CN102839288B - 一种再生铝合金低温快速熔炼工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种再生铝合金低温快速熔炼工艺,包括原料分选、熔炼和浇铸三大工序,其创新点在于:熔炼工段,采用独创的低温反射和低温喷火相结合的熔炼技术,在580~680℃的温度范围内,对再生铝料进行熔炼。本发明的优点在于:采用本发明技术进行熔炼,从投料到铝锭浇铸完成,时间可控制在3-4小时内,比一般工艺所用时间缩短了2-3小时,大大提高了再生铝锭的生产产量,本发明技术可使产量提高50%以上,耗油量减少10%以上。

Description

一种再生铝合金低温快速熔炼工艺
技术领域
本发明涉及一种再生铝合金熔炼工艺,尤其涉及一种再生铝合金低温快速熔炼技术。
背景技术
铝是一种可循环利用的资源,具有良好的回收性。再生铝是将废旧铝和废铝合金材料等经过重新熔炼,得到铝合金或铝金属。废铝资源的开发不仅能够节约能源、降低生产成本,而且能够减少环境污染、改善生态环境。因此,再生铝的研究逐渐变成铝行业发展的一个热点。
再生铝熔炼时,通常采用高温熔炼技术实现废铝材料的充分熔解。但是,采用850℃以上的熔炼温度对再生铝熔炼会产生诸多的问题,例如:高温会使再生铝及其合金氧化烧损,造成废铝回收率降低,其值小于90%,影响产品质量,且能耗相当高,每吨产品的油耗一般在90公斤以上,甚至会达到100-120公斤。若采用低温熔炼法可以部分解决上述问题,但是,熔炼温度的降低必然会延长熔炼时间,降低再生铝产量,影响再生铝的生产效率。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足,提供一种节能、高产的再生铝合金低温快速熔炼工艺。
为了解决上述技术问题,本发明采用的技术方案如下:一种再生铝合金低温快速熔炼工艺,包括再生铝合金的原料分选,按照先大后小,先重后轻,先厚后薄的投料次序进行投料、熔炼和浇铸,其特征在于:
所述的熔炼过程,包括粗炼和精炼两大步骤:
1)粗炼:将上述投入上层熔炼炉的铝合金原料,采用低温反射和低温喷火相结合
的熔炼技术对再生铝进行熔炼;
所述的低温反射熔炼技术操作过程为,将炉膛内后喷火嘴对准炉膛内炉壁喷火,使火舌喷在炉膛膛壁面上,火舌通过炉膛膛壁反射传热对铝料堆周围及表面温度进行传递熔化,所述的低温喷火熔炼技术操作过程为,利用炉膛内的前喷火嘴对准炉料表面直接喷射火焰进行熔炼,火焰通过炉料之间空隙钻进炉料堆内部,将热量很快的传到炉料中间,使物料堆中间和底部的物料快速温度上升熔化;
2)精炼:将上述熔化液在10-30min内移汤至下层精炼炉进行精炼,并对放汤后的上层熔炼炉进行扒铁清炉操作。
优选地,所述低温反射的具体步骤为:通过调控炉膛内对准炉膛内炉壁的后喷火嘴的喷火温度实现炉膛快速升温过程,在前10-20min内,后喷火嘴同时以650-680℃的温度进行炉膛温度升温过程,实现快速暖膛处理,随后在炉膛温度达到或超过650℃时,再迅速降温至620-650℃,保持炉膛的温度基本恒温在铝锭熔点以上,运行30-40min后,最后控制在580-630℃,继续熔炼30-60min,在熔炼过程中进行边加料边熔化边搅拌操作,平稳搅拌熔化液2-8次。
优选地,所述低温喷火具体步骤为:通过调控炉膛内对准物料堆的喷火嘴的前喷火温度实现熔炼过程,在前10-20min内,前喷火嘴同时以580-600℃的温度进行低温喷火过程,对铝合金低温软化处理,随后再迅速升温至650-680℃,加快铝堆的熔炼,运行30-40min后,最后控制在580-630℃,继续熔炼30-60min,在熔炼过程中进行边加料边熔化边搅拌操作,平稳搅拌熔化液2-8次。
优选地,所述的后喷火嘴和前喷火嘴位于炉膛内一侧壁上,嵌入炉体墙壁中。
优选地,所述炉膛内壁耐火材料是不砧铝耐火砖。
优选地,每炉20-25吨的再生铝进行上述投料到铝锭浇铸完成过程,操作时间控制在3-4小时内。
本发明的有益效果如下:本发明就是利用低温反射和低温喷火相结合的方法,在580~680℃的温度范围内,对再生铝料进行熔炼,一方面,利用炉壁反射热量快速提升炉温,对铝料堆表面进行熔炼,减少了炉膛内之间的温差,尽量保持恒温的环境;另一方面,通过喷射低温火舌对物料的表面和钻入铝料堆内部实现熔化处理,由内到外同时对铝料进行低温熔化,缩短熔炼时间。采用上述结合的技术从投料到铝锭浇铸完成,时间可控制在3-4小时内,比采用低温反射熔炼技术所用的时间缩短了2小时,大大提高了再生铝锭的生产产量,本发明技术可使产量提高50%以上,耗油量减少10%以上。
附图说明
图1为本发明的炉膛的结构剖视图。
图2为本发明的前喷火嘴的剖视图。
图3为本发明的后喷火嘴的剖视图。
图中,1-炉体、2-炉腔、3-前喷火嘴、4-后喷火嘴、5-炉顶、6-炉底、7-炉门、8-炉门框、1a-炉体保温层、1b-炉体耐火层。
具体实施方式
下面结合具体实施例来进一步描述本发明,这些实施例仅是范例性的,并不对本发明的范围构成任何限制。在不偏离本发明的精神和范围下可以对本发明技术方案的细节和形式进行修改或替换,但这些修改和替换均落入本发明的保护范围。
如图1所示,本发明涉及的铝合金炉腔,包括炉体1、炉腔2、前喷火嘴3、后喷火嘴4、炉顶5、炉底6、炉门7、炉门框8、炉体保温层1a、炉体耐火层1b。
所述的炉体1由炉门7和炉墙形成的密闭框架,所述炉门7外设有一炉门框8,对炉门7进行密封,所述的炉墙分为两层,内层为炉体耐火层1b,外层为炉体保温层1a,炉体耐火层1b内壁耐火材料是76A高强度、高隔热、不砧铝耐火砖。
所述的前喷火嘴3和后喷火嘴4位于炉膛内一侧壁上,嵌入炉体墙壁中,其中,前喷火嘴3靠近炉门7所对的炉墙,喷火嘴呈不对称的圆台形状,其大口径的方向正对炉底6,如图2所示,前喷火嘴3可用于进行低温喷火熔炼技术;后喷火嘴4靠近炉门7,呈对称圆台形状,其大口径的开口方向正对另一侧壁,如图3所示,后喷火嘴4可用于进行低温反射熔炼技术。
实施例1
采用低温反射和低温喷火相结合熔炼技术,生产ADC-12铝锭产品,每炉20-25吨的铝合金原料,其生产工艺步骤如下所示:
(1)原料分选:将再生铝合金原料按生铝和熟铝等进行分选,用光谱测试仪进行成份分类,并根据ADC-12铝锭产品标准进行配比投料;
(2)熔炼:
a、投料:预热熔炼炉,将配比好的再生铝料按照先大后小,先重后轻,先厚后薄的投料次序进行投料熔炼,投料次数为2-8次;
b、粗炼:采用低温反射和低温喷火相结合的熔炼技术对再生铝进行熔炼,通过调
控炉膛内前后喷火嘴的喷火温度来实现上述熔炼技术,1)所述的低温反射熔炼技术操作过程为,通过调控炉膛内对准炉膛内炉壁的后喷火嘴的喷火温度实现炉膛快速升温过程,在前10-20min内,后喷火嘴同时以650-680℃的温度进行炉膛温度升温过程,实现快速暖膛处理,随后在炉膛温度达到或超过650℃时,再迅速降温至620-650℃,保持炉膛的温度基本恒温在铝锭熔点以上,运行30-40min后,最后控制在580-630℃,继续熔炼30-60min;2)所述低温喷火熔炼技术操作过程为:通过调控炉膛内对准物料堆的喷火嘴的前喷火温度实现熔炼过程,在前10-20min内,前喷火嘴同时以580-630℃的温度进行低温喷火过程,对铝合金低温软化处理,随后再迅速升温至650-680℃,加快铝堆的熔炼,运行30-40min后,最后控制在580-630℃,继续熔炼30-60min,在熔炼过程中进行边加料边熔化边搅拌操作,平稳搅拌熔化液2-8次;
c、精炼:将上述熔化液在10-30min内移汤至下层精炼炉进行精炼,并对放汤后的上层熔炼炉进行扒铁清炉操作;
(3)浇铸:对上述熔炼铝均衡平稳的浇铸成锭。
按照上述方法生产的ADC-12再生铝,其日产量统计表见表1:
表1 低温反射和低温喷火相结合熔炼技术日产量统计表:
Figure 791485DEST_PATH_IMAGE001
实施例2 对比试验
采用低温反射熔炼技术,生产ADC-12铝锭产品,每炉20-25吨的铝合金原料,其生产工艺步骤如实施例1,不同之处在于:上述前后两喷火嘴都呈对称圆台形状,一起进行低温反射技术对铝合金进行熔炼。
按照该方法生产的ADC-12再生铝,其日产量统计表如下表2所示:
表2 低温反射熔炼技术日产量统计表:
Figure 144844DEST_PATH_IMAGE002
实施例3 
比较实施例1和实施例2的结果,如下表3所示:
表3 比较低温反射熔炼技术与低温反射和低温喷火相结合熔炼技术的试验结果:
Figure 862264DEST_PATH_IMAGE003
由上表可知,采用低温反射和低温喷火相结合的熔炼技术,从投料到铝锭浇铸完成,时间可控制平均4小时左右,比采用低温反射熔炼技术所用的时间缩短了2小时,大大提高了再生铝锭的生产产量,其产量提高了62.6%,且每吨ADC-12铝锭产品耗油量可减少12.17%。

Claims (4)

1.一种再生铝合金低温快速熔炼工艺,包括再生铝合金的原料分选,按照先大后小,先重后轻,先厚后薄的投料次序进行投料、熔炼和浇铸,其特征在于:所述的熔炼过程,包括粗炼和精炼两大步骤:
1)            粗炼:将上述投入上层熔炼炉的铝合金原料,采用低温反射和低温喷火相结合的熔炼技术对再生铝进行熔炼;
所述的低温反射熔炼技术操作过程为,将炉膛内后喷火嘴对准炉膛内炉壁喷火,使火舌喷在炉膛膛壁面上,火舌通过炉膛膛壁反射传热对铝料堆周围及表面温度进行传递,所述的低温喷火熔炼技术操作过程为,利用炉膛内的前喷火嘴对准炉料表面直接喷射火焰进行熔炼,火焰通过炉料之间空隙钻进炉料堆内部,将热量很快的传到炉料中间,使物料堆中间和底部的物料快速温度上升熔化;
2)精炼:将上述熔化液在10-30min内移汤至下层精炼炉进行精炼,并对放汤后的上层熔炼炉进行扒铁清炉操作;
所述低温反射的具体步骤为:通过调控炉膛内对准炉膛内炉壁的后喷火嘴的喷火温度实现炉膛快速升温过程,在前10-20min,后喷火嘴同时以650-680℃的温度进行炉膛温度升温,实现快速暖膛处理,随后在炉膛温度超过650℃时,再迅速降温至620-650℃,保持炉膛的温度恒温在铝锭熔点以上,运行30-40min后,最后控制在580-630℃,继续熔炼30-60min,在熔炼过程中进行边加料边熔化边搅拌操作,平稳搅拌熔化液2-8次;
所述低温喷火具体步骤为:通过调控炉膛内对准物料堆的喷火嘴的前喷火温度实现熔炼过程,在前10-20min,前喷火嘴同时以580-630℃的温度进行低温喷火过程,对铝合金低温软化处理,随后再迅速升温至650-680℃,加快铝堆的熔炼,运行30-40min后,最后控制在580-630℃,继续熔炼30-60min,在熔炼过程中进行边加料边熔化边搅拌操作,平稳搅拌熔化液2-8次。
2.根据权利要求1所述的熔炼工艺,其特征在于:所述的后喷火嘴和前喷火嘴位于炉膛内一侧壁上,嵌入炉体墙壁中。
3.根据权利要求1所述的熔炼工艺,其特征在于:所述炉膛内壁耐火材料是不砧铝耐火砖。
4.根据权利要求1所述的熔炼工艺,其特征在于:每炉20-25吨的再生铝进行上述投料到铝锭浇铸完成过程,操作时间控制在3-4小时。
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