重熔铝锭的一炉两机铸造实践

2015年6月第3期重熔铝锭的一炉两机铸造实践刘民章刘玉珍29重熔铝锭的一炉两机铸造实践刘民章刘玉珍1青海桥头铝电股份有限公司技术中心，西宁810100；2中国恩菲工程技术有限公司，北京100038摘要介绍了通过连通铝液溜槽和细化操作，实现一炉两机连续铸造的工艺方法，并对该工艺方法所取得的经济效益进行了分析。关键词电解铝生产；电解铝液；混合炉；一炉两机；连续铸造中图分类号TF821文献标志码B文章编号10085122201503002902PRACTICEOFONEFURNACETWOMACHINESCASTINGPROCESSFORREMELTINGALUMINIUMINGOTLIUMINZHANG，LIUYUZHENABSTRACTTHECONTINUOUSCASTINGTECHNOLOGICALPROCESSOFONEFURNACETWOMACHINESWASINTRODUCEDTHROUGHCONNECTINGALUMINIUMLIQUIDLAUDERANDDETAILINGOPERATION，THENTHEECONOMICBENEFITOBTAINEDWITHTHETECHNOLOGYWASANALYZEDKEYWORDSELECTROLYTICALUMINIUMPRODUCTION；PRIMARYALUMINIUMLIQUID；HOLDINGFURNACE；ONEFURNACETWOMACHINESCONTINUOUSCASTING1传统的单炉单机铸造方法的缺点铝锭铸造是电解铝厂必不可少的生产工序。铝锭的铸造是通过铝液在混合炉中进行成分调整、除渣、脱气、搅拌、静置、扒渣并对化学成分进行炉前分析并确认合格后，通过溜槽将铝液输送到铸造机进行浇注，实现铝锭铸造。在传统的铝锭铸造生产线上，一般都是一台混合炉配置一台铸造机，即单机单炉铸造。其工艺流程如下原铝液一混合炉化学成分调整一添加除渣剂与精炼剂搅拌一静置一扒渣一炉前分析一开眼出铝一浇铸包装一检尺一入库。但从40T混合炉铸造生产现状来看，采用单炉次单铸造机生产，混合炉每炉次入铝量约为35T，铸锭开始和结束后均须进行开、堵炉眼和启、停机组的操作，待混合炉再次入料扒渣搅拌后方可再次开炉收稿日期20141113作者简介刘民章1961一，男，陕西大荔县人，大学本科，高级工程师，青海桥头铝电股份有限公司技术中心铝加工研发工程师，主要从事铝加工工艺技术研究。眼、启动机组生产，直至生产完毕。若每班次按两炉次生产，班次平均要开堵4次炉眼。一方面不仅浪费生产材料、加大人员劳动强度、产生大块固体废铝和废品铝锭，而且开炉眼过程中的安全隐患增加；另一方面，由于炉盖的频繁开启，加速了混合炉的热量散失，生产后期需要送电以提升铝液温度，才能保证正常生产。如此导致了铸造吨铝电耗与铸造铝液烧损率的居高不下。据统计，某铸造车间2008年铸造吨铝电耗为50KWHT，铝液烧损率为980O，与同行业先进水平相比，铸造车间主要生产指标还存在较大的提升空间。为了降低顿铝铸造电耗以及铝液的铸造烧损率，最大限度降低员工劳动强度，经过论证，认为在采取一定工艺措施的基础上，实施一炉两机连续铸造的生产方式是可行的。2一炉两机连续铸造生产方式的原理一炉两机连续铸造生产方式是为了降低铸造吨铝电耗以及铸造过程中铝液的烧损率、减轻员工劳动强度、增加铸造安全的保证程度而进行的30有色冶金节能口工艺节能一项铸造生产方式的尝试与改进。其原理是利用一台混合炉，通过溜槽将两条铸机生产线进行连通，实现两条铸造机同时生产。为保证生产的连续性，采取精确计算原铝液的化学成分，按照铝液的化学成分调整范围将铝液分类，并不间断地注入混合炉内。其它工艺与单炉单铸机线生产工艺相同。3实现一炉两机连续铸造方式的技术难点通过对一炉两机连续铸造过程进行综合分析，认为在工艺上还存在以下几个方面的问题1连续人料受原铝液质量影响，成品铝锭的品位难控制。2连续铸造须连续入料，铝液温度过高对铝锭表面质量有影响。3连续铸造过程中需解决对电解原铝进行除气、除渣等问题。4一炉两机铸造过程中采取的工艺措施为了保证一炉两机连续铸造生产的顺利实施，试验在2混合炉中进行，通过溜槽连通1、2两条铸造机生产线，并采取了以下几个方面的措施41成品铝锭的品位控制1对人炉的原铝液按照不同产品牌号提出不同要求9970010FE014，SI007；9985FE08。SI005。2FE、SI含量超出要求的原铝不得倒入2炉，可另炉处理。3成品品位按所取分析试样FESI含量的上限决定。4铸锭过程中有达到品位要求的原铝液时可直接入炉。5生产中对品位出现质疑，及时进行炉前化验，进行确认。6精心配料，对铝液进行充分搅拌，按规定取样化验，品位符合要求后方可开眼生产。42防止高温铝液影响铝锭表面质量1连续铸造过程中混合炉停止送电。2产生的废品不直接回炉，为一炉两机连续铸造备用冷材，以降低铝液温度。43对原铝液进行除气、除渣1一炉两机连续铸造按品位要求人料至满炉时进行搅拌、扒渣，然后逐次打开两个炉眼进行一炉两机连续铸造。2清渣剂用量按照每炉计划铝液注入量确定为1KGTA1，在人料过程中清渣剂从入料口加入，注入的铝液达到3包时进行一次搅拌作业。3铸锭结束前炉内铝液液面在达到混合炉熔池深度23左右时再次进行搅拌、扒渣作业。4清炉工作可在当班连续铸锭结束后进行，清炉间隔周期以8天左右为宜。5一炉两机连续铸造方式的效果检验2009年1月至10月，在铸造车间2混合炉及1、2铸造机生产线上实施了一炉两机连续铸造生产方式试验。实施后，吨成品铝锭的电耗、清渣剂用量、铸造损失率等数据见表1。表1电耗、清渣剂用量、铸造烧损率统计月产量T总电耗KWH平均电耗KWHTA1清渣剂用量T铝液烧损率0L2075294L245696912968068125350661300484412L6667L224834712543344L23952L6L347196L12586578447O4436371241O236893796376531312975331537399756948995029896L043678529679957394029726953L下转第36页0475O0055O5心8O00OOOO00砌砌加鲫加舳92L4911286E诣钉陶36有色冶金节能口设备节能改造，具体过程如下仍然采用原机的共泵系统，但增设了优先阀，转向和工作举升系统分开设置，实现双流合一。拆除原机全液压转向器替换为滑阀式转向器，该阀自带安全缓冲阀，故障率极低。增设优先阀的目的是在油泵供油及液压操作系统负荷变化时，优先保证转向器工作所需的液压油流量稳定。液压油在满足转向器流量稳定的前提下，多余部分供给系统中其它工作部件，因此可以简化设计、降低成本，改造后的转向系统如图2所示。转向油缸举升油缸图2技改后ASJK12A转向系统简图3改造效果31运行效果改造完成后，车辆易于操控、反应灵敏、系统压力稳定、彻底根除了液压冲击、降低了使用维护成上接第3O页从表1可以看出，实施一炉两机连续铸造生产模式后，吨成品铝锭电耗由原来的50KWHTA1降低到了3739KWHT，铝液的铸造烧损率由原来的980E下降到95311。6经济效益分析通过一炉两机连续铸造的工艺改进，铸造电耗从2006年的50KWHTA1降为3739KWHTAI，年节约电费444407元；铸造损失率由98E降为9531。，增加收入约541525元铝锭价格以16000元T计算。鉴于一炉两机连续铸造生产模式所产生的经济效果，一炉两机连续铸造工艺规范已制订实施，目前该工艺以推广到全公司6台混合炉上使用。本、提高了安全性，这是因为1优先保证了转向器油路的液压油流量要求，其流量基本不受负荷压力变化的影响。2油泵输出的液压油流量除供给转向器正常工作外，剩余部分可全部供给其他工作油路，从而消除了由于供油过多造成的功率损耗，提高了系统效率。3油泵输出的流量与压力能够与负载的要求基本匹配。4系统具有良好的调节性能和明显的节能效果。32经济效益现已对车间17台卡车陆续进行改造，按照ET均运行10台卡车，每月更换1套转向阀总成和每台更换4套油封计算，每月共需消耗一套转向阀总成和40余套转向阀油封。按转向阀总成12000元套、转向阀油封400元套计算，则每月共可节约备件费用约为28000元，还可节约设备运行和更换油封过程中消耗的大量液压油。W转向周总成12000元套1套12000元转向阀油封4OO元套4套10台16000元总转向阀总成转向阀油封12000元16000元28000元4结束语ASJK一12A型坑内卡车转向系统改造方法简单、易行，既优化了液压系统性能，又节约了备件及物资耗用，减轻了维修强度。7结语一炉两机连续铸造生产模式是电解铝液铸造