CN103173622A - 一种由废杂铝再生目标成分铝合金的方法 - Google Patents

一种由废杂铝再生目标成分铝合金的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN103173622A
CN103173622A CN2013100180885A CN201310018088A CN103173622A CN 103173622 A CN103173622 A CN 103173622A CN 2013100180885 A CN2013100180885 A CN 2013100180885A CN 201310018088 A CN201310018088 A CN 201310018088A CN 103173622 A CN103173622 A CN 103173622A
Authority
CN
China
Prior art keywords
aluminium
composition
alloy
target
feed supplement
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2013100180885A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103173622B (zh
Inventor
张深根
刘波
潘德安
田建军
刘阳
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zhaoqing Great Zheng Aluminum Co Ltd
Original Assignee
University of Science and Technology Beijing USTB
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by University of Science and Technology Beijing USTB filed Critical University of Science and Technology Beijing USTB
Priority to CN201310018088.5A priority Critical patent/CN103173622B/zh
Publication of CN103173622A publication Critical patent/CN103173622A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103173622B publication Critical patent/CN103173622B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20Recycling

Landscapes

  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Abstract

本发明涉及废杂铝循环再利用技术,属于循环经济技术领域。开发了一套以废杂铝为原料,经磁选除铁、预处理、熔炼、熔液成分检测、计算、配料、成分调整,最终得到目标铝合金的技术。本发明实现了废杂铝循环再利用,可得到所需要的目标成分铝合金,具有无污染、回收率高、易于工业化生产的特点,有显著的经济和环保效益。

Description

一种由废杂铝再生目标成分铝合金的方法
技术领域
本发明提供了一种由废杂铝再生目标成分铝合金的方法,属于循环经济技术及合金制备领域,特别涉及废铝绿色循环再利用的方法。 
背景技术
随着铝合金市场需求的不断增长,造成铝土矿资源供应不足,必须发展再生铝产业。因再生铝生产的单位能耗只有原生铝的3%-4%,我国再生铝合金产业发展较快,目前产量已经达到原生铝产量的30%左右。 
再生铝合金生产通常是以回收来的废铝零件、易拉罐、包装铝箔、报废的铝制品、生产铝制品过程中的边角料以及废铝线等为主要原料,经熔炼配制生产出所要求的目标成分的铝合金锭。因为这种铝合金锭是由回收后的废铝生产的,成本较低,是自然资源的再利用,所以具有很强的生命力。 
由于再生铝合金的原料主要是废杂铝,来源广、成分复杂,有废铝铸件(以Al-Si合金为主)、废铝锻件(Al-Mg-Mn、Al-Cu-Mn等合金)、型材(Al-Mn、Al-Mg等合金)、废电缆线、废铝易拉罐、包装铝箔(以纯铝为主)等,有时甚至混入了一些非铝合金的废零件(如Zn、Sn、Pb、Sb合金等)、饮料、水、油和有机物涂层等,这给再生铝合金绿色回收和成分调整带来了困难,主要问题有: 
①废铝来源广泛,常含有较多的铁杂质,这些铁杂质没有经过去除,直接与废铝一起熔炼,对后续得到的熔液中除铁处理带来很大的困难; 
②回收后的废铝有些含有水分、油脂,有的表面还存在有机物漆层,而国内目前只是把这些废铝直接进行冶炼,没有将废杂铝烘干、去除有机物等处理在冶炼过程中水的残留对铝熔液的纯净度有影响,油脂、表面漆等容易产生污染,这些都会影响再生铝合金的质量、回收率,并且对环境产生较严重的污染; 
③熔炼时因废杂铝与空气直接接触造成烧损比较严重,回收率不高; 
④成分调整是熔体导入静置炉前的一项工作,俗称补料、冲淡。目前国内在成分调配的过程中没有具体量化的方法,没有具体细化到铝合金中可能存在的合金元素的具体添加方式或冲淡方式。 
2010年6月3日,黄崇胜申请了中国发明专利“高性能均匀性铝合金及其生产方法”,公开了一种高性能均匀性铝合金锭及其生产方法,介绍了整个生产流程,对成分调配没有详细的描述。 
2011年11月11日,宋金林、宋彬彬等人申请了中国发明专利“废铝绿色再生有害化元素去除方法”(申请号201110358000.5),公开了一种废铝绿色再生有害化元素去除方法,它是在废铝熔炼至670~700℃,熔炼5~20分钟后,经过成分化验分析,再加入除铅剂、除锌剂、除镁剂及除锰剂与废铝搅拌混溶,提出除铅剂、除锌剂、除镁剂及除锰剂的添加量按每吨废铝分别添加2~5kg。 
2012年5月3日,李宏、施孝新、卢剑等人申请了中国发明专利“一种废铝回收用除铁剂及除铁方法”(申请号201210136012.8),公开了一种废铝回收用除铁剂,除铁剂由氯化钠、氯化钾、氟硅酸钠以及冰晶石粉组成。所述除铁剂中各组分的重量百分比为氯化钠30~40%、氯化钾30~40%、氟硅酸钠10~20%、冰晶石粉10~20%。 
上述专利均为废铝再生过程中某一工序的处理方法(如除有害元素、除铁等)或只是简单介绍某种铝合金的生产工艺,并没有涉及到无污染的预处理。而废杂铝原料来源广,包括废锻件、废铸件等,其中含有水或油或油漆等杂物,在先前的专利中并没有指出具体的除水、除油或除油漆等有机物的工艺参数。在张深根、刘波等申请的中国发明专利“一种废铝易拉罐绿色循环保级再利用的方法”(申请号:201210432365.2),明确地提出了“预处理脱漆”工艺,但是发明中所用的原料仅限于废铝易拉罐,原料来源范围狭小,而本发明中所用的原料为废杂铝,范围较大,适用性更强。本专利提出可以通过在线成分检测和调控得到任何目标铝合金,包括国标所覆盖的各种系列铝合金。 
发明内容
本发明针对废杂铝来源广泛、成分复杂、富含水分、油脂、有机物涂层等,再生铝合金成分调配难度大等难点,公开了一种由废杂铝经磁选除铁、预处理、熔炼、熔液在线成分检测、计算、配料、成分调整,最终得到目标成分铝合金的方法。本发明主要包含以下内容: 
(1)磁选除铁:废杂铝中的铁磁性物料经磁选去除,避免铁磁性废料进入再生铝合金; 
(2)预处理:根据废杂铝原料特点,采用低温蒸馏除水除油或低氧热脱漆或低温蒸馏除水除油并低氧热脱漆去除其中的水和有机物,得到不含水和有机物的废杂铝。采用低温蒸馏工艺去除并回收水分和油脂;如果废杂铝表面有油漆等有机物,采用低氧热脱漆工艺来去除表面有机物,其原理是应用有机物与一定量的氧气在一定温度、一段时间下进行炭化,依靠过程中物料的震动,有机物脱落,最后还要经过专门的震动设备,使炭粒全部脱落。为防止废杂铝氧化烧损和过热熔化,需严格控制窑内温度和氧含量。低温蒸馏第一阶段水分烘干温度60℃-120℃,时间0.5h-3.0h;低温蒸馏第二阶段去除油脂温度为120℃-240℃,时间0.5h-3.0h;油漆采用氧分压低于10%的气氛加热400℃-600℃,时间为15min-60min; 
(3)熔炼:采取漩涡吸入式或压入式液下熔炼技术,减轻烧损,提高回收率;熔炼温度在700℃-850℃。液下熔炼的原理是在熔炼炉内存在铝液的前提下,以产生漩涡的方式将废杂铝吸入到铝液中或用压入的方式把废杂铝压入铝液中,这样避免了废铝与火焰的直接接触,减少了烧损率,提高了回收率; 
(4)在线成分检测:取少量经充分搅拌后的铝液,采用直读光谱仪进行成分检测,作为合金合格或成分调整的判据; 
(5)计算、配料:将熔液的成分检测数据与所要求的目标铝合金的成分进行对比,确定添加或去除杂质元素种类和数量。若需要,则找出应该添加的中间合金、纯金属或一些除铁剂、除钙剂和精炼剂的种类等,结合成分,计算出应该添加的量,然后进行配料,制定出详细的配料表。结合合金元素的熔点及在铝液中的溶解度等等,总结出合金元素一般以纯金属或中间合金方式加入。表1是本发明元素的添加方式; 
表1中间合金添加方式表 
Figure DEST_PATH_GDA00003097094200031
配料——冲淡或补料: 
c)补料 
③补料原则:快速分析结果低于合金要求的化学成分时需要补料,先计算杂质,后计算合金元素;先计算量少者,后计算量多者;先计算低成分的中间合金,后计算高成分的中间合金;最后计算新金属。根据合金成分调整规律,按照所述的顺序进行补料。 
④补料公式:一般可按下式近似地计算出所需补加的料量,然后进行核算,算式如下: 
X=[(a-b)Q+(c1+c2+…)a]/(d-a) 
式中X—补料量,kg; 
a—某元素的要求含量(质量分数),%; 
b—该元素的炉前分析值(质量分数),%; 
Q—熔体总量,kg; 
c1,c2…—新补充炉料的加入量,kg; 
d—补料中间合金或新金属中该元素含量(质量分数),%。 
d)冲淡 
生产中,通常按下式计算冲淡量: 
X=(b-a)Q/a 
式中X—冲淡量,kg; 
b—某元素的炉前分析值(质量分数),%; 
a—该元素的要求含量(质量分数),%; 
Q—熔体总量,kg。 
(6)成分调整:按照配料表,将添加的中间合金和(或)金属加入铝液中进行液下熔炼并搅拌均匀后,再次检测熔液成分。如满足目标铝合金成分要求,即可浇铸得到目标铝合金;反之,继续调整成分直至达到目标铝合金成分要求。 
本发明将废杂铝预处理后可获得无水、无油脂和无有机物的原料,杜绝了熔炼过程中因有机物燃烧产生的环境污染,提高了回收率;实现了以废杂铝为原料的再生铝合金熔液在线成分检测和调控,可生产任何目标成分的铝合金。具有回收率高、无污染的特点,易于工业化生产,有显著的经济和环保效益。 
附图说明
附图1为本发明方法的整体工艺流程图; 
附图2为实施例1中向熔体中添加合金元素的过程的示意图; 
附图3为实施例2中向熔体中添加合金元素的过程的示意图; 
附图4为实施例3中向熔体中添加合金元素的过程的示意图; 
附图5为实施例4中向熔体中添加合金元素的过程的示意图; 
附图6为实施例5中向熔体中添加合金元素的过程的示意图。 
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的描述,但本发明不仅仅局限于以下实施例。 
实施例1 
将回收后的废杂铝制成易拉罐用标准3104牌号铝合金。 
(1)磁选除铁:磁选去除废杂铝中的铁磁性物料; 
(2)预处理:采取烘干温度60℃、时间3.0h和120℃、3.0h的低温蒸馏工艺去除废杂铝中的水分和油脂;废铝表面有机物采用氧分压≦10%、温度为600℃、时间15min的工艺振动去除; 
(3)熔炼:采取漩涡吸入式液下熔炼,熔炼温度控制在700℃; 
(4)在线成分检测:取少量经充分搅拌后的铝液,采用直读光谱仪ARL3460进行成分检测。表2为“GB/T3190-2008变形铝及铝合金化学成分”中规定3104铝合金成分、本实施例测得的成分调配前铝合金成分及各种炉料的成分,熔炼炉内有熔体50kg; 
表2成分调配前的铝合金与3104铝合金的成分对比表(重量百分比) 
(5)计算、配料:由表2可以看出,需要添加合金元素Cu、Mn、Mg。 
①计算补锰量(用AlMn10中间合金) 
XAlMn10=[(1.1-0.636)×50]/(10-1.1)≈2.6068(kg) 
②计算补铜量(用高纯铜) 
XCu=[(0.15-0.148)×50+2.6068×0.15]/(100-0.15)≈0.0049176(kg) 
③计算补镁量(用镁锭Mg99.80%) 
XMg=[(1.05-0.474)×50+(2.6068+0.0049176)×1.05]/(100-1.05)≈0.3188(kg) 
④核算 
补料后熔体总量=50+2.6068+0.0049176+0.3188≈52.93(kg) 
各成分含量为: 
Mg%=(50×0.474%+0.3188)/52.93×100%≈1.05% 
Mn%=(50×0.636%+2.6068×10%)/52.93×100%≈1.093% 
Cu%=(50×0.148%+0.0049176)/52.93×100%≈0.149% 
Si%=(50×0.197%+2.6068×0.4%)/52.93×100%≈0.2058%≤0.60% 
Fe%=(50×0.535%+2.6068×0.5%)/52.93×100%≈0.53%≤0.80% 
核算表明,计算准确,制得配料表3。 
表3配料表 
Figure DEST_PATH_GDA00003097094200071
(6)成分调整 
附图2为实施例1中向熔体中添加合金元素的过程的示意图;如图所示:向熔体中添加AlMn10中间合金,熔化后扒渣,加镁锭后搅拌、扒渣; 
待合金元素全部熔解后,充分搅拌,再一次对搅拌、扒渣后的铝熔液进行在线检测,取少量经充分搅拌后的铝液,使用直读光谱仪ARL3460对其进行成分分析,测得铝液成分与标准3104合金成分对比见表4。 
表4成分调配后的铝液成分与3104铝合金的成分对比表(重量百分比) 
Figure DEST_PATH_GDA00003097094200072
由表4可知,成分符合要求,无需再调。 
实施例2 
将回收后的废杂铝制成汽车用标准6061牌号铝合金。 
(1)磁选除铁:磁选去除废杂铝中的铁磁性物料; 
(2)预处理:采取烘干温度90℃、时间2.0h和180℃、2.0h的低温蒸馏工艺去除废杂铝中的水分和油脂;废铝表面有机物采用氧分压≦10%、温度为550℃、时间30min的工艺振动去除; 
(3)熔炼:采取压入式液下熔炼,熔炼温度控制在750℃; 
(4)在线成分检测:取少量经充分搅拌后的铝液,采用直读光谱仪ARL3460进行成分检测。表5为“GB/T3190-2008变形铝及铝合金化学成分”中规定6061铝合金成分、本实施例测得的成分调配前铝合金熔体成分及各种炉料的成分,熔炼炉内有熔体100kg; 
表5成分调配前的铝合金与6061铝合金的成分对比表(重量百分比) 
Figure DEST_PATH_GDA00003097094200081
(5)计算、配料:由表5可以看出,Cu含量高,需要冲淡;Si、Mg、Cr含量低,需要补料。 
①计算全炉的冲淡量: 
X=(0.451-0.275)×100/0.275=64(kg) 
②计算冲淡量的各种炉料用量: 
由于冲淡,Si、Mg、Cr含量均下降,应该补料,其补料量分别为: 
XAlCr4=[(0.195-0.187)×100+64×0.195]/(4-0.195)≈3.49(kg)≈3.5(kg) 
XAlSi20=[(0.60-0.552)×100+64×0.60]/(20-0.60)≈2.2268(kg)≈2.3(kg) 
XMg=[(1.00-0.562)×100+64×1.0]/(100-1.00)≈1.089(kg)≈1.1(kg) 
冲淡时所需铝锭量: 
XAl=64-3.5-2.3-1.1=57.1(kg) 
③核算 
补料后熔体总量=100+64=164(kg) 
各成分含量为: 
Si%=(100×0.552%+2.3×20%+3.5×0.11%+57.1×0.18%)/164×100%≈0.682% 
Fe%=(100×0.346%+2.3×0.4%+3.5×0.17%+57.1×0.25%)/164×100%≈0.307% 
Cu%=(100×0.451%)/164×100%≈0.275% 
Mn%=(100×0.093%)/164×100%≈0.0567% 
Mg%=(100×0.562%+1.1)/164×100%≈1.01% 
Cr%=(100×0.187%+3.5×4.0%)/164×100%≈0.1994% 
Zn%=(100×0.154%+2.3×0.15%)/164×100%≈0.096% 
核算表明,计算准确,制得配料表6。 
表6配料表 
Figure DEST_PATH_GDA00003097094200091
(6)成分调整 
附图3为实施例2中向熔体中添加合金元素的过程的示意图;如图所示:向熔体中添加合金元素的过程为:向熔体中添加AlSi20、AlCr4中间合金;熔化后扒渣,加镁锭、铝锭后搅拌、扒渣。 
待合金元素全部熔解后,充分搅拌,再一次对搅拌、扒渣后的铝熔液进行在线检测,取少量经充分搅拌后的铝液,使用直读光谱仪ARL3460对其进行成分分析,测得铝液成分与标准6061合金成分对比见表7。 
表7成分调配后的铝液成分与6061铝合金的成分对比表(重量百分比) 
Figure DEST_PATH_GDA00003097094200092
由表7可知,成分符合要求,无需再调。 
实施例3 
将回收后的废杂铝制成铸造铝ZL105(ZAlSi5Cu1Mg)成分的铝合金。 
(1)磁选除铁:磁选去除废杂铝中的铁磁性物料; 
(2)预处理:采取烘干温度100℃、时间1.5h和200℃、1.5h的低温蒸馏工艺去除废杂铝中的水分和油脂;废铝表面有机物采用氧分压≦10%、温度为500℃、时间45min的工艺振动去除; 
(3)熔炼:采取旋涡式液下熔炼,熔炼温度控制在800℃; 
(4)在线成分检测:取少量经充分搅拌后的铝液,采用直读光谱仪ARL3460进行成分检测。表8为“GB/T1173-1995铸造铝合金”中规定ZAlSi5Cu1Mg铝合金成分、本实施例测得的成分调配前铝合金熔体成分及各种炉料的成分,熔炼炉内有熔体100kg; 
表8成分调配前的铝合金与ZAlSi5Cu1Mg铝合金的成分对比表(重量百分比) 
Figure DEST_PATH_GDA00003097094200101
(5)计算、配料:由表8可以看出,Si、Cu含量低,需要补料;Mg的成分比计算成分稍高,当是在标准范围内,并且补料后成分会有少许的下降,所以Mg的含量目前不用调。 
①计算补硅量(用AlSi20) 
XAlSi20=[(5.00-4.326)×100]/(20-5)≈4.494(kg) 
②计算补铜量(用高纯铜) 
XCu=[(1.25-0.893)×100+4.494×1.25]/(100-1.25)≈0.4184(kg) 
③核算 
补料后熔体总量=100+4.494+0.4184=104.9124(kg) 
各成分含量为: 
Mg%=(100×0.534%)/104.9124×100%≈0.5090% 
Mn%=(100×0.317%)/104.9124×100%≈0.3021%≤0.50% 
Cu%=(100×0.893%+0.4184)/104.9124×100%≈1.25% 
Si%=(100×4.326%+4.494×20%)/104.9124×100%≈4.98% 
Fe%=(100×0.328%+4.494×0.4%)/104.9124×100%≈0.3298%≤0.60% 
Cr%=(100×0.0287%)/104.9124×100%≈0.0274%≤0.05% 
Zn%=(100×0.145%+4.494×0.15%)/104.9124×100%≈0.1446%≤0.30% 
Ti%=(100×0.013%)/104.9124×100%≈0.0124%≤0.05% 
核算表明,计算准确,制得配料表9。 
表9配料表 
Figure DEST_PATH_GDA00003097094200111
(6)成分调整 
附图4为实施例3中向熔体中添加合金元素的过程的示意图;如图所示:向熔体中添加合金元素的过程为:向熔体中添加AlSi20中间合金;熔化后扒渣,加高纯铜后搅拌、扒渣。 
待合金元素全部熔解后,充分搅拌,再一次对搅拌、扒渣后的铝熔液进行在线检测,取少量经充分搅拌后的铝液,使用直读光谱仪ARL3460对其进行成分分析,测得铝液成分与标准ZAlSi5Cu1Mg合金成分对比见表10。 
表10成分调配后的铝液成分与ZAlSi5Cu1Mg铝合金的成分对比表(重量百分比) 
Figure DEST_PATH_GDA00003097094200112
Figure DEST_PATH_GDA00003097094200121
由表10可知,成分符合要求,无需再调。 
实施例4 
将回收后的废杂铝制成铸造铝ZL201(ZAlCu5Mn)成分的铝合金。 
(1)磁选除铁:磁选去除废杂铝中的铁磁性物料; 
(2)预处理:采取烘干温度110℃、时间1.0h和220℃、1.0h的低温蒸馏工艺去除废杂铝中的水分和油脂;废铝表面有机物采用氧分压≦10%、温度为400℃、时间60min的工艺振动去除; 
(3)熔炼:采取压下式液下熔炼,熔炼温度控制在800℃; 
(4)在线成分检测:取少量经充分搅拌后的铝液,采用直读光谱仪ARL3460进行成分检测。表11为“GB/T1173-1995铸造铝合金”中规定ZAlCu5Mn铝合金成分、本实施例测得的成分调配前铝合金熔体成分及各种炉料的成分,熔炼炉内有熔体100kg; 
表11成分调配前的铝合金与ZAlCu5Mn铝合金的成分对比表(重量百分比) 
Figure DEST_PATH_GDA00003097094200122
(5)计算、配料:由表11可以看出,Cu、Mn、Ti含量低,需要补料。 
①计算补钛量(用AlTi4) 
XAlTi4=[(0.25-0.089)×100]/(4-0.25)≈4.294(kg) 
②计算补锰量(用AlMn10) 
XAlMn10=[(0.8-0.769)×100+4.294×0.8]/(10-0.8)≈0.711(kg) 
③计算补铜量(用高纯铜) 
XCu=[(4.9-3.561)×100+(4.494+0.711)×4.9]/(100-4.9)≈1.677(kg) 
④核算 
补料后熔体总量=100+4.294+1.677+0.711=106.682(kg) 
各成分含量为: 
Mg%=(100×0.046%)/106.682×100%≈0.0431%≤0.05% 
Mn%=(100×0.769%+0.711×10%)/106.682×100%≈0.7875% 
Cu%=(100×3.561%+1.677)/106.682×100%≈4.9099% 
Si%=(100×0.230%+4.294×0.40%+0.711×0.40%)/106.682×100%≈0.234%≤0.30% 
Fe%=(100×0.164%+4.294×0.60%+0.711×0.50%)/106.682×100%≈0.1812%≤0.25% 
Zn%=(100×0.154%)/106.682×100%≈0.1444%≤0.20% 
Ti%=(100×0.089%+4.294×4%)/106.682×100%≈0.0244% 
核算表明,计算准确,制得配料表12。 
表12配料表 
Figure DEST_PATH_GDA00003097094200131
(6)成分调整 
附图5为实施例4中向熔体中添加合金元素的过程的示意图;如图所示:向熔体中添加合金元素的过程为:向熔体中添AlTi4、AlMn10中间合金;熔化后扒渣,加高纯铜后搅拌、扒渣。 
待合金元素全部熔解后,充分搅拌,再一次对搅拌、扒渣后的铝熔液进行在线检测,取少量经充分搅拌后的铝液,使用直读光谱仪ARL3460对其进行成分分析,测得铝液成分与标准ZAlCu5Mn合金成分对比见表13。 
表13成分调配后的铝液成分与ZAlCu5Mn铝合金的成分对比表(重量百分比) 
Figure DEST_PATH_GDA00003097094200141
由表12可知,成分符合要求,无需再调。 
实施例5 
将回收后的废杂铝制成压铸铝合金YL102(YZAlSi12)。 
(1)磁选除铁:磁选去除废杂铝中的铁磁性物料; 
(2)预处理:采取烘干温度120℃、时间0.5h和240℃、0.5h的低温蒸馏工艺去除废杂铝中的水分和油脂;废铝表面有机物采用氧分压≦10%、温度为450℃、时间60min的工艺振动去除; 
(3)熔炼:采取压下式液下熔炼,熔炼温度控制在850℃; 
(4)在线成分检测:取少量经充分搅拌后的铝液,采用直读光谱仪ARL3460进行成分检测。表14为“GB/T15115-2009压铸铝合金”中规定YZAlSi12铝合金成分、本实施例测得的成分调配前铝合金熔体成分及各种炉料的成分,熔炼炉内有熔体100kg; 
表14成分调配前的铝合金与YZAlSi12铝合金的成分对比表(重量百分比) 
Figure DEST_PATH_GDA00003097094200142
Figure DEST_PATH_GDA00003097094200151
(5)计算、配料:由表5可以看出,Fe含量高,需要冲淡;Si含量低,需要补料。 
①计算全炉的冲淡量: 
X=(0.112-0.08)×100/0.08=40(kg) 
②计算冲淡量的各种炉料用量: 
由于冲淡,各个合金元素含量均下降,但考虑到除Si外都是杂质元素,所以只需补Si,其补料量分别为: 
XAlSi20=[(11.5-9.853)×100+40×11.5]/20≈31.235(kg) 
冲淡时所需铝锭量: 
XAl=40-31.235=8.765(kg) 
③核算 
补料后熔体总量=100+40=140(kg) 
各成分含量为: 
Si%=(100×9.853%+31.235×20%)/140×100%≈11.5% 
Fe%=(100×0.112%)/140×100%≈0.08%≤1.0% 
Cu%=(100×0.549%)/140×100%≈0.392%≤1.0% 
Mn%=(100×0.276%)/140×100%≈0.197%≤0.35% 
Mg%=(100×0.079%)/140×100%≈0.056% 
Zn%=(100×0.237%)/140×100%≈0.169% 
核算表明,计算准确,制得配料表15。 
表15配料表 
(6)成分调整 
附图6为实施例5中向熔体中添加合金元素的过程的示意图;如图所示:向熔体中添加AlSi20中间合金,熔化后扒渣,加铝锭后搅拌、扒渣; 
待合金元素全部熔解后,充分搅拌,再一次对搅拌、扒渣后的铝熔液进行在线检测,取少量经充分搅拌后的铝液,使用直读光谱仪ARL3460对其进行成分分析,测得铝液成分与标准YZAlSi12合金成分对比见表16。 
表16成分调配后的铝液成分与YZAlSi12铝合金的成分对比表(重量百分比) 
由表16可知,成分符合要求,无需再调。 

Claims (7)

1.一种由废杂铝再生目标成分铝合金的方法,其特征在于:步骤如下:
(1) 废杂铝经磁选除铁:废杂铝中的铁磁性物料经磁选去除;
(2) 预处理:根据废杂铝原料特点,采用低温蒸馏除水除油或低氧热脱漆或低温蒸馏除水除油并低氧热脱漆去除其中的水和有机物,得到不含水和有机物的废杂铝;
(3)熔炼:采取漩涡吸入式或压入式液下熔炼得到铝合金熔液;
(4)熔液在线成分检测:取少量经充分搅拌后的铝液进行成分检测,作为合金合格或成分调整的判据;
(5)计算、配料:将熔液的成分检测数据与所要求的目标铝合金的成分进行对比,确定添加或去除杂质元素种类和数量;
(6)成分调整:成分调整,直至熔液成分达到目标铝合金成分,最终浇铸得到目标成分铝合金。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述步骤(2)中的废杂铝预处理是采用低温蒸馏除水除油或低氧热脱漆或低温蒸馏除水除油并低氧热脱漆去除其中的水和有机物,得到不含水和有机物的废杂铝;低温蒸馏第一阶段水分烘干:温度60℃-120℃,时间0.5h-3.0h;低温蒸馏第二阶段去除油脂:温度为120℃-240℃,时间0.5h-3.0h;油漆采用氧分压低于10%的气氛,加热400℃-600℃,时间为15min-60min。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述步骤(3)中的熔炼采取漩涡吸入式或压入式液下熔炼技术,减轻烧损,提高回收率;熔炼温度在700℃-850℃。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述步骤(4)中的在线成分检测是取少量经充分搅拌后的铝液,采用直读光谱仪进行成分检测。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述步骤(5)中的计算、配料是将熔液的成分检测数据与所要求的目标铝合金的成分进行对比,通过计算,确定需调整的合金元素及其调整量,进而确定所需中间合金、纯金属等的种类及其用量,通过熔炼调整铝合金熔液成分。
6.根据权利要求1或5所述的方法,其特征在于:所述计算,配料步骤包括:
冲淡或补料:
补料
补料原则:快速分析结果低于合金要求的化学成分时需要补料,先计算杂质,后计算合金元素;先计算量少者,后计算量多者;先计算低成分的中间合金,后计算高成分的中间合金;最后计算新金属;
补料公式:一般可按下式近似地计算出所需补加的料量,然后进行核算,算式如下:
=[ (a-b)Q+(c 1 +c 2 +…)a]/(d-a)
式中  X—补料量,kg;
      a—某元素的要求含量(质量分数),%;
      b—该元素的炉前分析值(质量分数),%;
      Q—熔体总量,kg;
 c 1 c 2 —新补充炉料的加入量,kg;
       d—补料中间合金或新金属中该元素含量(质量分数),%;
冲淡
生产中,通常按下式计算冲淡量:
(b-a)Q/a
式中  X—冲淡量,kg;
      b—某元素的炉前分析值(质量分数),%;
      a—该元素的要求含量(质量分数),%;
熔体总量,kg。
7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述步骤(6)中成分调整:熔液在线成分检测和计算配料步骤, 即根据计算配料所得数据,将添加的中间合金和(或)金属加入铝液中进行液下熔炼并搅拌均匀后,再次检测熔液成分;
如满足目标铝合金成分要求,即可浇铸得到目标铝合金;反之,继续调整成分直至达到目标铝合金成分要求。
CN201310018088.5A 2013-01-17 2013-01-17 一种由废杂铝再生目标成分铝合金的方法 Active CN103173622B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310018088.5A CN103173622B (zh) 2013-01-17 2013-01-17 一种由废杂铝再生目标成分铝合金的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310018088.5A CN103173622B (zh) 2013-01-17 2013-01-17 一种由废杂铝再生目标成分铝合金的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103173622A true CN103173622A (zh) 2013-06-26
CN103173622B CN103173622B (zh) 2014-10-15

Family

ID=48633806

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310018088.5A Active CN103173622B (zh) 2013-01-17 2013-01-17 一种由废杂铝再生目标成分铝合金的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103173622B (zh)

Cited By (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103361487A (zh) * 2013-07-22 2013-10-23 南南铝业股份有限公司 再生铝的生产方法
CN103361661A (zh) * 2013-07-22 2013-10-23 南南铝业股份有限公司 再生铝加工过程的清洗方法及设备
CN103382524A (zh) * 2013-07-22 2013-11-06 南南铝业股份有限公司 含有机物废旧铝箔的再生方法
CN104308120A (zh) * 2014-11-18 2015-01-28 吉林金城铸锻有限责任公司 一种汽车控制臂臂体毛坯的制造方法
CN104451500A (zh) * 2014-12-18 2015-03-25 东北大学 一种镀液中添加废铝原料进行热浸镀的方法
CN105274340A (zh) * 2015-10-31 2016-01-27 林州市林丰铝电有限责任公司 一种废铝料回收制造铝铸件的方法
CN106198408A (zh) * 2016-07-14 2016-12-07 东风精密铸造有限公司 铸造中合金成分在线检测与目视化控制的方法及其装置
CN106312041A (zh) * 2016-10-10 2017-01-11 周末 一种旋转升降金属熔融铸型加工生产线
CN106755951A (zh) * 2016-12-20 2017-05-31 重庆顺博铝合金股份有限公司 一种再生铝预处理工艺及再生铝处理工艺
CN107385257A (zh) * 2017-06-15 2017-11-24 中北大学 一种再生铝合金富铁相变质的方法
CN108285978A (zh) * 2018-03-06 2018-07-17 北京科技大学 一种从含钯催化剂中钯的回收方法
CN108384971A (zh) * 2018-02-08 2018-08-10 东莞市宏锦金属制品有限公司 一种铝合金废料重熔炼方法
CN109207757A (zh) * 2018-09-19 2019-01-15 北京科技大学 一种报废汽车废杂铝再利用的方法
CN109468497A (zh) * 2018-12-29 2019-03-15 上海应用技术大学 一种高导热铝合金材料及废铝回收制备该材料的方法
CN109518045A (zh) * 2017-09-20 2019-03-26 北京科技大学 一种废旧飞机铝合金再利用生产2024或7075铝合金的方法
CN109554590A (zh) * 2019-01-31 2019-04-02 上海应用技术大学 高导热铝合金材料及其制备方法
CN109628782A (zh) * 2019-01-31 2019-04-16 北京科技大学 一种报废航空铝合金无需分选制备7xxx系铝合金铸锭的方法
CN110760706A (zh) * 2018-07-26 2020-02-07 中国科学院过程工程研究所 一种由航空工业铝合金废料再生制备含铜铝合金的方法
CN112280985A (zh) * 2020-10-07 2021-01-29 东北大学 一种采用回收铝制造高强韧铝合金的方法
CN112553467A (zh) * 2020-11-24 2021-03-26 南通众福新材料科技有限公司 低Zn低Cu类再生铝合金生产的工艺
CN112921194A (zh) * 2021-01-25 2021-06-08 佛山市辰辉金属科技有限公司 一种由废铝制备高性能目标成分再生铝合金的方法
CN113337852A (zh) * 2021-04-30 2021-09-03 云南云铝泽鑫铝业有限公司 一种铝电解槽在线生产铝中间合金液的方法
CN114231756A (zh) * 2021-12-20 2022-03-25 四川省有色冶金研究院有限公司 一种废铝杂质脱除方法
US11359262B2 (en) * 2019-08-07 2022-06-14 House Of Metals Company Limited Product comprising recycled aluminum alloy wheel fragments and an alloying supplement, and methods and system for producing same
CN114672704A (zh) * 2022-04-13 2022-06-28 佛山市南海创利有色金属制品有限公司 一种Al-Si系铝合金锭及其制备方法
CN115141944A (zh) * 2022-06-07 2022-10-04 北京科技大学 一种废旧航空铝合金再生制备超净航空铝合金铸锭的方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101921934A (zh) * 2010-06-03 2010-12-22 怡球金属资源再生(中国)股份有限公司 高性能均匀性铝合金锭及其生产方法
CN102566526A (zh) * 2010-12-30 2012-07-11 中国瑞林工程技术有限公司 铝合金熔铸生产辅助系统

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101921934A (zh) * 2010-06-03 2010-12-22 怡球金属资源再生(中国)股份有限公司 高性能均匀性铝合金锭及其生产方法
CN102566526A (zh) * 2010-12-30 2012-07-11 中国瑞林工程技术有限公司 铝合金熔铸生产辅助系统

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
周远翔: "废易拉罐铝合金料的除漆熔化技术", 《有色冶炼》 *
姜晓云: "双室炉易拉罐回收处理工艺", 《资源再生》 *
聂铁安: "再生铝合金熔炼工艺探讨", 《有色金属加工》 *

Cited By (40)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103361661A (zh) * 2013-07-22 2013-10-23 南南铝业股份有限公司 再生铝加工过程的清洗方法及设备
CN103382524A (zh) * 2013-07-22 2013-11-06 南南铝业股份有限公司 含有机物废旧铝箔的再生方法
CN103361487A (zh) * 2013-07-22 2013-10-23 南南铝业股份有限公司 再生铝的生产方法
CN103361661B (zh) * 2013-07-22 2015-04-22 南南铝业股份有限公司 再生铝加工过程的清洗方法及设备
CN103361487B (zh) * 2013-07-22 2015-04-22 南南铝业股份有限公司 再生铝的生产方法
CN104308120B (zh) * 2014-11-18 2017-01-25 吉林金城铸锻有限责任公司 一种汽车控制臂臂体毛坯的制造方法
CN104308120A (zh) * 2014-11-18 2015-01-28 吉林金城铸锻有限责任公司 一种汽车控制臂臂体毛坯的制造方法
CN104451500B (zh) * 2014-12-18 2017-09-19 东北大学 一种镀液中添加废铝原料进行热浸镀的方法
CN104451500A (zh) * 2014-12-18 2015-03-25 东北大学 一种镀液中添加废铝原料进行热浸镀的方法
CN105274340A (zh) * 2015-10-31 2016-01-27 林州市林丰铝电有限责任公司 一种废铝料回收制造铝铸件的方法
CN106198408B (zh) * 2016-07-14 2019-07-30 东风精密铸造有限公司 铸造中合金成分在线检测与目视化控制的方法及其装置
CN106198408A (zh) * 2016-07-14 2016-12-07 东风精密铸造有限公司 铸造中合金成分在线检测与目视化控制的方法及其装置
CN106312041A (zh) * 2016-10-10 2017-01-11 周末 一种旋转升降金属熔融铸型加工生产线
CN106755951A (zh) * 2016-12-20 2017-05-31 重庆顺博铝合金股份有限公司 一种再生铝预处理工艺及再生铝处理工艺
CN107385257A (zh) * 2017-06-15 2017-11-24 中北大学 一种再生铝合金富铁相变质的方法
JP2020530391A (ja) * 2017-09-20 2020-10-22 ボーイング・(チャイナ)・カンパニー・リミテッド 廃航空機アルミニウム合金をリサイクルすることにより2024アルミニウム合金および7075アルミニウム合金を生産するための方法
US11685966B2 (en) 2017-09-20 2023-06-27 The Boeing Company Methods for producing 2024 and 7075 aluminum alloys by recycling waste aircraft aluminum alloys
CN109518045A (zh) * 2017-09-20 2019-03-26 北京科技大学 一种废旧飞机铝合金再利用生产2024或7075铝合金的方法
WO2019057057A1 (en) * 2017-09-20 2019-03-28 University Of Science And Technology Beijing PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF ALUMINUM ALLOYS 2024 AND 7075 BY RECYCLING ALUMINUM ALLOYS OF USED AIRCRAFT
CN108384971A (zh) * 2018-02-08 2018-08-10 东莞市宏锦金属制品有限公司 一种铝合金废料重熔炼方法
CN108285978A (zh) * 2018-03-06 2018-07-17 北京科技大学 一种从含钯催化剂中钯的回收方法
US20210269893A1 (en) * 2018-07-26 2021-09-02 The Boeing Company Method for regenerating copper-containing aluminum alloy from aluminum alloy scrap
US11939644B2 (en) 2018-07-26 2024-03-26 The Boeing Company Method for regenerating copper-containing aluminum alloy from aluminum alloy scrap
CN110760706A (zh) * 2018-07-26 2020-02-07 中国科学院过程工程研究所 一种由航空工业铝合金废料再生制备含铜铝合金的方法
CN109207757A (zh) * 2018-09-19 2019-01-15 北京科技大学 一种报废汽车废杂铝再利用的方法
CN109468497A (zh) * 2018-12-29 2019-03-15 上海应用技术大学 一种高导热铝合金材料及废铝回收制备该材料的方法
CN109554590A (zh) * 2019-01-31 2019-04-02 上海应用技术大学 高导热铝合金材料及其制备方法
CN109628782A (zh) * 2019-01-31 2019-04-16 北京科技大学 一种报废航空铝合金无需分选制备7xxx系铝合金铸锭的方法
US11359262B2 (en) * 2019-08-07 2022-06-14 House Of Metals Company Limited Product comprising recycled aluminum alloy wheel fragments and an alloying supplement, and methods and system for producing same
US11946117B2 (en) 2019-08-07 2024-04-02 House Of Metals Company Limited Product comprising recycled aluminum alloy wheel fragments and an alloying supplement, and methods and system for producing same
JP7448256B2 (ja) 2019-08-07 2024-03-12 ハウス オブ メタルズ カンパニー リミテッド リサイクルされたアルミニウム合金ホイール断片と合金化補充物とを含む製品、その製造方法、及びシステム
CN112280985A (zh) * 2020-10-07 2021-01-29 东北大学 一种采用回收铝制造高强韧铝合金的方法
CN112280985B (zh) * 2020-10-07 2022-03-18 东北大学 一种采用回收铝制造高强韧铝合金的方法
CN112553467A (zh) * 2020-11-24 2021-03-26 南通众福新材料科技有限公司 低Zn低Cu类再生铝合金生产的工艺
CN112921194A (zh) * 2021-01-25 2021-06-08 佛山市辰辉金属科技有限公司 一种由废铝制备高性能目标成分再生铝合金的方法
CN112921194B (zh) * 2021-01-25 2021-11-30 佛山市辰辉金属科技有限公司 一种由废铝制备高性能目标成分再生铝合金的方法
CN113337852A (zh) * 2021-04-30 2021-09-03 云南云铝泽鑫铝业有限公司 一种铝电解槽在线生产铝中间合金液的方法
CN114231756A (zh) * 2021-12-20 2022-03-25 四川省有色冶金研究院有限公司 一种废铝杂质脱除方法
CN114672704A (zh) * 2022-04-13 2022-06-28 佛山市南海创利有色金属制品有限公司 一种Al-Si系铝合金锭及其制备方法
CN115141944A (zh) * 2022-06-07 2022-10-04 北京科技大学 一种废旧航空铝合金再生制备超净航空铝合金铸锭的方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN103173622B (zh) 2014-10-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103173622B (zh) 一种由废杂铝再生目标成分铝合金的方法
JP6930034B2 (ja) 廃航空機アルミニウム合金をリサイクルすることにより2024アルミニウム合金および7075アルミニウム合金を生産するための方法
CN103146924B (zh) 一种再生铝生产过程中多级除杂精炼方法
CN100516260C (zh) 铝或铝合金铸造工艺
CN103952577B (zh) 一种含稀土的再生zl108铝合金的制备方法
CN102433438B (zh) 一种废杂铜的处理方法
CN100525987C (zh) 高强度铝合金焊丝及其制备方法
CN107893163A (zh) 一种利用回收废铝粉加工制作铝锭的方法
CN102373351A (zh) 电磁法制备高纯硅及铝硅合金的方法
WO2020023689A1 (en) Method for regenerating copper-containing aluminum alloy from aluminum alloy scrap
CN114150191B (zh) 一种非热处理高韧性压铸铝合金及其制备方法
CN111424186A (zh) 再生铝熔体用高效复合精炼剂及其制备方法和使用方法
CN104928533B (zh) 用于非真空铸造的锌‑铜‑钛三元中间合金及其制备方法
CN103725898A (zh) 废铝精炼直接再利用节能环保新工艺
CN106282622B (zh) 一种铸造铝合金的废铝再生方法
CN105088026A (zh) 一种可以铸造的缸盖用铝合金材料及其制备方法
CN105525117A (zh) 一种可用于制造缸盖的铝合金材料及其制备方法
CN104862546A (zh) 一种利用废铝熔炼的发动机缸盖用铝合金材料及其制备方法
CN100425714C (zh) 从煤矸石或粉煤灰中精制铝硅合金的方法
CN109881024A (zh) 一种再生铝合金非气体杂质的去除方法
CN112708792A (zh) 利用6系及高镁5系废杂铝制备中镁5系铝合金的方法
CN105039800B (zh) 一种利用铝硅系活塞切屑铸造高质量铝件的方法
CN104862623A (zh) 一种发动机缸盖用加工性好的铝合金材料及其制备方法
CN103045883A (zh) 用废铜包铝导线熔炼铝铜中间合金的方法
CN101476047A (zh) 一种从含铝原料中制备金属铝的方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
ASS Succession or assignment of patent right

Owner name: ZHAOQING DELTA ALUMINIUM INDUSTRY CO., LTD.

Effective date: 20150305

C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
C53 Correction of patent of invention or patent application
CB03 Change of inventor or designer information

Inventor after: Zhang Shengen

Inventor after: Liu Bo

Inventor after: Pan Dean

Inventor after: Tian Jianjun

Inventor after: Liu Yang

Inventor after: Liang Wentao

Inventor before: Zhang Shengen

Inventor before: Liu Bo

Inventor before: Pan Dean

Inventor before: Tian Jianjun

Inventor before: Liu Yang

COR Change of bibliographic data

Free format text: CORRECT: INVENTOR; FROM: ZHANG SHENGEN LIU BO PAN DEAN TIAN JIANJUN LIU YANG TO: ZHANG SHENGEN LIU BO PAN DEAN TIAN JIANJUN LIU YANG LIANG WENTAO

TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20150305

Address after: 100083 Haidian District, Xueyuan Road, No. 30,

Patentee after: University of Science and Technology Beijing

Patentee after: Zhaoqing great Zheng Aluminum company limited

Address before: 100083 Haidian District, Xueyuan Road, No. 30,

Patentee before: University of Science and Technology Beijing

TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20190718

Address after: 526200 Asian Metal Resource Recycling Industrial Base D32, Zhaoqing, Longfu Town, Sihui City, Zhaoqing City, Guangdong Province

Patentee after: Zhaoqing great Zheng Aluminum company limited

Address before: 100083 Haidian District, Xueyuan Road, No. 30,

Co-patentee before: Zhaoqing great Zheng Aluminum company limited

Patentee before: University of Science and Technology Beijing

TR01 Transfer of patent right