洛根鋁業(yè)：廢舊罐料回收中心

□文/王祝堂

洛根鋁業(yè)：廢舊罐料回收中心

Logan Aluminum Company of Waste Materials Recycling Center Tank

□文/王祝堂

美國洛根鋁業(yè)公司是由加拿大鋁業(yè)公司與大西洋里奇菲爾德公司（Atlantic Richfidld Corp-ARCO）共同合資創(chuàng)辦的，座落于美國肯塔基州盧塞爾維爾市威特蘭茲鎮(zhèn)。公司于1981年籌建，1984年初即建成投產(chǎn)，1992~1994年又經(jīng)加鋁獨(dú)立出資進(jìn)行大規(guī)模的現(xiàn)代化擴(kuò)建，2004年加鋁一分為二，后隸屬于諾威力鋁業(yè)公司。

洛根鋁業(yè)是北美最大的單一罐料生產(chǎn)企業(yè)，所產(chǎn)罐體及罐蓋鋁帶卷占北美市場總需求量的40%。有一條（1+3）式2 290mm熱連軋生產(chǎn)線，由美國布勞·諾克斯公司（Blaw Knox）設(shè)計制造；一條德國西馬克公司（SMS）提供的2 235mm3機(jī)架非連續(xù)式冷連軋生產(chǎn)，是全球唯一的一條生產(chǎn)線。有2臺單機(jī)架不可逆式冷軋機(jī)。該公司罐身料及罐蓋料的生產(chǎn)能力可達(dá)400kt/a。此外它還生產(chǎn)拉環(huán)帶材，所產(chǎn)罐體料的寬度為1 828mm，厚度還不到人頭發(fā)絲的1/3，偏差率為±2%弱。

洛根鋁業(yè)廢舊罐回收再生利用中心環(huán)保、高效。各項(xiàng)指標(biāo)都達(dá)到了世界先進(jìn)水平，再生罐體的產(chǎn)量（3104合金）超過181.44kt/a。廢罐熔煉爐的燃料利用率400~500kwh/a，排放的煙氣中的有害物質(zhì)含量遠(yuǎn)低于美國環(huán)境保護(hù)局（EPA Environmental Pagency）的允許指標(biāo)。

遵循環(huán)保原則選爐及建設(shè)

洛根鋁業(yè)公司經(jīng)過了幾次改擴(kuò)建，當(dāng)前罐料產(chǎn)量已為投產(chǎn)初期的3倍。2005年底，公司決定再建廢罐再生熔煉項(xiàng)目，并為此成立了項(xiàng)目籌建小組。此前，公司從各地收購的廢舊罐委托第三方復(fù)化后將熔體運(yùn)回鑄造車間，通過高速公路運(yùn)輸，存在一定的危險性，在廠內(nèi)復(fù)化既可以降低成本又可以避免運(yùn)輸中的安全風(fēng)險，還可以擴(kuò)大廢料用量。

項(xiàng)目組首先確定廢料處理與復(fù)化工藝路線，選定爐型。遵循環(huán)保理念，熔煉過程中不用鹽類熔劑，不用氯氣，因而既不排放氯又可大大減少填埋渣量，同時復(fù)化爐應(yīng)與現(xiàn)有的熔煉爐兼容，建設(shè)高效節(jié)能的復(fù)化環(huán)境。

2006年初，洛根鋁業(yè)公司最終選定了多室Ecomelt熔煉爐，Ecomelt爐集除漆復(fù)化混合廢料于一體，不用任何鹽熔劑，性價比較高。

Ecomelt熔煉爐內(nèi)的高溫氣流均勻合理，且裝有再生燒嘴系統(tǒng)（Rege-nerative Burner System），因而熱效率有很大提高。熔煉時不用鹽類作覆蓋劑與精煉劑，也不用氯氣精煉，不用采購鹽類物，也不會產(chǎn)生需要填埋鹽渣餅。裝入爐膛內(nèi)的經(jīng)破碎的罐料被爐預(yù)熱到既定的溫度，其上的漆層與印刷涂層蒸發(fā)，它們是一些可燃燒的有機(jī)物氣體，被送入熔煉爐的燃料系統(tǒng)，其自由能（Free Energy）即可用的能為18 626KJ，因而可節(jié)省大量燃料。爐的實(shí)際能耗相當(dāng)于常規(guī)熔煉爐的1/2左右，煙氣經(jīng)布袋凈化處理后才排入大氣，其中的有害物質(zhì)含量比環(huán)保法規(guī)規(guī)定的指標(biāo)低得多。

在鋁熔煉鑄造車間，安全性至關(guān)重要。Ecomelt爐廢料在加入熔池之前都經(jīng)過充分預(yù)熱，以除去吸附的水分，杜絕了加入濕料的可能性。

由于生產(chǎn)線有許多安全裝置與傳感器，工程師與操作工人的設(shè)備維護(hù)、人員培訓(xùn)、操作成本、工作量等方面，Ecomelt爐比常規(guī)熔煉爐高很多。因此在建設(shè)前期，設(shè)備供應(yīng)商要派出工作隊(duì)協(xié)助培訓(xùn)，直至工程師和技術(shù)人員掌握為止。

洛根鋁業(yè)公司廢舊罐回收熔煉中心建設(shè)安裝伊始，工程師們就與當(dāng)?shù)丨h(huán)保局保持密切的聯(lián)系，以確保每項(xiàng)工作全部符合環(huán)保要求與安全性生產(chǎn)要求。經(jīng)過空氣質(zhì)量監(jiān)督局肯塔基分局（Kentucky Division of Air Quality）與聯(lián)邦環(huán)境局（Federal EPA）的批準(zhǔn)后，廢舊罐處理中心于2008年7月竣工投產(chǎn)。

生產(chǎn)實(shí)踐調(diào)整設(shè)備

熔煉爐首次投產(chǎn)時裝的是一級廢料——潔凈的壓成團(tuán)塊的廢舊罐料，含油量極少。由于廢料很潔凈，投產(chǎn)非常順利，幾乎沒有遇到任何困難。對于Ecomelt廢罐料熔煉爐最實(shí)用的是一級廢料，而后是二級廢料，三級廢料，一直到舊的涂漆的切邊料，新的涂漆切邊料，PS版廢料、廢舊罐料。每熔化一爐都要對裝料量、每種廢料類型、形態(tài)與裝料次序、熔化進(jìn)間等作了詳細(xì)記錄。

生產(chǎn)實(shí)踐證明，當(dāng)廢料為壓制的團(tuán)塊時，爐的工作狀態(tài)比較理想，各項(xiàng)指標(biāo)完全正常?？墒?，如果裝的料為破碎的廢舊易拉罐，則不能得到預(yù)期的熔體產(chǎn)出量。因?yàn)檫@種破碎料密度變化范圍相當(dāng)大，為93.862~156.414kg/m3。試驗(yàn)證明，破碎廢舊罐料的密度達(dá)到625.656~938.484kg/m3方可取得預(yù)期的效果。

為了達(dá)到此密度范圍，洛根鋁業(yè)公司決定對破碎的廢舊罐料全部制團(tuán)打包。塊密度越大裝的料也越多，可以改善熱氣流的流動模型，大幅度提高鋁熔體產(chǎn)出量。在此決定付諸實(shí)施前還必須做一些試驗(yàn)，例如在廢料熔化前，如何保證其上的涂層與漆層能完全脫除。常識告訴我們，打得嚴(yán)實(shí)的廢料團(tuán)塊中廢料表面上的涂層是無法脫除的，因?yàn)楸砻嫖幢┞队跓釟饬髦校墒锹甯X業(yè)公司進(jìn)行的一系列試驗(yàn)否定了此理論，打得嚴(yán)實(shí)的廢舊易拉罐團(tuán)塊在Ecomelt爐的預(yù)熱塔內(nèi)加熱期間表面上的涂層可以完全脫除，露出白色的表面。

在預(yù)熱塔內(nèi)廢料團(tuán)塊進(jìn)入爐的熔化區(qū)內(nèi)時已完全松散，使廢料表面上的涂層得以除盡。根據(jù)這些試驗(yàn)，公司管理層決定購買壓塊打包機(jī)，將所有破碎的廢舊易拉罐片壓團(tuán)、打包后裝爐熔化。所有壓團(tuán)打包機(jī)2010年2月安裝完畢后，回收再生中心進(jìn)入正常生產(chǎn)狀態(tài)。

洛根軋制廠是世界最大的單一罐料（罐體、罐蓋、拉環(huán)帶材）生產(chǎn)企業(yè)，新建的廢舊罐料再生中心于2010年2月全面投產(chǎn)，是全球最大的自動生產(chǎn)線。它的三項(xiàng)燃?xì)怃X熔煉爐指標(biāo)無前例，排入煙氣有害物質(zhì)之低前所未有，精煉時不用鹽類熔劑與氯氣，屬真正的綠色熔煉，如此大的熔煉爐不用熔劑精煉鋁熔體確實(shí)開鋁工業(yè)之先河。熱效率之高也令人稱道，僅400~500kwh/t，僅相當(dāng)于常規(guī)熔煉爐的1/2。

2010年中國廢舊全鋁易拉罐回收數(shù)量達(dá)35萬噸，回收率雖是全球最高的，但未得到最有效的再生利用，即未再生成罐體合金3104，這是一種資源浪費(fèi)。洛根公司廢舊罐再生利用車間的建設(shè)可作為我國的參考，在建設(shè)開始就進(jìn)行環(huán)保規(guī)劃并在生產(chǎn)過程中通過細(xì)致的生產(chǎn)實(shí)踐調(diào)整生產(chǎn)工藝。如果在中國引進(jìn)Ecomelt熔煉爐，其生產(chǎn)能力以50~100kr/a為宜，同時要注意引進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)與各種軟件，搞好人員培訓(xùn)，建立高效的廢料回收渠道，首先做好制罐企業(yè)工藝廢料的回收。

[1] 王云祿，劉延革，王祝堂，美國肯塔基州洛根鋁業(yè)公司[J]。輕合金加工技術(shù)，2002，30（4）：1-7。

[2] Logan Aluminum Completes Recycling Center[J]。Light Metal Age，2010，68（3）：56-59。