一种提高再生废杂铝熔解灰渣在线回收率的工艺技术方法

摘要

本发明提供了一种提高再生废杂铝熔解灰渣在线回收率的工艺技术方法，包括如下步骤：将废杂破碎生铝和废杂破碎熟铝按一定比例配比，作为底料，覆盖大块锭类材料进行熔解，再分批多次加入少量废杂破碎料，当炉膛内所有材料熔解完毕后，590℃左右开启大火火焰，搅动铝熔体液面上的灰渣，使熔炼灰渣和铝液分离倒出。对炉底铁件扒至炉台倾坡，撒上打渣剂，瞬间开启火焰，将依附在铁件上的融熔铝液分离，热灰渣置于回转炉中，640℃左右时浇注到保温包内，运输和纳入熔化炉中。本发明能大幅降低废杂铝烧损，避免回收铝锭的二次重熔，降低熔解灰渣含铝量，大幅降低熔解能耗，提高废杂铝熔解速率，避免废杂铝体外铁件易熔解，可大量持续使用含铁件废杂铝。

说明书

技术领域

本发明属于废铝精炼提纯领域，具体涉及一种提高再生废杂铝熔解灰渣在线回收率的工艺技术方法。

背景技术

国内行业均利用再生废杂铝通过火焰反射炉熔解轿车发动机用铸造铝合金锭。回收废杂铝来源复杂、形状不一、烧损各异、含有体外铁件。按国内行业在火焰反射炉内通用熔解工艺：(1)烧损大：综合烧损率为1.5％-3.0％，尤其是打捆的薄片废料的烧损为3％-10％，碎屑料最大烧损可达30％；(2)熔解灰渣和铁渣含铝量高：含铝量为50％-70％，增加熔解灰渣铝二次回收；(3)熔解能耗高：吨熔解能耗为50-60M³(仅指熔解炉的熔解能耗，不包括保温炉的熔解和保温能耗)(发热值：8500kcal/m³，燃烧器：蓄热式燃烧系统)；(4)废杂铝体外铁件易熔解，造成铁元素化学成分过高，或者导致保温炉铝液铁成分区域偏析，影响产品质量和增加调料成本，甚至造成产品报废，导致不能使用含有体外铁件的废杂铝，材料采购成本过高；(5)废杂铝熔解速率较低，每小时熔解废杂铝5-6吨(300万kcal蓄热式燃烧器)；(6)熔解灰渣和铁渣通过回转炉回收后，回收铝液浇注、冷却和凝固成锭类材料，重新作为原材料纳入熔解炉中熔解，产生二次重熔，增加二次重熔铝损和能耗。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对以上现有技术存在的问题，提供一种提高再生废杂铝熔解灰渣在线回收率的工艺技术方法，大幅降低废杂铝烧损，降低废杂铝熔解灰渣含铝量，减少熔解灰渣二次回收，提高熔解速率，降低废杂铝熔解能耗，大量使用体外铁的废杂铝材料，拓宽再生废铝的使用范围。

为解决上述技术问题，本发明采用了如下技术方案：一种提高再生废杂铝熔解灰渣在线回收率的工艺技术方法，包括如下工艺步骤：

1)材料配比：采用“生铝和熟铝混合熔解工艺”，将生铝和熟铝按一定比例混合；

2)材料熔化：先采用“废杂破碎料作底料熔解工艺”，将废杂破碎料作底料，上面再覆盖大块锭类材料进行熔解，然后采用“浸没式低温溶解工艺”，分批多次加入少量废杂铝浸泡到铝熔体中，并搅拌成融熔状进行溶解，在整个废杂铝熔解过程中严格控制熔体温度；

3)搅拌、做灰渣：通过熔解铝灰渣“做灰”工艺，当炉膛内所有材料熔解完毕后，铝熔体温度达到590℃时，开启大火火焰，使用灰扒将含铝液的灰渣快速压入铝液中，并打碎燃烧的灰渣球，同时，灰扒来回快速移动，搅动铝熔体液面上的灰渣，将含铝熔体的灰渣球搅碎，灰渣中的铝液分离至铝液中；

4)转至保温炉：将充分溶解后的铝液通过流槽纳入到保温炉进行合金化和净化作业；

5)炉底扒铁：待铝液放出一部分后，采用“铁、铝分离”工艺，将沉积在溶解炉上的铁件扒至炉台斜坡，撒上打渣剂，瞬间开启火焰，其中含铝量较高的残渣作为步骤一的原料进行配比；

6)铝灰分离、回收：将炉膛内扒出的含铝热灰渣，通过回转炉溶解，旋转将铝液和铝灰分离，控制铝液温度在630℃-650℃，倾斜倒入保温包内，并运输和纳入熔化炉中。

优选的，所述步骤一中的生铝和熟铝按7：3比例混合。

优选的，所述步骤二中的熔体温度控制在580℃-600℃范围。

优选的，所述步骤六中的熔体温度控制在640℃范围。

与现有技术相比，本发明将废杂破碎生铝和废杂破碎熟铝混合配比来进行溶解，将废杂破碎料作底料熔解工艺，上面再覆盖大块锭类材料进行熔解，分批加入少量废杂破碎料，进行“浸没式低温熔解”，能够降低熔解温度、缩短熔解时间、减少材料烧损，降低能耗。控制熔体温度在580℃-600℃范围，避免废杂料中的体外铁件熔化，导致铝熔体铁成分偏高。铝熔体温度达到590℃时，开启大火火焰，使用灰扒将含铝液的灰渣快速压入铝液中，将含铝熔体的灰渣球搅碎，能够有效降低灰渣中的含铝量，减少回收铝二次回收和重熔。采用“铁、铝分离”工艺，将沉积在炉底的铁件上的融熔铝液撒上打渣剂，使铁铝分离，将炉膛内扒出的含铝热灰渣，通过回转炉控制铝液温度在630℃-650℃左右，将高温回收铝液通过保温包纳入熔化炉中。

附图说明

图1为本发明一种提高再生废杂铝熔解灰渣在线回收率的工艺技术方法的工艺流程图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作进一步地说明。

如图1所示，一种提高再生废杂铝熔解灰渣在线回收率的工艺技术方法，包括如下工艺步骤：

1)采用“生铝和熟铝混合熔解工艺”进行材料配比：

生铝主要指Al-Si系铸造铝，一般硅含量较高，硬度较大、易碎；熟铝主要指变形铝，一般硅含量较低，韧性较好，易变形。生铝在熔解“做灰”操作中，灰渣和铝液易分离，但同时灰渣易燃烧，造成铝液烧损；熟铝在熔解“做灰”操作中，灰渣和铝液不易分离，成融熔状，形成的Al₂O₃，导致铝灰渣中含铝量过高，需进行二次回收。将生铝和熟铝按一定比例(7：3)混合熔解工艺，能有效克服生铝和熟铝类渣熔解灰渣缺陷，在“做灰”操作中，使熔解灰渣中的灰和铝有效分离，同时，又不会造成“烧灰”的现象。

2)材料熔化：

先采用“废杂破碎料作底料熔解工艺”，熔解炉中的铝熔体纳入保温炉后，熔解炉还剩余部分铝熔体继续下一炉熔解作业。行业内，一般将大块锭类材料作为底料熔解，等大块锭类材料熔解后，再投入废杂破碎料熔解，此大块锭类材料作为底料熔解工艺，由于熔解温度较高、时间较长、低液面的铝熔体下面沉积大量的体外铁件在炉底，导致炉底体外铁件熔化、熔解时间长、能耗高、铝熔体烧损大。

将废杂破碎料作底料熔解工艺，分批加入少量废杂破碎料，搅拌成糊状，上面再覆盖大块锭类材料进行熔解，能够降低熔解温度、缩短熔解时间、减少材料烧损，降低能耗。然后采用“浸没式低温溶解工艺”，回收废杂铝来源复杂、形状不一、烧损各异，并含有体外铁件，将废杂铝浸泡到铝熔体中，并适当搅拌成糊状，避免火焰燃烧和氧化，能够有效减少废杂铝烧损，尤其是比表面积大的薄壁料，同时，在整个废杂料熔解过程中，严格控制熔体温度在580℃-600℃范围，避免废杂料中的体外铁件熔化，导致铝熔体铁成分偏高。

3)搅拌、做灰渣：

通过熔解铝灰渣“做灰”工艺，当炉膛内所有材料熔解完毕后，铝熔体温度达到590℃时，开启大火火焰，使用灰扒将含铝液的灰渣快速压入铝液中，并打碎燃烧的灰渣球，同时，灰扒来回快速移动，搅动铝熔体液面上的灰渣，将含铝熔体的灰渣球搅碎，在整个操作过程中，炉膛内飞扬的灰渣瞬间通过火焰燃烧、升温，将灰渣的铝熔体和灰分离，能够有效降低灰渣中的含铝量，减少回收铝二次回收和重熔。

4)转至保温炉：将充分溶解后的铝液通过流槽纳入到保温炉进行合金化和净化作业；

5)炉底扒铁：待铝液放出一部分后，采用“铁、铝分离”工艺，将沉积在溶解炉上的铁件扒至炉台斜坡，撒上打渣剂，瞬间开启火焰，通过瞬间高温，打渣剂燃烧，产生热量和温度，传递给融熔铝液，提高铝液的流动性，将依附在铁件上的融熔铝液分离，流入炉膛内，有效去除铁件上的融熔铝液；对含铝量较高的残渣作为步骤一的原料进行配比。

6)铝灰分离、回收：将炉膛内扒出的含铝热灰渣，通过回转炉旋转、自燃和分离，利用重力原理，铝灰悬浮在回转炉上部，铝液沉积在回转炉底部，控制铝液温度在630℃-650℃范围(最佳温度为640℃)时，倾斜倒入保温包内，并运输和纳入熔化炉中，作为熔解炉原材料使用。而行业内通用做法为：将回收铝液控制在600℃左右，浇注和冷却凝固成锭类材料，重新投入熔解炉熔解，导致回收锭二次重熔，增加1.5％左右的铝耗和50-60M³/吨的熔解能耗，同时增加熔解烟气污染物的排放和回收锭二次重熔的时间。

通过以上工艺流程，大幅降低废杂铝烧损，综合烧损率为0.5％-1.0％，尤其是打捆的薄片废料的烧损为1.3％-2.0％，碎屑料烧损降低5％，熔解灰渣含铝量低，含铝量降为30％-36％，较常规方法降低了20％-30％，降低了熔解能耗，吨熔解能耗为38-40M³(发热值：8500kcal/m³，燃烧器：蓄热式燃烧系统)。废杂铝熔解速率较高，每小时熔解废杂铝7-8吨(300万kcal蓄热式燃烧器)。熔解炉可以长期使用带铁件废杂料，实际熔解的铁元素化学成分与配料成分相符，误差控制在±0.1％范围内，每吨回收铝液可节约回收成本500-600元。

以上所述仅表达了本发明的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形、改进及替代，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。