本申請(qǐng)涉及電解鋁生產(chǎn)，特別是一種綠色電解鋁生產(chǎn)用鋁錠澆鑄的高速均勻化雙通道鑄造方法及裝置。

背景技術(shù)：

1、電解鋁工業(yè)生產(chǎn)采用冰晶石-氧化鋁融鹽電解法。以熔融冰晶石為溶劑，以氧化鋁為溶質(zhì)，以碳素體作為陽極，鋁液作為陰極，通入直流電后，在950～970℃下，采用電解鋁槽通過電化學(xué)反應(yīng)將氧化鋁還原為鋁單質(zhì)的鋁液。在電解過程中，為了促進(jìn)電解反應(yīng)正向進(jìn)行，需要定期將電解槽中含有大量鋁單質(zhì)液體抽入抬包內(nèi)。經(jīng)計(jì)量后，抬包將鋁液送往鑄造分廠進(jìn)行質(zhì)量調(diào)配、精煉、調(diào)整鋁液溫度后，去除鋁液雜質(zhì)，鑄造成商品鋁錠。

2、為了提高電解鋁生產(chǎn)產(chǎn)量和處理效率，主要采用500ka系列大型預(yù)焙電解槽進(jìn)行生產(chǎn)，為進(jìn)一步提高產(chǎn)量，在生產(chǎn)中成對(duì)布置大型預(yù)焙電解槽，預(yù)焙電解槽后續(xù)工段為鑄造，鑄造環(huán)節(jié)設(shè)置多臺(tái)混合保溫爐和生產(chǎn)錢，以及時(shí)處理預(yù)焙電解槽輸出的鋁液溶液。鋁液溶液從預(yù)焙電解槽向鑄造環(huán)節(jié)轉(zhuǎn)運(yùn)時(shí)，現(xiàn)有主要通過抬包完成，抬包轉(zhuǎn)運(yùn)至指定位置后，需要與抬包配套的抬包傾翻器，將抬包中的鋁液倒入混合保溫爐。

3、當(dāng)外銷鋁廠家停產(chǎn)或本公司滿產(chǎn)時(shí)大批停槽，產(chǎn)能大幅增加，現(xiàn)有抬包傾翻器的倒鋁速度跟不上出鋁速度，導(dǎo)致連續(xù)化生產(chǎn)難以維持耽誤生產(chǎn)。

4、因普通重熔鋁錠不需要添加其他金屬元素，由混合保溫爐注鋁口流入混合保溫爐的液鋁質(zhì)量基本均勻，經(jīng)扒渣車扒渣攪拌后，不會(huì)出現(xiàn)金屬元素在鋁液中的偏析現(xiàn)象，產(chǎn)品質(zhì)量均勻，傾翻器也能滿足生產(chǎn)的需要。

5、當(dāng)需要在液鋁中需要添加再生鋁錠時(shí)，由于再生鋁錠原料成分負(fù)責(zé)雜質(zhì)含量較高，特別是金屬鋅含量是普通鋁錠標(biāo)準(zhǔn)的10倍以上，此類廢棄物回用鋁錠直接放入保溫爐內(nèi)，由轉(zhuǎn)運(yùn)鋁液溫度熔化。但由于混合保溫爐長(zhǎng)度較長(zhǎng)，缺乏有效的攪拌裝置，無法對(duì)添加再生鋁錠的鋁液進(jìn)行充分均勻攪拌，只能靠扒渣車進(jìn)行常規(guī)攪拌混合操作，鋁液流速較慢，影響液鋁中各部分所加合金元素含量均一，質(zhì)量難以控制均勻，添加再生鋁錠制得的鋁錠產(chǎn)品中金屬元素偏析現(xiàn)象嚴(yán)重，影響產(chǎn)品質(zhì)量，影響再生鋁錠的正常回用。

6、怎樣能夠混合保溫爐內(nèi)鋁液的流動(dòng)，縮短向爐內(nèi)注鋁時(shí)間是亟待研究的問題。

7、公開于背景技術(shù)部分的信息僅僅旨在增加對(duì)本發(fā)明的總體背景的理解，而不應(yīng)當(dāng)被視為承認(rèn)或以任何形式暗示該信息構(gòu)成已為本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所公知的現(xiàn)有技術(shù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本申請(qǐng)針對(duì)上述技術(shù)問題提供了一種綠色電解鋁生產(chǎn)用鋁錠澆鑄的高速均勻化雙通道鑄造方法及裝置，該方法能提高加強(qiáng)混合保溫爐內(nèi)鋁液流動(dòng)性，從而對(duì)于需要外加合金元素的液鋁中金屬元素分布均勻，提高產(chǎn)品質(zhì)量，避免金屬元素偏析現(xiàn)象出現(xiàn)。

2、本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N綠色電解鋁生產(chǎn)用鋁錠澆鑄的高速均勻化雙通道鑄造方法，包括以下步驟：

3、在混合保溫爐中部放置預(yù)熱后的再生鋁錠，從混合保溫爐的注鋁端、中部同時(shí)向混合保溫爐內(nèi)灌注當(dāng)天生產(chǎn)的電解原鋁液，60min內(nèi)完成灌注；

4、添加鋁液總質(zhì)量0.03～0.06％的精煉劑，攪拌扒渣鋁水再靜置10～20min后，定點(diǎn)取樣分析混合鋁液中各雜質(zhì)元素含量，根據(jù)檢測(cè)結(jié)果對(duì)檢測(cè)合格的鋁液進(jìn)行鑄錠入庫(kù)得到鋁錠；

5、混合保溫爐長(zhǎng)度為10～12m；

6、再生鋁錠的添加量根據(jù)所用再生鋁錠中雜質(zhì)含量和當(dāng)天電解原鋁中各雜質(zhì)含量，計(jì)算得到計(jì)算添加量，實(shí)際添加量為計(jì)算添加量的80～90％所用再生鋁錠中所含雜質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)總和≤4％；

7、混合保溫爐注鋁端上的轉(zhuǎn)運(yùn)鋁液流速為1.5～2噸/min；

8、混合保溫爐中部的轉(zhuǎn)運(yùn)鋁液流速為1.5～2.3噸/min。

9、優(yōu)選地，再生鋁錠中所含雜質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)范圍滿足：si≤0.6％、fe≤0.8％、cu≤0.25％、mn≤0.85％、mg≤1.6％、zn≤0.4％、ti≤0.15％、v≤0.03％、ga≤0.05％、除了si、fe、cu、mn、mg、zn、ti、v、ga外的其他各非al元素的含量均≤0.09％的要求。

10、優(yōu)選地，所得鋁錠中fe元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)總和＜0.20％；si元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)總和＜0.12％；ga元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)總和＜0.03％，雜質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)總和＜0.30％。

11、優(yōu)選地，所得鋁錠中fe元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)總和＜0.15％；；si元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)總和＜0.10％；ga元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)總和＜0.03％，雜質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)總和＜0.30％。

12、優(yōu)選地，再生鋁錠的預(yù)熱操作：將待預(yù)熱再生鋁錠放置于混合保溫爐的注鋁端外側(cè)，預(yù)熱1.5～2.5小時(shí)，將再生鋁錠預(yù)熱至390～420℃完成預(yù)熱。

13、優(yōu)選地，混合保溫爐中部區(qū)域設(shè)置溜槽；溜槽一端為注鋁口，注鋁口伸入混合保溫爐爐體內(nèi)設(shè)置，并與混合保溫爐中部區(qū)域內(nèi)腔相連通，另一端與出鋁抬包相連通。

14、優(yōu)選地，精煉劑為45％nacl、55％kcl混合制得。

15、本申請(qǐng)的另一方面還提供了一種如上述方法用的溜槽裝置，包括：槽體、耐火磚注料層；槽體槽內(nèi)壁上設(shè)置耐火磚注料層；槽體的一端與抬包相連通；槽體的另一端與混合保溫爐相連通；槽體內(nèi)底面為斜面。

16、優(yōu)選地，槽體內(nèi)底面與水平面的夾角為10～15°。

17、優(yōu)選地，耐火磚注料層的厚度為140～160mm。

18、優(yōu)選地，槽體包括：端頭槽、滑槽；端頭槽橫截面積大于滑槽的橫截面積；滑槽的一端與端頭槽中部側(cè)壁相連通，另一端斜向混合保溫爐延伸設(shè)置。

19、本申請(qǐng)能產(chǎn)生的有益效果包括：

20、1)本申請(qǐng)所提供的綠色電解鋁生產(chǎn)用鋁錠澆鑄的高速均勻化雙通道鑄造方法及裝置，在不增加設(shè)備、廠房投資情況下，該方法可在液鋁產(chǎn)量大幅增加后，保證生產(chǎn)連續(xù)化進(jìn)行，有效提高單位時(shí)間內(nèi)液鋁傾倒量，減少儲(chǔ)藏產(chǎn)品投入，同時(shí)提高添加再生鋁錠所得液鋁中各金屬元素分布均勻性，避免金屬元素偏析現(xiàn)象出現(xiàn)，提高產(chǎn)品質(zhì)量。

21、2)本申請(qǐng)所提供的綠色電解鋁生產(chǎn)用鋁錠澆鑄的高速均勻化雙通道鑄造方法及裝置，所得鋁錠各部分的雜質(zhì)元素含量均一，滿足fe元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)總和＜0.20％；si元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)總和＜0.12％；ga元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)總和＜0.03％，雜質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)總和＜0.30％的國(guó)標(biāo)要求。

技術(shù)特征：

1.一種綠色電解鋁生產(chǎn)用鋁錠澆鑄的高速均勻化雙通道鑄造，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的綠色電解鋁生產(chǎn)用鋁錠澆鑄的高速均勻化雙通道鑄造，其特征在于，再生鋁錠中所含雜質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)范圍滿足：si≤0.6％、fe≤0.8％、cu≤0.25％、mn≤0.85％、mg≤1.6％、zn≤0.4％、ti≤0.15％、v≤0.03％、ga≤0.05％、除了si、fe、cu、mn、mg、zn、ti、v、ga外的其他各非al元素的含量均≤0.09％的要求。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的綠色電解鋁生產(chǎn)用鋁錠澆鑄的高速均勻化雙通道鑄造，其特征在于，所得鋁錠中fe元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)總和＜

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的綠色電解鋁生產(chǎn)用鋁錠澆鑄的高速均勻化雙通道鑄造方法，其特征在于，所得鋁錠中fe元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)總和＜0.15％；；si元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)總和＜0.10％；ga元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)總和＜0.03％，雜質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)總和＜0.30％。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的綠色電解鋁生產(chǎn)用鋁錠澆鑄的高速均勻化雙通道鑄造方法，其特征在于，再生鋁錠的預(yù)熱操作：將待預(yù)熱再生鋁錠放置于混合保溫爐的注鋁端外側(cè)，預(yù)熱1.5～2.5小時(shí)，將再生鋁錠預(yù)熱至390～420℃完成預(yù)熱。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的綠色電解鋁生產(chǎn)用鋁錠澆鑄的高速均勻化雙通道鑄造方法，其特征在于，混合保溫爐中部區(qū)域設(shè)置溜槽；溜槽一端為注鋁口，注鋁口伸入混合保溫爐爐體內(nèi)設(shè)置，并與混合保溫爐中部區(qū)域內(nèi)腔相連通，另一端與出鋁抬包相連通。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的綠色電解鋁生產(chǎn)用鋁錠澆鑄的高速均勻化雙通道鑄造方法，其特征在于，精煉劑為45％nacl、55％kcl混合制得。

8.一種如權(quán)利要求1～7中任一項(xiàng)所述方法用的溜槽裝置，其特征在于，包括：槽體(1)、耐火磚注料層(3)；槽體(1)槽內(nèi)壁上設(shè)置耐火磚注料層(3)；槽體(1)的一端與抬包相連通；槽體(1)的另一端與混合保溫爐相連通；槽體(1)內(nèi)底面為斜面。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的溜槽裝置，其特征在于，槽體(1)內(nèi)底面與水平面的夾角為10～15°；

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的溜槽裝置，其特征在于，槽體(1)包括：端頭槽(11)、滑槽(112)；端頭槽(11)橫截面積大于滑槽(112)的橫截面積；滑槽(112)的一端與端頭槽(11)中部側(cè)壁相連通，另一端斜向混合保溫爐延伸設(shè)置。

技術(shù)總結(jié)
本申請(qǐng)公開了一種綠色電解鋁生產(chǎn)用鋁錠澆鑄的高速均勻化雙通道鑄造方法及裝置，包括以下步驟：在混合保溫爐中部放置預(yù)熱后的再生鋁錠，從混合保溫爐的注鋁端、中部同時(shí)向混合保溫爐內(nèi)灌注當(dāng)天生產(chǎn)的電解原鋁液，60min內(nèi)完成灌注；添加鋁液總質(zhì)量0.03～0.06％的精煉劑，攪拌扒渣鋁水再靜置10～20min后，定點(diǎn)取樣分析混合鋁液中各雜質(zhì)元素含量，根據(jù)檢測(cè)結(jié)果對(duì)檢測(cè)合格的鋁液進(jìn)行鑄錠入庫(kù)得到鋁錠。所得鋁錠各部分的雜質(zhì)元素含量均一，滿足Fe元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)總和＜0.20％；Si元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)總和＜0.12％；Ga元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)總和＜0.03％，雜質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)總和＜0.30％的國(guó)標(biāo)要求。

技術(shù)研發(fā)人員：劉京領(lǐng),萬占永,任明啟,王攀,張坤,練新強(qiáng),李建,任昌偉,王省偉,邸其昌
受保護(hù)的技術(shù)使用者：云南神火鋁業(yè)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6