對再生鋁熔煉技術裝備及自動化發展方向的認識

□文/張東斌蘇州嘯波科技有限公司

對再生鋁熔煉技術裝備及自動化發展方向的認識

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

□文/張東斌
蘇州嘯波科技有限公司

我國目前再生鋁產量最大的牌號為ADADADC12，2其生產原料為各種進口 國產廢鋁料，其形狀、成份、夾帶物均不相同，并且原料批次也不同。用什么樣的設備來應對生產，提高金屬回收率降、低燃料單耗、提高生產率 達到利潤最大化一直是困擾各再生鋁生產廠家的難題。

針對如上難題筆者通過對國內多家大型再生鋁企業配套設備和多年跟蹤回訪得出一些經驗，認為應從以下4個方面來著手：

一、原料預處理

進口廢鋁切片大小不一且含有泥沙及其他（鐵、銅、鎳、鎂、鉛、鋅）金屬等。為保證和提高最終鋁合金產品的質量，在進入回收重熔爐前必須進行預處理。第一步要對料進行篩分：去除泥沙和大小分類；第二步對料進行水洗：進一步去除非金屬雜質還原金屬本色，為下一步人工操作打好基礎；第三步分揀：將鐵、不銹鋼、高鋅料、高鎂料、銅、鉛、鎳、非金屬料盡量的從原料中分揀出來，為熔煉生產做準備。

二、熔煉處理

根據原料的大小形狀、品質優劣、夾雜情況，用不同的熔煉設備對其熔化。該環節是整個生產過程中最重要的環節，如何降低燒損提高金屬回收率、如何降低燃料單耗節約能耗、如何加快熔化速度提高產能是擺在我們面前的現實問題。

三、控制系統

隨著控制技術的不斷進步，有必要將自動控制引入到廢鋁生產過程中來，提高自動控制技術水平，減少人為因數對生產過程的干擾和對最終產品質量的影響，建立相對完善的自動控制服務系統（圖1）。

圖1

首先在生產現場設立LED大屏幕信息可視系統，將各爐窯實際工況溫度、爐壓、閥門開度、產品名稱、產品生產過程位置、當班值長姓名、報警等信息實時顯示在上面，讓操作者、監督者不用進入控制室查看儀表，即可了解各爐窯實際工況數據信息。

建立基于TCP/IP的網絡信息系統，讓通過授權的管理者在辦公室利用公司網絡，或總公司管理者通過公共網絡實時了解和掌控各分公司設備實際運行狀態、產品生產情況。

在出現特殊情況下，系統還可通過短信方式，將信息發送到相關人員的手機上，讓相關人員及時了解情況。

建立切實可行的數據模型，利用工業控制現場總線技術，對控制對象進行分層控制。

爐壓控制：讓爐窯在微正壓的狀態在工作（圖2）。

圖2

燃燒控制：根據生產工藝溫度曲線，自動精確控制燒嘴燃燒能力，到節約燃料的目的（圖3）。

圖3

除塵控制：根據各采集單元的實時數據，通過變頻控制技術，控制引風機電機輸出功率，達到最佳狀態，同時也節約電能（圖4）。

圖4

四、熱渣處理

熔化爐及合金爐熱灰中普遍還含有50%左右的金屬鋁，可利用人工抄灰的方法進行處理，但勞動強度大、產量低。如采用回轉窯，工作效率高，勞動強度低，每次可裝料2.5噸，每小時可生產3爐以上，可回收出2.5噸左右的金屬鋁，效果顯而易見。

基于以上實際情況，下面我們著重給大家介紹一種我公司通過自身實踐和與國外大型再生鋁企業技術交流，比較適合我國再生鋁生產現狀的雙室爐爐型（圖5）。

其主要設計理念為：

1. 降低金屬燒損、提高金屬回收率。

2. 提高燃料利用率，降低燃料單耗。

3. 提高熔化速率、降低鐵的熔化機率，縮短成份調整時間提高產品生產率。

實現功能而采取的措施特點為：

1. 采用連續投料、連續熔化，由電磁攪拌器、永磁攪拌器、電磁泵、機械泵來帶動鋁液流動熔化原料，其主要特點是熔化速率快，被熔化金屬并不與火焰直接接觸，氧化燒損少、金屬回收率高。

2. 熔化室與投料室分開，大量浮渣集中在投料室并不全部流動到熔化室，提高了熔化室鋁液受熱速度，提高燃料利用率從而達到降低能耗目的。

3. 控制好鋁液流動速度和熔化室鋁水溫度，使含鐵鋁料的鐵留在投料室不進入熔化室，使含鐵料始終在低溫溶液中，達到降低鐵熔化速度的目的。

4. 輕薄料、含漆熟鋁也投放在投料室，其產生的粉塵煙氣并不進入熔化室，延長熔化室蓄熱燒嘴清洗小球的時間。

5. 熔化室一側布置了一對蓄熱式燃燒系統用于熔化過程熱荷載，該綜合再生系統既確保了成本效率經營，又滿足了環境標準和合理的維修要求。同時加設了一臺冷空氣燃燒器，用于避免蓄熱式燃燒系統在生產過程中中斷期間運轉（例如：由于維護、鑄造設備停產等）。然而，此冷空氣燃燒器的功率分別用于保持熔爐內的溫度和鋁的液體狀態。

6. 一旦熔煉爐內液態金屬可以傳送到旁邊的合金爐內時，兩個放鋁水口將打開，在20~25分鐘傳送時間內可放鋁水20噸。并在雙室爐內還留有1/3到1/2的鋁水作為母液繼續連續熔化原料。

雙室爐鋁熔化能力可達每小時5噸以上，以2臺熔池45噸的雙室爐配合2臺熔池30噸合金攪拌爐為例，合金攪拌爐每天生產3爐，該爐套每天產能可達180噸，年生產時間300天，每年產能可達54 000噸，爐套單位燃料消耗小于75萬大卡/噸鋁。

圖5 50噸雙室熔化爐