回收率、直收率的计算公式
2、回收率=[(成品+余留水+回炉料+铝灰*0.5)-(硅*0.925+铜*0.98+A00*0.985+余留水*0.98+渣锭*0.95)-铁灰)]/(总
原料-硅-铜-AOO-余留水-渣锭-铁灰)
3、直收率=(成品+余留水)/总原料 附表1:高温快速熔化工艺
炉号进总原料硅铜AOO留水渣锭毛料出成品余留 水回炉 料铝灰熔炼 温度725213339323009004000306032784510150536574572522363651740002200032425279966350461075272622265521960700420502031723774695041007407272147057172000365004168728417765076507447282246674218020012850431892687 丄73505960753728213686516703200128503359026 1521285047907467294148110192500004618526241885087957527304132011. 5240041. 501020028550276591315048507447313129480154031001460026170212609100491074880131106601240255000916517093430017907508065136222196000003426225910367504440744807513734421505003675031-16928954. 510100'1060742807523664431703700101003209428204. 5129505510746
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附表:
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权利要求
1.一种再生铝低温浸没式熔化工艺方法，包括如下步骤(1)原料的分选将再生铝合金原料按生铝、熟铝和其他成分材料进行分选后分开堆 放；并根据再生铝合金的厚度和重量按烧损程度分开堆放；(2)熔铸包括低温浸没式熔化工艺方法、留汤作业和控制铝液温度的关键步骤；A)低温浸没式熔化工艺方法为首先，将3毫米以上的厚壁原料加入熔炼炉，加温熔化作为首次制汤，加入量以该炉总 容量的1/3为宜，铝汤温度控制在520 680°C ；其次，按原料分类从厚到薄的加料顺序多次加入熔炼炉，每次加料量控制在铝汤液面 以下，加料后要进行充分搅拌，每次搅拌程度以汤的浓度增加至搅拌不动为好；加料后的原 料要完全浸没在铝汤中，利用熔炉中铝液的温度将原料进行低温浸泡，每次加料后浸泡时 间30 60分钟；在此时间内将铝汤温度提升至650 680°C之间，按此程序往复循环，直 到铝液熔满一炉；熔炼过程中避免火源对原料直接接触性燃烧；然后，带铁料在最后一次加料时加入，待带铁料表面铝熔化后迅速扒出铁；最后，将铝汤放至下炉，进行合金化处理；根据流槽长短，铝液放汤到下炉时温度控制 在600 650°C之间；B)留汤作业为每炉铝液放铝汤时只放一半，在炉内留下一半铝液用于下一次加料的 底液，再次循环低温浸没熔化；C)控制铝液温度在作业中通过少吃多餐的加料方式来调节铝液温度，从而间接控制 铝液温度在520 680°C之间；(3)回收回收是指从废料到成品的直收与铝灰中再次提炼出少量的铝液的过程；直收是指一次性出铝水的成品率，铝灰的回收是指铝灰扒出后对铝灰中铝的提出率。
2.根据权利要求1所述的再生铝低温浸没式熔化工艺方法，其特征在于所述熔铸步 骤中，还包括熔炼的配料，即根据产品的要求配加硅、铜、原生铝锭和其他元素原料。
3.根据权利要求1所述的再生铝低温浸没式熔化工艺方法，其特征在于所述熔铸步 骤中，还包括预防铸造缺陷，即在铸造过程中的符合顺序凝固特征。
全文摘要
本发明提供一种再生铝低温浸没式熔化工艺方法，包括原料的分选将再生铝合金原料按铝的类别、厚度和重量按烧损程度分开堆放；熔铸包括低温浸没式熔化工艺方法、留汤作业和控制铝液温度等关键步骤。采用本发明方法，铝合金产成品直收率提高1～5个百分点，生产成本降低1～5个百分点，能耗降低5％～10％。产品质量合格率达到100％，并减少灰量5～10个百分点，灰中铝提取更干净，提高直接经济效益的同时，又有利了环境的保护。本发明推翻了现有铝加工高温快速熔化工艺技术方法及设备的理念，改变现有工艺技术不符合再生铝合金特性的局面，为提高再生铝的直收率、降低能耗、降低成本、改良冶炼设备、保护环境等方面作出积极的贡献。
文档编号C22B15/00GK102140579SQ20111003003
公开日2011年8月3日 申请日期2011年1月27日 优先权日2011年1月27日
发明者袁晓东 申请人:袁晓东