对再生铝熔炼技术装备及自动化发展方向的认识

□文/张东斌苏州啸波科技有限公司

对再生铝熔炼技术装备及自动化发展方向的认识

The Perception for the Smelting Technology and Automation Development of Secondary Aluminium Industry

□文/张东斌
苏州啸波科技有限公司

我国目前再生铝产量最大的牌号为ADADADC12，2其生产原料为各种进口 国产废铝料，其形状、成份、夹带物均不相同，并且原料批次也不同。用什么样的设备来应对生产，提高金属回收率降、低燃料单耗、提高生产率 达到利润最大化一直是困扰各再生铝生产厂家的难题。

针对如上难题笔者通过对国内多家大型再生铝企业配套设备和多年跟踪回访得出一些经验，认为应从以下4个方面来着手：

一、原料预处理

进口废铝切片大小不一且含有泥沙及其他（铁、铜、镍、镁、铅、锌）金属等。为保证和提高最终铝合金产品的质量，在进入回收重熔炉前必须进行预处理。第一步要对料进行筛分：去除泥沙和大小分类；第二步对料进行水洗：进一步去除非金属杂质还原金属本色，为下一步人工操作打好基础；第三步分拣：将铁、不锈钢、高锌料、高镁料、铜、铅、镍、非金属料尽量的从原料中分拣出来，为熔炼生产做准备。

二、熔炼处理

根据原料的大小形状、品质优劣、夹杂情况，用不同的熔炼设备对其熔化。该环节是整个生产过程中最重要的环节，如何降低烧损提高金属回收率、如何降低燃料单耗节约能耗、如何加快熔化速度提高产能是摆在我们面前的现实问题。

三、控制系统

随着控制技术的不断进步，有必要将自动控制引入到废铝生产过程中来，提高自动控制技术水平，减少人为因数对生产过程的干扰和对最终产品质量的影响，建立相对完善的自动控制服务系统（图1）。

图1

首先在生产现场设立LED大屏幕信息可视系统，将各炉窑实际工况温度、炉压、阀门开度、产品名称、产品生产过程位置、当班值长姓名、报警等信息实时显示在上面，让操作者、监督者不用进入控制室查看仪表，即可了解各炉窑实际工况数据信息。

建立基于TCP/IP的网络信息系统，让通过授权的管理者在办公室利用公司网络，或总公司管理者通过公共网络实时了解和掌控各分公司设备实际运行状态、产品生产情况。

在出现特殊情况下，系统还可通过短信方式，将信息发送到相关人员的手机上，让相关人员及时了解情况。

建立切实可行的数据模型，利用工业控制现场总线技术，对控制对象进行分层控制。

炉压控制：让炉窑在微正压的状态在工作（图2）。

图2

燃烧控制：根据生产工艺温度曲线，自动精确控制烧嘴燃烧能力，到节约燃料的目的（图3）。

图3

除尘控制：根据各采集单元的实时数据，通过变频控制技术，控制引风机电机输出功率，达到最佳状态，同时也节约电能（图4）。

图4

四、热渣处理

熔化炉及合金炉热灰中普遍还含有50%左右的金属铝，可利用人工抄灰的方法进行处理，但劳动强度大、产量低。如采用回转窑，工作效率高，劳动强度低，每次可装料2.5吨，每小时可生产3炉以上，可回收出2.5吨左右的金属铝，效果显而易见。

基于以上实际情况，下面我们着重给大家介绍一种我公司通过自身实践和与国外大型再生铝企业技术交流，比较适合我国再生铝生产现状的双室炉炉型（图5）。

其主要设计理念为：

1. 降低金属烧损、提高金属回收率。

2. 提高燃料利用率，降低燃料单耗。

3. 提高熔化速率、降低铁的熔化机率，缩短成份调整时间提高产品生产率。

实现功能而采取的措施特点为：

1. 采用连续投料、连续熔化，由电磁搅拌器、永磁搅拌器、电磁泵、机械泵来带动铝液流动熔化原料，其主要特点是熔化速率快，被熔化金属并不与火焰直接接触，氧化烧损少、金属回收率高。

2. 熔化室与投料室分开，大量浮渣集中在投料室并不全部流动到熔化室，提高了熔化室铝液受热速度，提高燃料利用率从而达到降低能耗目的。

3. 控制好铝液流动速度和熔化室铝水温度，使含铁铝料的铁留在投料室不进入熔化室，使含铁料始终在低温溶液中，达到降低铁熔化速度的目的。

4. 轻薄料、含漆熟铝也投放在投料室，其产生的粉尘烟气并不进入熔化室，延长熔化室蓄热烧嘴清洗小球的时间。

5. 熔化室一侧布置了一对蓄热式燃烧系统用于熔化过程热荷载，该综合再生系统既确保了成本效率经营，又满足了环境标准和合理的维修要求。同时加设了一台冷空气燃烧器，用于避免蓄热式燃烧系统在生产过程中中断期间运转（例如：由于维护、铸造设备停产等）。然而，此冷空气燃烧器的功率分别用于保持熔炉内的温度和铝的液体状态。

6. 一旦熔炼炉内液态金属可以传送到旁边的合金炉内时，两个放铝水口将打开，在20~25分钟传送时间内可放铝水20吨。并在双室炉内还留有1/3到1/2的铝水作为母液继续连续熔化原料。

双室炉铝熔化能力可达每小时5吨以上，以2台熔池45吨的双室炉配合2台熔池30吨合金搅拌炉为例，合金搅拌炉每天生产3炉，该炉套每天产能可达180吨，年生产时间300天，每年产能可达54 000吨，炉套单位燃料消耗小于75万大卡/吨铝。

图5 50吨双室熔化炉