【導(dǎo)讀】年產(chǎn)萬(wàn)噸特種鋁合金鑄錠項(xiàng)目

　　

【正文】 的高達(dá) 98%。在設(shè)備上，我國(guó)大多數(shù)再生鋁生產(chǎn)企業(yè)所普遍采用的鋁熔煉設(shè)備是普通的反射爐（燃油或燃?xì)猓?。由于此?lèi)設(shè)備使用明火對(duì)鋁進(jìn)行接觸式的加熱熔化，熔煉過(guò)程中金屬燒損現(xiàn)象嚴(yán)重，特別是熔煉薄壁、廢屑等廢鋁金屬，使得鋁的回收率相當(dāng)?shù)?。同時(shí)也因技術(shù)不足而使得整個(gè)過(guò)程油耗遠(yuǎn)高于世界先進(jìn)水平，目前國(guó)內(nèi)再生鋁企 業(yè)的噸產(chǎn)品油耗一般在 80k g 以上，有的甚至超過(guò) 100k g（目前世界先進(jìn)水平在 45～ 50k g左右）。 當(dāng)然，國(guó)內(nèi)也有在這方面做得比較好的企業(yè)。中鋁青島輕金屬有限公司新建的再生鋁項(xiàng)目，采用了世界最先進(jìn)的工藝設(shè)計(jì)，主要設(shè)備均由國(guó)外引進(jìn)，其中 2 臺(tái)由德國(guó)LOI 公司生產(chǎn)的 60 噸雙室熔煉爐是國(guó)內(nèi)首次整套引進(jìn)該類(lèi)熔鋁爐。雙室爐將傳統(tǒng)反射爐用隔墻分為加熱室和廢料室兩個(gè)爐室，是在側(cè)井反射爐的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，其主要優(yōu)點(diǎn)是廢氣排放低、節(jié)能、金屬損耗低、生產(chǎn)效率高，特別適用于再生鋁的熔煉。 3–21 中國(guó)大力發(fā)展再生鋁產(chǎn)業(yè)的條件已經(jīng) 成熟 截止 20xx 年，我國(guó)已使用鋁大約在 9000 萬(wàn)噸左右， 而中國(guó)自有統(tǒng)計(jì)數(shù)字可查以來(lái)鋁蓄積量在 12500 萬(wàn)噸以上， 這無(wú)疑將是我們今后 發(fā)展再生鋁行業(yè)的優(yōu)厚 資源 ，憑借著再生鋁生產(chǎn)在能源和環(huán)境方面的巨大優(yōu)勢(shì)，伴隨著技術(shù)條件的成熟，國(guó)內(nèi)鋁產(chǎn)業(yè)由“原生型”轉(zhuǎn)為“再生型”的條件已經(jīng)成熟。 關(guān)于我國(guó)再生鋁產(chǎn)業(yè)發(fā)展的幾點(diǎn)對(duì)策 我國(guó)的再生鋁企業(yè)發(fā)展面臨著來(lái)自各方的壓力，為了應(yīng)對(duì)日益激烈的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)，我們的企業(yè)可以從以下幾方面做大做強(qiáng)。 加強(qiáng)廢 鋁 回收網(wǎng)絡(luò)建設(shè) 廢鋁回收網(wǎng)絡(luò)是否健全，直接關(guān)系到我國(guó)再生鋁產(chǎn)業(yè)原料的供應(yīng)，從而限制我國(guó)再生鋁產(chǎn)業(yè)的發(fā)展規(guī)模。 與美國(guó)等國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家廢鋁回收體制相比，我國(guó)的廢鋁回收體制還有很多不足，美國(guó)的鋁部件回收被細(xì)分成幾大類(lèi)，飲料罐和罐體通常由金屬回收公司（ MRF）購(gòu)買(mǎi)，然后再通過(guò)已經(jīng)建立的經(jīng)銷(xiāo)網(wǎng)絡(luò)賣(mài)給鋁回收再生廠，回收率為 54%。美國(guó)報(bào)廢汽車(chē)鋁回收率大約為 90%，其汽車(chē)和其他大型消費(fèi)品如冰箱和洗衣機(jī)等必須按照相應(yīng)法規(guī)要求進(jìn)行回收。 因此我們需要鼓勵(lì)大中型鋁企業(yè)跨出國(guó)門(mén)走向世界，充分利用世界鋁資源，緩解我國(guó)目前鋁土資源緊張的局面。同時(shí)大力加強(qiáng)廢鋁回收的宣傳，制定相關(guān)的法律及政策，讓全民加入到廢鋁回收的隊(duì)伍 中，以實(shí)現(xiàn)國(guó)內(nèi)鋁資源不斷再生的動(dòng)態(tài)循環(huán)。 3–22 制定相應(yīng)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) ,實(shí)現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn) 我國(guó)的再生鋁生產(chǎn)企業(yè)的規(guī)模普遍較小， 目前中國(guó)只有極少的金屬企業(yè)的生產(chǎn)能力達(dá)到 12 萬(wàn)噸，小規(guī)模，小作坊生產(chǎn)設(shè)備落后，生產(chǎn)效率低，企業(yè)管理制度不夠完善。 我們可以制定再生鋁的相關(guān)的政策規(guī)范再生鋁的生產(chǎn)，對(duì)不達(dá)標(biāo)的小企業(yè)實(shí)行整頓合并。同時(shí)鼓勵(lì)大中型鋁企業(yè)參與國(guó)外再生鋁資源的開(kāi)發(fā)合作，一方面可以引進(jìn)國(guó)外再生鋁先進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)，另一方面也可以逐漸提高再生鋁在原鋁供應(yīng)總量的比例。 采用先進(jìn)的生產(chǎn)工藝，提高生產(chǎn)效率 雖然近年來(lái)我國(guó)在生產(chǎn)再生鋁工藝及 設(shè)備方面取得了巨大的進(jìn)步，但由于我國(guó)再生鋁起步較晚，總體上我國(guó)再生鋁的技術(shù)較歐美發(fā)達(dá)國(guó)家還存在一定的差距。 先進(jìn)的生產(chǎn)工藝及設(shè)備對(duì)節(jié)約資源，降低生產(chǎn)成本，增強(qiáng)企業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力有著重要影響，因此大膽引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)對(duì)我國(guó)再生鋁的跨越式發(fā)展有著舉足輕重的意義。 加大科技投入 目前世界發(fā)達(dá)國(guó)家都對(duì)再生鋁相當(dāng)重視，對(duì)再生鋁技術(shù)研究的投入力度較大，而我國(guó)在再生鋁科研方面投入少，從事這方面的研究人員少。而我國(guó)正在大力提倡可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，加大科研投入，研究出一套適合我國(guó)國(guó)情發(fā)展的再生鋁生產(chǎn)工藝及設(shè)備，可以使我國(guó)的再生鋁 事業(yè)走上一條高回收率，低能耗，高經(jīng)濟(jì)效益的自主化發(fā)展道路。 結(jié)語(yǔ) 伴隨我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，鋁的用量也在逐年增加，但我國(guó)鋁土資源較為緊張，為了滿足國(guó)內(nèi)鋁消費(fèi)的需求，我們必須加大對(duì)再生鋁的投入力度，這就為國(guó)內(nèi)的再生 3–23 鋁工業(yè)提供了相當(dāng)大的發(fā)展機(jī)遇。我國(guó)的再生鋁發(fā)展?jié)摿薮?，同時(shí)也面臨著巨大的挑戰(zhàn)，重視和加強(qiáng)再生鋁的管理和科技投入，可以很大程度上緩解我國(guó)鋁行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展和節(jié)能減排的問(wèn)題，為我國(guó)的經(jīng)濟(jì)建設(shè)作出貢獻(xiàn)。 4–24 第 4篇 項(xiàng)目產(chǎn)品工藝流程及技術(shù)方案 產(chǎn)品技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 本項(xiàng)目產(chǎn)品采用中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（ GB873388）《鑄造鋁合金錠標(biāo)準(zhǔn)》進(jìn)行生產(chǎn) 。 根據(jù)市場(chǎng)需求，確定生產(chǎn)規(guī)模為年產(chǎn) 55000 噸各種型號(hào)汽車(chē)用、電機(jī)用、建材用鋁合金錠 。 工藝流程 首先需要將廢舊鋁按品種進(jìn)行分選，還要按再生制品的性能要求適量添加填充劑或改性劑重新混合，經(jīng)爐 熔 煉，再成型加工成鋁 合金 錠。 鋁合金錠 生產(chǎn)工藝流程如下： 鋁合金錠 的生產(chǎn)過(guò)程可以分成三類(lèi) : 鋁土礦、氧化鋁、電解鋁。 說(shuō)明：若原料直接使用標(biāo)準(zhǔn)鋁錠，則項(xiàng)目直接從配料熔煉開(kāi)始，而不是從廢舊鋁開(kāi)始。 工藝流程 說(shuō)明 及技術(shù)方案 廢舊鋁處理： 廢雜鋁中有廢 鋁鑄件（以 AlSi 合金為主）、廢鋁鍛件（ AlMgMn、AlCuMn 等合金）、型材（ AlMn、 AlMg 等合金）廢電纜線（以純鋁為主）等各種各樣料，有時(shí)甚至混雜入一些非鋁合金的廢零件（如 Zn、 Pb 合金等），這就給再生鋁 錠的配制帶來(lái)了極大的不便。如何把這種多種成分復(fù)雜的原材料配制成成分合格的再生廢舊鋁分揀 清 洗 精煉 除 氣 成品 備 料 澆鑄 熔煉 4–25 鋁錠是再生鋁生產(chǎn)的核心問(wèn)題，因此，再生鋁生產(chǎn)流程的第一環(huán)節(jié)就是廢雜鋁的分選歸類(lèi)工序。分選得越細(xì)，歸類(lèi)得越準(zhǔn)確，再生鋁的化學(xué)成 分控制就越容易實(shí)現(xiàn)。 ⑴ 人工分揀： 剔除 廢舊鋁其他 金屬和 非金屬雜質(zhì) 廢鋁料要進(jìn)行復(fù)雜的分選，因其成分復(fù)雜，除廢鋁之外還含有廢銅、廢鋼、廢鉛等金屬，并含有其他廢棄物。對(duì)此類(lèi)廢料的分選主要靠人工，一是篩分篩出泥土和垃圾，然后用手工分選。手工分選大多都在操作臺(tái)進(jìn)行，主要靠工人目測(cè)和經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行挑選，先分選出非金屬?gòu)U料，然后分選廢金屬，其中對(duì)廢銅和廢純鋁的挑選格外精心，因廢銅可增加產(chǎn)值，純鋁廢料例如廢鋁線等，都是再生熔煉中調(diào)整成分的上等原料。分出的廢鋁是混雜的，一般不再細(xì)分。 目前國(guó)內(nèi)廢鋁的預(yù)處理基本上還沒(méi)有實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化，主要靠人工，使用的工具是磁鐵、鋼銼，憑的是經(jīng)驗(yàn) 。 ⑵ 廢舊鋁清洗 廢舊 鋁 通常在不同程度上沾染有油污，垃圾，泥沙等，這些雜質(zhì)會(huì)嚴(yán)重影響再生鋁錠 的質(zhì)量，因此，必須對(duì)廢舊 鋁 進(jìn)行清洗，清洗的方法 采用 手工清洗 配料 ： 根據(jù)廢鋁料的備制及質(zhì)量狀況，按照再生 鋁合金錠 產(chǎn)品的技術(shù)要求，選用搭配并計(jì)算出各類(lèi)料的用量。配料應(yīng)考慮金屬的氧化燒損程度，硅、鎂的氧化燒損較其他合金元素要大，各種合金元素的燒損率應(yīng)事先通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定之。廢鋁料的物理規(guī)格及表面潔凈度將直接影響到再生成品質(zhì)量及金屬實(shí)收率，除油不干凈的廢鋁，最高將有 20 %的有效成分進(jìn)入熔渣。 熔 煉 ： 熔煉就是把某種配比的金屬爐料投入熔爐中，經(jīng)過(guò)加熱和熔化得到熔體，再對(duì)熔化后的熔體進(jìn)行成分調(diào)整，得到合乎要求的合金液體。并在熔煉過(guò)程中采取相應(yīng)的措施控制氣體及氧化夾雜物的含量，使符合規(guī)定成分（包括主要組元或雜質(zhì)元素含量），保證鑄件得到適當(dāng)組織（晶粒細(xì)化）高質(zhì)量合金液。 熔煉工藝 裝爐 → 熔化（加硅） → 扒渣 → 攪拌 → 取樣 → 調(diào)整成分 → 攪拌 → 精煉 → 扒渣 → 轉(zhuǎn)爐→ 精煉變質(zhì)及靜置 → 鑄造。 ① 裝爐 ： 正確的裝爐方法對(duì)減少金屬的燒損及縮短熔煉時(shí)間很重要。對(duì)于反射爐，爐底鋪一層鋁錠，放入易燒損 料，再壓上鋁錠。熔點(diǎn)較低的回爐料裝上層，使它最早熔化，流下將下面的易燒損料覆蓋，從而減少燒損。各種爐料應(yīng)均勻平坦分布 ； ② 熔化 ： 熔化過(guò)程及熔煉速度對(duì)鋁錠質(zhì)量有重要影響。當(dāng)爐料加熱至軟化下榻時(shí)應(yīng)適當(dāng)覆蓋熔劑，熔化過(guò)程中應(yīng)注意防止過(guò)熱，爐料熔化液面呈水平之后，應(yīng)適當(dāng)攪動(dòng)熔體使溫度一致，同時(shí)也利于加速熔化。熔煉時(shí)間過(guò)長(zhǎng)不僅降低爐子生產(chǎn)效率，而且使熔體含氣量增加，因此當(dāng)熔煉時(shí)間超長(zhǎng)時(shí)應(yīng)對(duì)熔體進(jìn)行二次精煉 ； ③ 扒渣 ： 當(dāng)爐料全部熔化到熔煉溫度時(shí)即可扒渣。扒渣前應(yīng)先 撒入粉狀熔劑（對(duì)高鎂合金應(yīng)撒入無(wú)鈉熔劑）。扒渣應(yīng)盡量徹底，因?yàn)橛懈≡嬖跁r(shí)易污染金屬并增加熔體的含氣量 ； ④ 攪拌 ： 在取樣之前和調(diào)整成分之后應(yīng)有足夠的時(shí)間進(jìn)行攪拌。攪拌要平穩(wěn)，不破壞熔體表面氧化膜 ； ⑤ 取樣 ： 熔體經(jīng)充分?jǐn)嚢韬?，?yīng)立即取樣，進(jìn)行爐前分析 ； ⑥ 調(diào)整成分 ： 當(dāng)成分不符合標(biāo)準(zhǔn)要求時(shí)，應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)料或沖淡 ； ⑦ 熔體的轉(zhuǎn)爐 ： 成分調(diào)整后，當(dāng)熔體溫度符合要求時(shí)，扒出表面浮渣，即可轉(zhuǎn)爐 ； ⑧ 熔體的精煉 變質(zhì)成分不同，凈化變質(zhì)方法也各有不同。 除氣 ： 一般都是采用浮游法來(lái)除氣，其原理是在鋁液中通入某種不含氫的氣體產(chǎn)生氣泡，利用這些氣泡在上浮過(guò)程中將溶解的氫帶出鋁液，逸入大氣。為了得到較好的精煉效果，應(yīng)使導(dǎo)入氣體的鐵管盡量壓入熔池深處，鐵管下端距離坩鍋底部 100～ 150毫米，以使氣泡上浮的行程加長(zhǎng)，同時(shí)又不至于把沉于鋁液底部的夾雜物攪起。通入 4–26 氣體時(shí)應(yīng)使鐵管在鋁液內(nèi)緩慢地橫向移動(dòng)，以使熔池各處均有氣泡通過(guò)。盡量采用較低地通氣壓力和速度，因?yàn)檫@樣形成的氣泡較小，擴(kuò)大了氣泡的表面積，且由于氣 泡小，上浮速度也慢，因而能去除較多的夾雜和氣體。同時(shí)，為保證良好的精煉效果，精煉溫度的選擇應(yīng)適當(dāng)，溫度過(guò)高則生成的氣泡較大而很快上浮，使精煉效果變差。溫度過(guò)低時(shí)鋁液的粘度較大，不利于鋁液中的氣體充分排出，同樣也會(huì)降低精煉效果。 澆鑄 ： 現(xiàn)在 鋁合金錠 鑄造就是把鋁液直接澆到模子里，待其冷卻后取出 ， 產(chǎn)品質(zhì)量的好壞主要在這一步驟，而且整個(gè)鑄造工藝，也是以這一過(guò)程為主。鑄造過(guò)程是一個(gè)由液態(tài)鋁冷卻、結(jié)晶成為固體 鋁合金錠 的物理過(guò)程。 連續(xù)澆鑄可分為混合爐澆鑄和外鑄兩種方式。均使用連續(xù)鑄造機(jī)?；旌蠣t澆鑄是將鋁液裝入混合爐后 ，由混合爐進(jìn)行澆鑄，主要用于生產(chǎn)重熔用鋁錠和鑄造合金。外鑄是由抬包直接向鑄造機(jī)澆鑄，主要是在鑄造設(shè)備不能滿足生產(chǎn)，或來(lái)料質(zhì)量太差不能直接入爐的情況下使用。由于無(wú)外加熱源，所以要求抬包具有一定的溫度，一般夏季在 690～ 740℃ ，冬季在 740～ 800℃ ，以保證 鋁合金錠 獲得較好的外觀。 注： 爐料在使用前應(yīng)保存在干燥處，如爐料已經(jīng)受潮氣腐蝕則在配料前進(jìn)行吹砂以除去表面腐蝕層?；貭t料表面常常粘附砂子（ SiO2），部分 SiO2 和鋁液會(huì)發(fā)生下列反應(yīng)： 4 Al ＋ 3 SiO2 → 2 Al2O3 ＋ 3 Si 所生成的 Al2O3 及剩余 SiO2 均在鋁液中形成氧化夾雜，故在加這類(lèi)料前也應(yīng)經(jīng)吹砂后使用。由切屑、濺渣等重熔鑄成錠的三級(jí)回爐料中常含有較多氧化夾雜物及氣體，故其使用量應(yīng)受到嚴(yán)格的限制，一般不超過(guò)爐料總量的 15%，對(duì)重要鑄件則應(yīng)完全不用。爐料表面也不應(yīng)有油污、切削冷卻液等物，因?yàn)楦鞣N油脂都是具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的碳?xì)浠衔?，油脂受熱而帶入?， 爐料在加入鋁液時(shí)必須預(yù)熱至 150～ 180℃ 以上，預(yù)熱的目的一方面時(shí)是為了安全，防止鋁液與凝結(jié)在冷爐料表面上的水分相遇而發(fā)生爆炸事故；另一方面是為防止將氣體和夾雜物帶入鋁液。 生產(chǎn)、 檢測(cè)所需的主要設(shè)備裝置 本項(xiàng)目主要設(shè)備為環(huán)保反射爐 14 套、 鋁合金錠 模具 10 套 ，壓鑄機(jī) 10 套 。 主要設(shè)備一覽表 序號(hào) 設(shè)備名稱 單位 數(shù)量 單價(jià)（元 /套） 金額（萬(wàn)元） 1 環(huán)保反射爐 套 14 400000 560 2 鋁合金錠 模具 套 10 300000 300 3 JS350T 壓鑄 (二期間 ) 套 10 6500000 6500 小計(jì) 7360 設(shè)備選擇以節(jié)能高效為原則 ，兼顧經(jīng)濟(jì)性 。 4–27 工程方案 總平面布置 本項(xiàng)目總 平 面布置原則 (1)以西寧市總體規(guī)劃為依據(jù) (2)根據(jù)工藝流 程、防火安全、施工等要求，因地制宜布置廠區(qū)內(nèi)建筑物、構(gòu)筑物、露天堆場(chǎng)、公用管線、綠化及美化設(shè)施。 (3)應(yīng)能達(dá)到生產(chǎn)流暢、運(yùn)輸線路短、裝卸方便，避免頻繁的貨流與主要的人流交叉。 (4)總平面布置應(yīng)緊湊合理，節(jié)約用地。 (5)功能分區(qū)合理、方便管理。 (6)因地制宜，合理確定標(biāo)高，減少土方工程量。 總平面布置 根據(jù)項(xiàng)目建設(shè)場(chǎng)地的特點(diǎn)和生產(chǎn)工藝流程，出入口緊靠公路，使生產(chǎn)原料進(jìn)廠和成品出廠便利。生產(chǎn)線中的輔助設(shè)施盡量配合生產(chǎn)線主要車(chē)間布置。 廠區(qū)呈規(guī)則的長(zhǎng)方形，總占地面積為 100 畝。廠區(qū)東、北兩面均靠規(guī)劃 道路。結(jié)合廠區(qū)周?chē)h(huán)境情況，工廠總平面布置主要包括生產(chǎn)區(qū)、廠前區(qū)、輔助生產(chǎn)區(qū)三大功能。 主要生產(chǎn)車(chē)間位于廠區(qū)北面，中間為辦公樓；西面為食堂、宿舍，東面為庫(kù)存車(chē)間，把生產(chǎn)車(chē)間布置在廠區(qū)道路旁邊，這樣既可以方便生產(chǎn)，又能使貨運(yùn)方便。 廠區(qū)中間有辦公樓，使整個(gè)廠前區(qū)看似獨(dú)立卻又相互緊密聯(lián)系，形成了氣勢(shì)磅礴，充滿現(xiàn)代化氣息的廠前區(qū)，突出了企業(yè)的形象。 輔助生產(chǎn)設(shè)施根據(jù)生產(chǎn)車(chē)間位置及使用的要求靈活布置，將庫(kù)存樓（含原料車(chē)間、成品車(chē)間）布置在廠區(qū)的東面，使它距各生產(chǎn)車(chē)間位置較 為近，這樣容易搬運(yùn)貨物到生產(chǎn)車(chē)間，以盡量減少對(duì)生產(chǎn)的影響。 以上三大區(qū)塊，功能分區(qū)明確，布