再生铝生产熔炼设

1、重生铝生产熔炼设施根源：中国铝材信息网，更新时间：2007-5-2411:23:34，阅读：2494次1.1重生铝熔炼设施的作用重生铝熔炼设施包含了熔炼炉、静置炉、风机、焚烧系统等。此中对重生铝熔炼和静置炉（小公司没有静置炉），所以，能够将熔炼炉和静置炉看为一体。熔炼炉的种类有好多，其作用都同样，一是消融炉料和增添剂，炉料包含了废铝、中间合金、工业硅和纯铝锭等；二是在炉内必定的温度下使熔融物之间发生一系列的化学和物理反应，使此中的杂质形成浮渣或气体除去；三是调整成分，使其合金中的各样元素含量达到有关标准要求；四是对合金熔融物进行变质等办理，细化精粒，使合金能够切合有关的物理性能。所以熔炼炉的形

2、式和结构，对重生铝合金的生产能力、成本、产质量量以及环境保护有侧重要的作用。1.2主要熔炼设施常用铝合金的熔点都不高，熔炼炉的形式基本上是两种：坩埚式和熔池式。坩埚炉炉坩埚是熔炼重生铝合金的常用设施，其长处是投资少、操作方便，金属回收率高，但弊端是生产能力小，寿命短和成分不稳固，很难与大型反射炉对比。坩埚炉的形式有多样，常用的有铸铁坩埚和石墨坩埚。坩埚炉在使用时，炉体固定在用耐火资料砌筑的锅台上，坩埚炉的下部和四周是燃烧室。在使用较大的坩埚炉时，因为考虑到坩埚炉的自重问题，炉体的底部不可以架空，应当落在稳固的耐火资料上，特别是大型的铸铁坩埚炉，在高温下会使炉体变形而影响其寿命。坩埚炉的燃料适应

3、性强，能够煤炭、焦碳、燃气等，对燃料的选择空间较大。在用燃油或煤气为燃料时，坩埚下边有喷嘴，喷入燃料和空气焚烧加热，此即是燃油坩埚炉或煤气炉。在用电加热时，将电阻加热元件(电阻丝或碳化硅棒)部署在坩埚四周，即电阻坩埚炉。用燃料的坩埚炉，一般加热升温快速，但其温度控制不可以很严格。电阻坩埚炉的加热升温速度较慢，电热丝时可达900，碳化硅棒可达1200，比燃料炉的温度低些，同时其设施花费贵、耗电大和熔炼成本高。可是它的生产环境和劳动条件较好，且消融温度能够精准控制，合用于铝和镁合金的熔炼。外面热源第一加热坩埚，坩埚被热后，再传热给坩埚内部的金属炉料或熔液。依据这类传热特色，坩埚炉是外热式消融炉，为

4、提升热效率。坩埚均制成直径较高度的尺寸为小的形式，以增添金属与坩埚壁的接触面积。这样，消融后的液体金属与外界氛围的接触面积相对较小，可减少金属的氧化和吸气，对金属有益。在熔炼铝合金时，多采纳的坩埚有两种，一种是强度和耐火度均较高的石墨坩埚，另一种是铸铁坩埚。（1）石墨坩埚：石墨坩埚由专业耐火资料厂生产供给，坩埚尺寸和容量的规格好多，坩埚的号数即消融铜合金的公斤数，如50号坩埚能消融50公斤铜，若消融铝时，其容量应除以04的系数。石墨坩埚能够多次使用，但整体讲寿命较短，且跟着使用时间的加长，坩埚的导热性能降落，影响了热效率和生产效率。(2)铸铁坩埚炉：因铝合金消融温度较低，多在700-800，所

5、以大批采纳金属坩埚，常用的是铸铁坩埚炉。一般铸铁坩埚价钱低、强度高和导热性好，为生产宽泛采纳，但寿命短，生产中会屡次改换坩埚。为提升铸铁坩埚的寿命，亦可采纳含有镍、铬或铝的耐热铸铁或耐热钢的坩埚，以增添其使用寿命。消融铝合金用的铸铁坩埚容量多是30-250公斤，一般不超出300公斤，大容量的可达500公斤以上。为防备消融过程中坩埚中的铁渗透铝液，也为保护坩埚，坩埚在使用以前一定在坩埚内壁上喷刷防备涂料后再使用，坩埚炉的涂料状况在有关资猜中能够查到。大型坩埚炉多是固定式的，熔炼过程达成后，可用浇勺由坩埚中舀取熔液浇注，对大铸件也能够将坩埚吊出来浇注。很多中、小型电阻坩埚炉带有倾动机构，能够倾出坩

6、埚中的溶液。当前坩埚炉正在向大型化和控制系统机械化方向发展，可倾动式的大型坩埚炉，倾转炉身即可浇出熔液。反射炉熔池式炉膛的熔炼设施称为反射炉。原始的反射炉是燃煤的，有焚烧室，火焰经过拱型的炉顶反射到熔炼室。跟侧重生铝技术的发展，大批现代化的反射炉已经不采纳煤为燃料，更多的采纳燃油和燃气，所以，反射炉的观点已经淡化，当前一般都称之为火焰式熔炼炉。燃料加热的反射炉主要由炉底、炉墙和炉顶构成熔炼室。形成深度浅而面积广的熔池，以盛放金属炉料及消融的液体金属。炉墙正面有加料和操作用的炉门。正规的熔炼炉是装备烟囱的，这样能够有效的改变操作环境，节俭能源和便于治理烟气的污染，但当前实质中很多公司的炉子没有烟

7、囱，一些是敞开的，一些在炉门设有集烟罩。燃煤的炉子在熔炼过程中，从焚烧室来的高温炉气从侧面窗孔冲进熔炼室，而燃油、燃气的炉子的火焰直接喷入炉内，加热了炉顶和炉墙，同时也加热了炉料。金属炉料就是靠高温炉气和被热到高温的炉顶和炉墙的辐射来加热和消融的，反射炉因用燃料不一样，其结构有较大的差别。因为反射炉炉堂容积大，其容量可达几十吨，当前熔炼铝合金的炉子大的可达50吨以上。故能够熔炼各样的炉料，很合用于生产量较大的重生铝公司。当前反射炉是熔炼铝合金的主要设施。反射炉有矩形的和圆形的，而大多半采纳矩形的，该种炉型筑造比较简单，造价较低。圆形反射炉成本高，维修不方便，但热能利用率较高,因为同样的周长圆的

8、表面积最大，所以，同样周长的炉子，圆炉的表面积最大，受热的面积大，热效率高。反射炉在生产中因金属被直接加热，故热效率高，炉料和熔液浅，故升温快和生产率高。同时，反射炉在消除炉内杂质时也比较简单。但因为金属与焚烧气相接触，故金属的氧化和汲取气体严重，故杂质许多，影响熔液质量。此外，因为火焰与炉料直接接触，铝的烧损较大，回收率有关于坩埚炉要低。反射炉亦可采纳电阻加热方式，即电阻反射炉，电阻丝(带)或碳化硅棒悬挂在炉顶土，靠高温的电热元件和炉顶辐射传热，加热炉底上的金属。它合用消融熔点较低的铝合金，电阻反射炉的劳动条件较好，熔炼铝合金质量好，可是耗电量很大是严重弊端。反射炉在重生铝行业大批应用，并派

9、生出很多炉型。1）双室反射炉：双室反射炉是一种熔炼重生铝合金的专用设施，因其有能耗低、烧损率低、金属回收率高的长处，故被欧美一些重生铝公司宽泛采纳。但因为各国之间的技术壁垒，双室反射炉在我国极少采纳。双室反射炉，顾名思义就是由两个熔炼室构成的熔炼炉，其炉型有多种形式，但一般都是两个熔室，即内熔室和外熔室，两室之间有特意设计的通道，供铝液循环之用。双室反射炉的外熔室主要起消融废铝的作用，内熔室则进行熔炼。在实质操作中，废杂铝直接加入到外熔室的铝融液中，并快速被过热的铝融液吞没，因为废铝防止了与火焰直接接触，所以废铝的烧损很低，能够大幅度提升铝的回收率。内熔室的容积大于外熔室，其主要作用是加热铝融

10、液，同时熔炼铝合金。能够看出，双室反射炉集中了坩埚熔炼炉和反射炉的长处（前者废铝不接触火焰，烧损低；后者容积大，热效率高）。常用的双室反射炉内熔室配有焚烧系统，而外熔室没有焚烧系统。废铝由外熔室加入，直接浸泡在过热的铝液中，随之被消融，铝溶液的温度随之降落，经过循环泵进入内熔室，熔融的铝液在内熔室被加热，而后在循环泵的作用下又进入外熔室，连续消融废铝，如此来去循环进行。熔炼过程中大批的铝灰在外熔室产生，因外熔室的容积小，表面积小，所以与其余熔炼炉对比能够显然减少增添剂（主要为覆盖剂）的加入量，同时便于铝灰的消除，减少了工人的操作强度。循环泵一般采纳陶瓷循环泵或石墨循环泵。依据资料介绍，双室反射

11、炉增添剂的耗费量仅为其余反射炉的二分之一到三分之一，回收率能够提升2到5个百分点，能耗也能够降低20-30%。双室反射炉在办理散碎的废铝和铝屑时，以上优势更加突出。双室反射炉的弊端也是显然的，这就是当废铝消融到必定数目时，达到了熔炼炉的设计容积，此时要停止加料，进行成分调整和精华、除气等，再经过静置以后铸锭。如果炉中的铝融液所有铸锭，那么在进行下一炉熔炼时，开始加入的一部分废铝仍要与火焰接触，仍存在烧损的问题。为回避这一问题，一些公司在铸锭后期，在炉中预留一部分铝融液，以便进行下一炉的熔炼，可是，预留的这一部分铝融液已经进行了精华，使其从头与废杂铝混淆，还需要从头进行精华，这样做不但浪费了工时

12、并且增添了能耗和增添剂的耗费量，并且降低了生产的效率，在经济上是很不适合的。为解决以上的问题，有的公司另建一个静置炉，双室反射炉只起到熔炼和调整成分的作用，而大多半精华等过程在静置炉中进行。2）带加料井式的融铝炉：该种熔炼炉也是一种双室反射炉，由加料井熔炼炉和磁力泵构成，三者形成一个循环系统，以下图。生产中，铝废料连续加到加料井中，被过热的铝液消融，而后在磁力泵的作用下进入反射炉，这样来去进行，达到熔炼的目的。长处是烧损小，金属回收率高，适应办理碎的废铝料，更适应办理铝屑。熔炼炉的形式能够是方型的。3）带电磁搅拌系统的反射炉：反射炉熔炼重生铝合金过程中，为了促使热的互换，加速铝的消融速度，增添

13、反响速度，保证铝溶液的成分平均，要进行搅拌。每次搅拌都会损坏液面的氧化铝保护层，加大了铝的烧损。为此，很多单位都在研究搅拌技术，只管出现了机械耙等，但都不十分理想。电磁搅拌系统是英国公司研究的技术，合用于各样反射炉和静置炉。电磁搅拌的原理是将感觉线圈安装在炉子底下或侧面，通电以后产生一个行波磁场。熔池内铝合金溶液的搅拌（流动）是依赖电磁场和导电金属液之间互相作用进行的。这与电动机的原理近似，电动机的定子相当于搅拌器，转子相当于熔池。电磁搅拌能够大幅度降低烧损，减少操作强度，净化了环境，降低炉渣产生量，并可获得成分平均的铝合金溶液。电磁搅拌系统的造价很高，需要有较高投资能力的公司才能建设。4）落

14、差式反射炉：落差式反射炉又称为子母炉，是一种比较合用的反射炉组，特别是办理含铁高的废铝料成效甚佳。子母炉由消融炉和熔炼炉构成，二者之间相通联，有必定的位差。消融炉只起到消融作用，炉料进入消融炉以后，快速消融，而后铝融液流到熔炼炉中，而铁等杂质留在炉中，人工爬出，所以减少了铁与熔融的铝溶液接触的时间，减少了铁熔入铝液中。进入熔炼炉的铝液进一步熔炼，因为熔炼炉中不存在铁等杂质，所以，在整个熔炼过程中防止了铁对铝融液的污染，保证了铝合金的质量。子母炉是一种特别值得推行的炉型，大小均可，且投资便宜，合用性强，当前北方地域有很多公司采纳此种炉性。在使用子母炉时，当炉料消融以后，要赶快放出溶液，减少铝溶液

15、在炉内的逗留时间，以减少铁及其余杂质溶入铝液。（5）旋转式反射炉旋转式熔炉有多种形式，特色是在生产过程中炉体能够旋转360度，这样能够提升热效率，传热速度快，能够基本上免除了搅拌操作。因为耐火资料平均的接触熔融的铝液，所以对炉壁的腐化平均（一般熔炉腐化最严重的部位在液面线上），所以炉龄也较长。旋转式熔铝炉一定使用液体或气体燃料。感觉炉这是利用电磁感觉作用加热金属的一种消融炉，。感觉电炉依据攻电频次的不一样，可分为工频炉(5060赫兹)中频炉(110千赫兹)和高频炉200300千赫兹)。感觉炉从结构上看为两种：有铁芯感觉炉和无铁芯感觉炉。工频有铁芯感觉熔炉就相当于一个变压器，向铁芯外的初级绕组送

16、入工种消融炉。感觉炉依据供电频次之不业频次的沟通电，在相次级绕组的与熔池连通的熔沟中的余属内即产生很大的感觉电流，进而使金属加热。无铁芯感觉熔炉是坩埚型消融炉，在坩埚外面署初级绕组，既感觉器，它是由空心铜管束成，管中通水冷却。感觉器供电后，坩埚内金属即产生感觉电流而生热。工频感觉炉的坩埚外还部署磁扼，以提升炉子的电磁效率。工频感觉炉在消融小块金属料时效率很低，甚至难以消融它，只适于大块金属料的消融。所以，工频感觉熔炉的量都比较大，可达几吨或更大。因为电磁作用能够使炉中的液体全属自己发生搅拌，能使其成分和温度平均，工频炉可用来消融铜合金、铝合金和其余熔点较低的合金。工频有芯感觉炉启动时，应当在熔

17、沟中充满金属，以形成闭合回路；每炉消融后浇出的金属应有必定的节余量，以保证能充满熔沟使熔炉能连续工作。在下部熔沟中，有时会被熔渣和污物拥塞，影响正常熔炼工作，故在炉下侧设有塞孔，以便实时清理熔沟。在消融铝合金时，熔沟简单被铝的氧化物拥塞。当前，有芯感觉炉多用来消融铜合金。工频无芯感觉炉没有熔沟，麻烦少，炉体结构筒单，比有芯炉优胜。但每炉浇注后也应在坩埚中留节余量，以便于顺利连续工作。有的无芯感觉炉中间装的是铸铁坩埚，可以提升电磁效率，特别适合熔炼铝合金用。高频次的沟通电在金属中经过时，发生“集肤效应”，即在金属炉猜中因感觉而产生的电流并不是平均散布，而是金属表面的电流密度最大，越向内部电流密度

18、越小，到一定深度后，则几乎没有电流了，一般，把电流集中的表层深度称为“穿透深度”。可用下式计算：=f式中：电流穿透深度，厘米；p金属的电阻系数，欧姆?厘米：金属的导磁系数：f电流频次，赫兹。由上式可知，穿透深度与金属料的电阻系数的平方根成正比，与导磁系数和电流频率的平方根成反比。即是，对必定金属而言，电流频次越高，穿透深度越小，这样。在金属很薄的表层厚度上经过大批电流，其产生的热量就集中，这有益于金属炉料的加热消融。所以中频感觉炉比工频炉的电效率高得多，并且同意使用比较小块的金属料。中频合用于无芯感觉炉，而不用安装工频所必备的磁扼，同时每次消融后能够浇出所有金属液，而不用保存节余量。可用来熔炼

19、钢和铝，效率和质量很高，并且劳动条件好。但中频感觉炉需要专用的变频设施来供电，使其熔炼产品的成本增高。高频炉一般不用来消融钢和铝合金。这类由金属料内部感觉电流来加热的炉子，是内热式消融炉，它的热效率比前述的坩埚炉和反射炉的要高得多，感觉炉的炉衬一般是用耐火资料捣筑，也可以用予制的坩埚装入。铝合金的熔炼过程包含金属料消融和金属液态办理两阶段。消融阶段耗能大而费时长，应采纳举措赶快消融而减少金属的消耗。液态办理阶段则依据各熔炼合金的特色不同和炉料成分和质量的不一样，一般有熔炼除杂、合金化、精华脱气和变质等步骤。在生产规模大时，反射炉多半为双联法，即先在容量大和效率高的反射炉中快速熔化金属，再将溶液

20、注入对温度控制严格的电阻炉或反射炉中进行液态金属办理及保温，而后再浇注。这样两炉联用，各发挥其所长，能达到较好的经济和技术指标。详细采纳何种炉型，采纳哪一种熔炼工艺方法，应从熔炼合金的质量和产量要求来确立。1.3熔炼炉的发展熔炼炉技术的发展是陪伴其余工业技术特别是电子技术和新资料技术的发展而发展的。从炉型方面看，以上介绍的双室反射炉、带加料井熔炼炉、电磁搅拌反射炉、旋转式反射炉以及可倾式耐热坩埚炉等都是发展的方向。从加热方式上看，不过是用到一些高能束加热源，如激光、电子束、离子束等。熔体保护采纳一些特别结构的密闭容器，以便实现真空或许是气体的保护，防止熔体遇到环境氛围的污染。从节俭能源角度看，

21、在炉体的保温设计上采纳以新式保温资料以充分提升能源的利用率。从环保角度看，增添了炉气、炉渣的净化办理系统。坩埚资料从石墨资料向耐高温合金坩埚方向发展，以提升坩埚炉的使用寿命。从搅拌方式看，机械搅拌和电磁搅拌都在快速的发展，特别是电磁搅拌将很快被采纳。1.4反射炉体筑造简介反射炉，顾名思义是经过反射的热对炉料进行加热，使炉料消融并熔炼。传统的反射炉是燃煤的，在炉子的一端建有焚烧室，火焰在上涨过程中碰到拱型炉顶，被炉顶反射到熔炼室，进而达到熔炼的目的。反射炉不但用于重生铝公司，在有色金属行业被广泛应用，如铜冶金、铅冶金等。跟着冶金技术的发展，反射炉发展很快，特别是燃料的改良，大批采纳燃油、燃气等，

22、反射炉获得了很大的改良，依赖反射的意义正在减小，当前炉体的设计已经不纯真考虑对火焰的反射，而要点考虑提升炉子热利用率和减少烧损。1.5反射炉热工反射炉的热传达传热是一个复杂的物理现象，一般分为传导、对流和辐射三种传热方式。反射炉炉体主要由炉顶、炉墙和炉底构成，三者对反射炉的传热有重要的意义。三种热传热方式在反射炉中同时存在，一般称之为综合传热。在实质生产中，火焰辐射废铝料和炉子的四壁，四壁再把热传导（或辐射、反射）给铝料，与此同时，一部分热经过四壁消散到系统以外，这是热损失的主要要素，所以，在筑炉时要重视炉墙的保温。热的对流是在存在温差的状况下才能发生，假如炉内的温度一致，那么就不存在对流，但

23、实质上炉内存在很大的温差，在炉料为消融以前，炉料四周的空气远底于火焰的温度，所以火焰与炉料四周的空气产生对流传热，炉料消融以后，熔融液体的不一样部位存在较大的温差，所以熔融铝液中主要依赖对流来传热的。在反射炉中，炉墙对热的传达起侧重要的作用，它的作用以下：把一部分热汲取，同时又把一部分热辐射给炉料；直接把火焰的热反射到炉料；把热经过墙体传导给炉料。所以在反射炉的设计和筑造过程中，要尽量考虑到三中传热的关系，充分考虑炉墙的结构和采纳的资料。反射炉的燃料和耗费反射炉的燃料主要有煤炭、煤气、柴油、重油和天然气。不论以何种燃料，其热传递的形式基本一致，所不一样的是热效率有所不一样，消融速率有所差别，燃

24、料成本有较大的差别。一般反射炉每吨铝耗燃料的状况以下，燃煤反射炉耗标准煤在200-300公斤左右；燃重油反射炉油耗大概为60-80公斤；燃柴油反射炉大概耗油50公斤左右，最初进的已经达到30公斤；半煤气反射炉煤耗大概为260-300公斤左右。燃料的耗费与反射炉的生产能力有关系，一般炉子越大，单位燃料耗费越低，以下立出了几个常用反射炉燃料耗费的状况。（1）某公司15吨燃重油油炉技术参数（2）半煤气反射炉煤耗状况反射炉的热效率反射炉的热效率一般都不算太高，特别是火焰式的反射炉，一般状况下，几种炉子的热效率状况以下：反射炉热效率低，也就是说大批的热被浪费了，依据反射炉熔炼的特色，反射炉热的分派主假如

25、：（1）直接用于熔炼的热大概为25-30%，这部分热主要为消融和熔炼铝耗费；（2）经过反射炉墙表面和炉门消散的热，一般占15-25%，有时可达30%以上；3）烟气和炉渣带走的热大概为40-50%，在熔炼铝合金过程中炉渣的产生量较少，并且不是熔融状态的，所以，炉渣带走的热很小，主假如烟气带走的热；为了提升反射炉的热效率，要经过各样方法减少热的损失，如加厚炉墙和炉顶，增添隔热层；尽少开启炉门的次数；在设计炉子的时候，要尽量减小炉子的表面积，提升炉子的容积。反射炉的余热利用为了提升热的利用率，要考虑到余热利用的问题，特别是烟气带走的热的利用。对烟气余热的利用，当前主要的方法是利用烟气预热燃料（气体）

26、和空气，达到较好的效果。建设余热锅炉也是一种比较好的方法。1.6筑炉的环境和地质条件对地址状况的认识建设炉子，为了达到长远、安全，在建设以前必定要对筑炉四周的环境、地址状况、风向等进行深入的认识，如邻近能否有河流、湖泊，能否塌陷区等。同时，对建设地址的地质状况有所认识，必需时，要参照地质部门的资料，详尽认识地质状况。还要认识考季风的风向。地基为了保证炉体的安全靠谱和长远使用，熔炼炉一定有稳固的基础，所以地基的建筑特别重要。地基必定选在好的土层上，一般要考虑以下几条原则：（1）地基切忌打在土质松散、流沙层上，假如假如不行回避，必定要采纳举措；（2）在建筑基础时还要特别注意，地基必定要建在扰动层之下，打在老土上；（3）在北方地基必定要打在冻层之下。熔炼车间和炉体的部署炉子的地点要考虑以下问题：1、四周空间和操作平面：便于操作、留出加料和维修的空间，运输方便、临时不具备条件的，要预留出铸锭机的地点，有长远的考虑，使之布局合理。熔炼车间要建在风向之下（公司应当建在某个地区的风向之下或居民区之下，减少不用要的麻烦）。1.7炉体的形式和结构炉体的形状当前采纳的主要有园型和矩形反射炉两种。圆形炉反射炉的