CN103898337A - 再生铝自动熔化铝铁分离工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种再生铝自动熔化铝铁分离工艺，包括：将不含铁的铝原料放入熔炼设备的熔化炉中，并开启燃烧器对所述熔化炉进行加热至所述不含铁的铝原料熔化为铝液状态；将再生铝原料放入与所述熔化炉底部相连通的熔炼炉中；倾翻旋转所述熔化炉和所述熔炼炉，使得所述熔化炉内铝液进入到所述熔炼炉中，对所述熔炼炉中的再生铝原料进行侵蚀性熔化后复位；重复倾翻旋转所述熔化炉和所述熔炼炉至所述再生铝原料中铝成分熔化成铝液并进入到所述熔炼炉中。本发明采用上述结构的再生铝自动熔化铝铁分离工艺，能够在再生铝冶炼过程中,有效分离金属铁和金属铝，提高铝合金品质和金属回收率，自动化程度高，节能环保。

Description

再生铝自动熔化铝铁分离工艺
技术领域
 本发明涉及一种再生铝熔炼工艺，尤其是涉及一种再生铝自动熔化铝铁分离工艺。
背景技术
再生铝的回收和利用对于一个国家铝工业的发展、产业结构升级具有重要意义，是一项环保产业。再生铝的回收循环再利用，既节省了矿产资源，又降低了加工过程中对空气和水资源的污染。
目前，国内外大多数再生铝回收加工企业由于技术工艺水平低，设备性能落后，生产效率低，工人劳动强度大，生产现场环境恶劣，导致金属加工回收率低于90%。
再生铝原料的来源包括汽车、电力、航空、航海、建筑、电子电器、食品包装等行业，再生铝原料不仅成分杂，规格、品种繁多，而且形状及比重差异很大，其中再生铝原料中夹带有不同形状的铁件占3%-15%的比重，含铁类杂质在再生铝的熔炼过程中因被高温铝液长时间侵蚀，造成铝合金中铁元素含量比例增高，使得铝合金中易形成脆性的金属结晶体，从而降低其机械性能，因此，在再生铝回收过程中铁含量一般需要控制在1％以下。
目前的再生铝熔炼工艺一般采用坩埚炉式熔炼炉或反射炉式熔炼炉。坩埚炉是熔炼再生铝合金的常用设备，工人在高温环境下操作，劳动强度大，生产过程中铝合金中铁含量增高，生产效率低成本高，不论是用电用煤或其他燃料加温能耗较高；国内外大部分企业使用火焰反射炉生产再生铝，生产过程中难以准确控制温度，也无法清除再生铝中的铁件，造成铁元素增高，不能满足产品质量要求，现有技术中还没有更好的方法控制再生铝熔炼过程中铁元素的增加。
发明内容
本发明的目的是提供一种再生铝自动熔化铝铁分离工艺，能够在再生铝冶炼过程中,有效分离金属铁和金属铝，提高铝合金品质及金属回收率，自动化程度高，节能环保。
为实现上述目的，本发明提供了一种再生铝自动熔化铝铁分离工艺，包括：
将不含铁的铝原料放入熔炼设备的熔化炉中，并开启燃烧器对所述熔化炉进行加热至所述不含铁的铝原料熔化为铝液状态；
将再生铝原料放入与所述熔化炉底部相连通的熔炼炉中；
倾翻旋转所述熔化炉和所述熔炼炉，使得所述熔化炉内铝液进入到所述熔炼炉中，对所述熔炼炉中的再生铝原料进行侵蚀性熔化后复位；
重复倾翻旋转所述熔化炉和所述熔炼炉至所述再生铝原料中铝成分熔化成铝液并进入到所述熔炼炉中。
优选的，所述不含铁的铝原料的加热温度介于710度与730度之间。
优选的，所述熔化炉和所述熔炼炉的倾翻旋转角度介于零度与15度之间。
优选的，所述对所述熔炼炉中的再生铝原料进行侵蚀性熔化时间介于3分钟与5分钟之间。
优选的，所述熔炼设备包括底部相互连通的所述熔化炉和所述熔炼炉、位于所述熔化炉内部的所述燃烧器以及用于所述熔化炉和所述熔炼炉倾翻旋转的倾翻旋转装置。
优选的，所述熔炼炉与所述熔化炉存在位差，所述熔炼炉的底部高于所述熔化炉的底部，所述熔炼炉的容积不大于所述熔化炉的容积。
优选的，所述倾翻旋转装置包括：
位于所述炉体底部的倾翻旋转支撑装置；
减速电机；
倾翻旋转导轮；
倾翻旋转链条，所述倾翻链条一端固定于所述减速电机上，另一端通过所述倾翻旋转导轮固定于所述炉体底部。
优选的，所述熔炼炉上设有余热循环利用系统。
优选的，所述熔炼炉上还设有排烟系统。
因此，本发明采用上述结构的再生铝自动熔化铝铁分离工艺，能够在再生铝冶炼过程中,有效分离金属铁和金属铝，提高铝质及再生铝回收率。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
 
附图说明
图1为本发明再生铝自动熔化铝铁分离工艺实施例的流程示意图；
图2为本发明再生铝自动熔化铝铁分离工艺实施例中所述熔炼设备的结构示意图。
 
具体实施方式
实施例
图1为本发明再生铝自动熔化铝铁分离工艺实施例的流程示意图，如图1所示，包括：
步骤101，将不含铁的铝原料放入熔炼设备1的熔化炉2中，并开启燃烧器21对熔化炉2进行加热至所述不含铁的铝原料熔化为铝液状态。
步骤103，将再生铝原料放入与熔化炉2底部相连通的熔炼炉3中。
步骤105，倾翻旋转熔化炉2和熔炼炉3，使得熔化炉2内铝液进入到熔炼炉3中，对熔炼炉3中的再生铝原料进行侵蚀性熔化后复位；
步骤107，重复倾翻旋转熔化炉2和熔炼炉3至所述再生铝原料中铝成分熔化成铝液并进入到熔炼炉3中。
所述不含铁的铝原料的加热温度介于710度与730度之间，熔化炉2和熔炼炉3的倾翻旋转角度介于零度与15度之间，所述对所述熔炼炉中的再生铝原料进行侵蚀性熔化时间介于3分钟与5分钟之间。
图2为本发明再生铝自动熔化铝铁分离工艺实施例中所述熔炼设备的结构示意图，熔炼设备1包括底部相互连通的熔化炉2和熔炼炉3，位于熔化炉2内部的燃烧器21，以及用于熔化炉2和熔炼炉3倾翻旋转的倾翻旋转装置。熔化炉2和熔炼炉3构成了所述熔炼设备的炉体，熔炼炉3与熔化炉2存在位差，熔炼炉3的底部高于熔化炉2的底部。熔化炉2和熔炼炉3通过连接通道5连通，连接通道5设于熔炼炉3底部。
熔炼炉3的容积不大于熔化炉2的容积。
熔化炉2和熔炼炉3的炉门均采用四连杆固定压紧装置固定于炉体1上，熔化炉2的炉门用炉门22表示，熔炼炉3的炉门用炉门31表示。
熔化炉2和熔炼炉3的炉门上均设有炉门提升装置6，炉门提升装置6固定于炉体1上，炉门提升装置6通过提升链条61和提升导轮62与炉门1相连接，实现炉门的上升下降，即开启与关闭。
所述倾翻旋转装置包括位于炉体1底部的倾翻旋转支撑装置41、减速电机42、倾翻旋转导轮43、倾翻旋转链条44，倾翻旋转链条44一端固定于减速电机42上，另一端通过倾翻旋转导轮43固定于炉体1底部。熔炼炉3上设有余热循环利用系统32，如图2所示，设有烟气进口、烟气出口、冷水进口和热水出口，将烟气中的余热充分循环利用，节能环保。
熔炼炉3上设有排烟系统33，用于烟尘的排出。
本实施例中所有控制设备均连接至配电柜，按钮控制。
在本实施例实际工作时，首先开启熔化炉炉门22，向熔化炉内部装填铝料，然后关闭炉门22，开启燃烧器21，对熔化炉2内铝料进行熔炼，自此过程中烟气通过连接通道5进入熔炼炉3,对其进行预热，然后烟气进入余热循环利用系统吸收利用热能，再通过排烟系统32排出，在此过程中热能得到充分循环利用，同时减少了环境污染，节能环保。熔化炉2内铝液达到要求温度后，关闭燃烧器21，打开熔炼炉炉门31，向熔炼炉3填装再生铝，填装完毕后，启动所述倾翻旋转装置，即首先启动减速电机42作为倾翻旋转动力，通过倾翻旋转支撑装置41作为倾翻旋转支撑，将本实施例整体进行倾翻旋转，通过机械装置及电气双限位对本实施例倾翻角度进行控制，熔化炉2和熔炼炉3的倾翻旋转角度介于零度与15度之间，既使得熔化炉2内铝液与熔炼炉3内再生铝原料可以充分接触，又避免浪费电能。熔化炉2内的铝水进入熔炼炉3，熔炼炉3内的再生铝进行侵蚀性熔化，熔化完成后本实施例复位，如此往复，直至在熔炼炉3中的铝全部熔化成铝水被带走，铝液达到温度，完成熔炼，转炉。
本实施例所述工艺中运用熔化炉和熔炼炉的连体结构，并将其设计为落差形式的高低炉形式，两者之间相连通，有一定的位差，仅在熔化炉内设置燃烧器，熔炼炉只起到熔化作用，再生铝原料装入熔炼炉之后，开启燃烧器快速熔化，铝水温度控制在710度与730之间。如果达到800-900度，铝液表面的密度为3.5g/m3的     γ-Al2O3即开始向密度为4.0g/m3的α-Al2O3转变，结果使表面体积多发生13%的收缩，造成原来连续致密的氧化膜出现裂缝，使铝液向深层氧化，降低再生铝回收率。因此本实施例设计采用自动测温进行实时监测。达到需要的铝水量后，关闭燃烧器，向熔炼炉填装各种再生铝原料，然后通过整个炉体的倾翻，使得熔化炉内的铝水通过连接通道瞬间流入到熔炼室中，铝液表面进入熔炼室的铝水对其中的废杂铝进行冲刷，使其中的铝达到熔点熔化，熔化的铝水随着炉体回落落回原位，通过连接通道一同回到熔化炉内，减少了铁与熔融的铝溶液接触的时间。经试验检测数据显示，采用本实施例熔炼的再生铝其铁含量均在1.2%以下，降低了回收铝熔液中的含铁量，符合生产要求，无需稀释处理，同时回收率高达90%以上。其中铁等杂质则留在熔炼室中，可通过人工或机械耙出，进入熔化的铝液进一步熔炼，由于不存在铁等杂质，因此，在整个熔炼过程中避免了铁对铝熔液的污染，保证了铝合金的质量。
由于在本工艺工作过程中，再生铝原料避免了与火焰直接接触，降低了再生铝原料的烧损率，提高了金属铝的回收率。而且将熔化炉的容积设计的大于熔炼炉容积，使得本实施例能够集中坩埚熔炼炉和反射炉的优点，再生铝原料不接触火焰，烧损低；容积大，热效率高。再生铝原料在熔炼炉加入，通过熔化炉中铝液的冲刷，瞬间随之被熔化，倾翻旋转往复进行，一般3-5次即可。因熔炼炉的容积小，表面积小，能够将其内再生铝原料充分熔化，最终有效控制了铁元素在铝液中的增长比例，便于铝渣及杂质的清除，实现了铝铁自动分离，减轻了工人的操作强度。
 
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种再生铝自动熔化铝铁分离工艺，其特征在于，包括：
将不含铁的铝原料放入熔炼设备的熔化炉中，并开启燃烧器对所述熔化炉进行加热至所述不含铁的铝原料熔化为铝液状态；
将再生铝原料放入与所述熔化炉底部相连通的熔炼炉中；
倾翻旋转所述熔化炉和所述熔炼炉，使得所述熔化炉内铝液进入到所述熔炼炉中，对所述熔炼炉中的再生铝原料进行侵蚀性熔化后复位；
重复倾翻旋转所述熔化炉和所述熔炼炉至所述再生铝原料中铝成分熔化成铝液并进入到所述熔炼炉中。
2.根据权利要求1所述的再生铝自动熔化铝铁分离工艺，其特征在于：所述不含铁的铝原料的加热温度介于710度与730度之间。
3.根据权利要求2所述的再生铝自动熔化铝铁分离工艺，其特征在于：所述熔化炉和所述熔炼炉的倾翻旋转角度介于零度与15度之间。
4.根据权利要求3所述的再生铝自动熔化铝铁分离工艺，其特征在于：所述对所述熔炼炉中的再生铝原料进行侵蚀性熔化时间介于3分钟与5分钟之间。
5.根据权利要求4所述的再生铝自动熔化铝铁分离工艺，其特征在于：
所述熔炼设备包括底部相互连通的所述熔化炉和所述熔炼炉、位于所述熔化炉内部的所述燃烧器以及用于所述熔化炉和所述熔炼炉倾翻旋转的倾翻旋转装置。
6.根据权利要求5所述的再生铝自动熔化铝铁分离工艺，其特征在于：
所述熔炼炉与所述熔化炉存在位差，所述熔炼炉的底部高于所述熔化炉的底部，所述熔炼炉的容积不大于所述熔化炉的容积。
7.根据权利要求6所述的再生铝自动熔化铝铁分离工艺，其特征在于，所述倾翻旋转装置包括：
位于所述熔化炉和所述熔炼炉底部的倾翻旋转支撑装置；
减速电机；
倾翻旋转导轮；
倾翻旋转链条，所述倾翻链条一端固定于所述减速电机上，另一端通过所述倾翻旋转导轮固定于所述熔化炉和所述熔炼炉底部。
8.根据权利要求7所述的再生铝自动熔化铝铁分离工艺，其特征在于：
所述熔炼炉上设有余热循环利用系统。
9.根据权利要求8所述的再生铝自动熔化铝铁分离工艺，其特征在于：
所述熔炼炉上还设有排烟系统。
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