大型鑄造企業(yè)每年可產(chǎn)生數(shù)萬噸的鑄鐵屑,回收利用鑄鐵屑,不僅關系到我國金屬資源的節(jié)約利用,而且與能源消耗和環(huán)境保護緊密相關,因面率和高質(zhì)量的回收利用鑄鐵屑,意義重大。
鑄鐵屑是鑄鐵毛坯切削過程中的粉末狀下角料,約占鑄鐵毛坯重量的10%~30%,僅山東時風集團每年約有5萬t鑄鐵屑下角料,均以廢料低價處理,造成極大的浪費。目前鑄鐵屑的重復利用一般采用簡易壓塊成型后再熔化成鐵液,不僅鑄鐵屑利用率低,耗費焦煤,而且排放污染較大。國內(nèi)用大容量感應電爐進行鑄鐵熔煉的企業(yè)還比較少,特別是大容量直接熔化鑄鐵屑的研究和應用就更少,雖然大容量感應電爐雖然效率很高,但存在熔化過程中的監(jiān)控差,爐襯浸蝕加快,感應電爐內(nèi)低溫磁導率降低影響熔化效率等技術瓶頸,研制一個完整的鑄鐵屑綠色回收及熔煉技術方案,實現(xiàn)清潔化生產(chǎn),變廢為寶,提升資源利用率顯得尤為迫切和重要。
一、技術難點和關鍵技術
1.技術難點
(1)鐵液的氧化,鐵屑在熔化時與空氣中氧發(fā)生化學反應形成穩(wěn)定的氧化物,將嚴重危害鐵液的質(zhì)量,包括元素燒損、氣孔夾渣、白口傾向等。
(2)由于鑄鐵屑為碎末狀,外表含有氧化鐵薄層,散裝密度僅為2g/cm3,氧化鐵含量較高,易使酸性爐襯侵蝕加快,不能顯示爐襯厚度,爐襯過薄易產(chǎn)生漏爐事故,熔化過程中的監(jiān)控技術顯得尤為關鍵。
(3)各種牌號鑄鐵件需的爐前配料,確保所需爐料的各組份的配比合理。
2.關鍵技術
(1)研制專用的屑餅機,將散裝密度僅為2g/cm3的鑄鐵屑壓成餅塊,以提高熔化效率,即降低氧化面積和提高爐內(nèi)導磁性。
(2)由于鑄鐵屑熔化溫度比普通面包鐵高100℃左右,為了保證熔化,利用電爐中頻電流和電壓的相對變化關系,采用計算機技術來計算顯示爐襯厚度,以防爐襯過薄產(chǎn)生漏爐事故。
(3)優(yōu)化設計電源配置和爐體結(jié)構,提高電能利用率,提高熔化效率和質(zhì)量,嚴格按鑄造線的要求有節(jié)奏地供給鐵液。
(4)為提高鑄鐵屑、廢鋼屑的抗氧化率,研究電爐熔煉氣體保護方式及控制方法。
當下,對全球經(jīng)濟增長疲弱的擔憂正在打壓金屬市場需求,市場空頭氛圍蔓延,預計鋁價后市呈現(xiàn)震蕩走勢,建議投資者保持觀望態(tài)度即可。廢鋁價格市場方面,總結(jié)了重慶、河北等部分地區(qū)廢鋁價格市場行情,廢鋁價格趨勢沒有繼續(xù)上行,廢鋁的基本面表現(xiàn)偏弱。
9月23日重慶廢鋁價格市場行情:合金鋁價格10200-10400元/噸,機件生鋁(含鐵3%以下)價格9000-9200元/噸,干凈356輪轂鋁價格10400-10600元/噸,廢鋁線價格10500-10700元/噸,長鋁線價格10200-10400元/噸,對比前一交易日價格均持平;
9月23日河北廢鋁價格市場行情:機件生鋁(含鐵3%以下)價格9900-10100元/噸,對比前一交易日價格持平,廢鋁線價格11300-11500元/噸,對比前一交易日價格持平 , 長鋁線價格10600-10800元/噸,對比前一交易日價格持平,鋁合金價格9800-10200元/噸,對比前一交易日價格持平;
通過廢鋁價格市場行情可以看出,廢鋁今日價格對比前一交易日呈現(xiàn)持平的態(tài)勢。隨著國慶長假的逐步臨近,終端用戶備貨需求或?qū)⒂兴糯?,對市場疲弱走勢將形成一定支撐。公路、鐵路等大項目建設必定會帶動有色金屬的需求,預計短期內(nèi)鋁價可能迎來上漲的行情。
再生鋁的主要設備是熔煉爐和精煉凈化爐,一般采用燃油或燃氣的專用靜置爐。我國的再生鋁企業(yè)是位于上海市郊的上海新格有色金屬有限公司,該公司有兩組50t的熔煉靜置爐,一組40t燃油熔煉靜置爐;一臺12t的燃油回轉(zhuǎn)爐。小型企業(yè)可采用池窯、坩堝窯等冶煉。
近年來,發(fā)達國家在生產(chǎn)中不斷推出了一系列新的技術創(chuàng)新舉措,如低成本的連續(xù)熔煉和處理工藝,可使低品位的廢雜鋁升級,用于制造供鑄造、壓鑄、軋制及作母合金用的再生鋁錠。的鑄錠重13.5t,其中,重熔的二次合金錠(RSI)可用于制造易拉罐專用薄板,薄板的質(zhì)量已使每支易拉罐的質(zhì)量下降到只有14g左右;某些再生鋁,甚至用于制造計算機軟盤驅(qū)動器的框架。
在廢鋁的再生過程中,對于再生鋁的熔煉及熔體的處理是保證再生鋁冶金質(zhì)量關鍵工序。鋁熔體的變質(zhì)與精煉凈化,不僅可以改變鋁硅合金中硅的形態(tài),凈化了鋁熔體,而且能夠大大改善鋁合金的性能。鋁熔體的精煉變質(zhì)與凈化,目前多采用Nacl、NaF、KCI及Na3AIF6等氯鹽和氟鹽處理,也有的采用C12或C2C16進行處理。
采用含氯物質(zhì)精煉廢鋁熔體,雖然效果較好,但其副產(chǎn)物AICI3、HCl和Cl等會對人體、環(huán)境及設備都造成嚴重損害。近年來,人們正在力圖改進處理工藝,選用、低毒的精煉變質(zhì)材料來解決環(huán)境污染問題,如選用N2、Ar等作為精煉劑,但效果不盡如人意。市售的所謂“無公害”精煉劑,其基本成分為碳酸鹽、硝酸鹽及少量的C2C16,因仍有少量氮氧化物、氯氣排出,也不能完全消除環(huán)境污染。
近幾年,新發(fā)展起來的用稀土合金對再生鋁進行變質(zhì)、細化和精煉的工藝,有望使廢鋁回收冶煉業(yè)的環(huán)境污染問題得到徹底解決。該工藝充分運用稀土元素與鋁熔體相互作用的特性,發(fā)揮稀士元素對鋁熔體的精煉凈化和變質(zhì)功能,能夠?qū)崿F(xiàn)對鋁熔體的凈化、精煉及變質(zhì)的一體化處理,不僅簡潔,而且能夠有效地改善再生鋁的冶金質(zhì)量。在處理的全程中均不會產(chǎn)生有害的廢氣和其他副產(chǎn)品。
工業(yè)發(fā)達國家,由于發(fā)展較快,壽命的鋁材越來越多,回收工作引起重視較少勢在必然。各種用途的鋁材也就成了廢料的不同來源。前面介紹的鋁及鋁合金的用途中包含了廢鋁的來源。廢鋁來源大致是汽車交通、廢鋁飲料罐、廢建筑鋁材和電器鋁材(廢鋁電線、導電排等)。一些小廢鋁制品為家用電器、體育用品等級雜品隨著再生技術的發(fā)展利用率也不斷提高。
鋁合金的應用已深入工農(nóng)業(yè),生活的各個領域。而其因性能不同成分極不相同,這對回收、再利用帶來極大困難。為了用盡量少的成本費用再生鋁,保證再生鋁的質(zhì)量使其再用于各需要領域,對回收廢鋁的分類將是極端重要的。必須嚴格區(qū)分廢鋁的質(zhì)量,包括品種、牌號、制品性質(zhì)等。混雜的廢料如果不加以分類清理、篩選而盲目重熔,則不僅使產(chǎn)品只能降級使用,甚至可能因無法使用而變成垃圾。為此,各先進工業(yè)國家都制訂了相應的廢鋁標準或?qū)I(yè)標準。