有效降低普通鋁錠鑄造損失率的操作技術(shù)分析

青鋁股份有限公司 寧東分公司 李吉文

原鋁液電解后經(jīng)過混合爐進(jìn)入20 kg錠連續(xù)鑄造機(jī)組，生產(chǎn)成重熔用鋁錠，在原鋁的配料、鑄造過程中，由于氧化、扒渣、廢品重熔等原因，會(huì)產(chǎn)生原鋁液的損耗。本文，筆者以普通鋁錠生產(chǎn)為例，對(duì)其鑄造損失率進(jìn)行了分析，并提出了相應(yīng)的解決措施，對(duì)于生產(chǎn)實(shí)際具有重要的指導(dǎo)作用。

一、普通鋁錠常見鑄造損失率分析

普通鋁錠鑄造損失主要包括不可控鑄造損失、半可控鑄造損失與可控鑄造損失3類。以2010年1－9月中青邁公司在投產(chǎn)初期普通鋁錠鑄造為例，對(duì)其鑄造損失率進(jìn)行分析。受投產(chǎn)初期產(chǎn)量、原鋁品位等因素的疊加影響，2001年1－3月以電解出鋁量計(jì)量的鑄造損失率偏高。2010年1－9月普通鋁錠鑄造損失率（電解出鋁量計(jì)量方式）變化曲線如圖1所示。

1.不可控鑄造損失率分析。

（1）檢斤計(jì)重方式產(chǎn)生的鑄造損失率及解決方法。2009年企業(yè)原鋁檢斤計(jì)重方式確定由鑄造入爐重量變更為電解出鋁重量。中青邁公司2010年5－9月鑄造生產(chǎn)中，每天由電解凈重與鑄造凈重這兩種計(jì)量方式產(chǎn)生的檢斤凈重差均值變化曲線如圖2所示。

嚴(yán)格管理生產(chǎn)作業(yè)過程，每天指派專人復(fù)查真空抬包出鋁作業(yè)過程，嚴(yán)格控制包底剩余鋁液量，基本將檢斤凈重差控制在4 t/d。在真空抬包原鋁入爐作業(yè)過程中可以明顯觀察到部分鋁灰及電解質(zhì)一起轉(zhuǎn)注到混合爐內(nèi)，因此，原鋁雜質(zhì)含量對(duì)鑄造損失率仍存在不利影響。

在嚴(yán)格管理入鋁作業(yè)的前提下，對(duì)電解出鋁計(jì)重檢斤方式下的實(shí)際鑄造損失率（含灰渣及原鋁液中的雜質(zhì)）與鑄造入爐計(jì)重檢斤方式產(chǎn)生的鑄造損失率之間關(guān)系進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，統(tǒng)計(jì)結(jié)果如圖3所示。

由圖3中檢斤差（三角形標(biāo)記線）與將鑄損值（菱形標(biāo)記線）的交點(diǎn)及變化趨勢(shì)可知，自2010年7月之后，由真空抬包內(nèi)轉(zhuǎn)注到混合爐的鋁灰（電解質(zhì)）等雜質(zhì)明顯升高。在鑄造過程中，這些雜質(zhì)以灰渣形式從混合爐內(nèi)被清理出去。通過將真空抬包內(nèi)容物（電解鋁液、電解質(zhì)、鋁灰）盡量轉(zhuǎn)注到混合爐內(nèi)的方式，有效降低了鑄造損失率。

（2）鋼帶除皮重量。由于單盤鋁錠外形尺寸已確定。因此打捆用鋼帶長度、重量的數(shù)學(xué)期望值保持不變。企業(yè)執(zhí)行的除皮重量為3.5 kg/盤，實(shí)際平均重量為3kg/盤。按照每月23 000盤的產(chǎn)量計(jì)算，將產(chǎn)生0.5‰的鑄造損失率。

2.半可控鑄造損失。

（1）鋁灰（渣）產(chǎn)生的鑄造損失。2010年6－9月由灰渣產(chǎn)生的鑄造損失率為3‰～4‰，該鑄造損失主要由以下4部分組成：一是電解槽出鋁時(shí)吸入真空抬包的鋁灰、電解質(zhì)，二是運(yùn)輸、入爐配料及熔鑄過程中產(chǎn)生的氧化造渣，三是生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的鑄頭、鑄尾、流槽內(nèi)底料等廢品的二次重熔，四是混合爐扒渣過程中損失的原鋁。

（2）混合爐設(shè)計(jì)問題產(chǎn)生的鑄造損失。由于現(xiàn)有鑄造車間使用的4臺(tái)50 t混合爐設(shè)計(jì)失效，燒嘴、爐體保溫達(dá)不到生產(chǎn)要求，導(dǎo)致混合爐內(nèi)鋁液燒損情況偏高。

3.可控鑄造損失。

（1）生產(chǎn)工藝溫度過高，操作方式不當(dāng)?shù)仍蛟斐傻蔫T造損失。生產(chǎn)過程中，由于工藝管理不嚴(yán)，違反工藝標(biāo)準(zhǔn)的作業(yè)方式時(shí)有發(fā)生，從而導(dǎo)致鑄造損失率偏高。

（2）出鋁速度慢、不均衡、設(shè)備故障等原因造成的鑄造損失。由于混合爐內(nèi)原鋁在生產(chǎn)過程中無法連續(xù)入爐或者鑄造機(jī)發(fā)生較大設(shè)備故障時(shí)，在當(dāng)班生產(chǎn)過程中必須暫停鑄造，由此產(chǎn)生的廢品鋁錠及渣箱、流槽內(nèi)的廢鋁需要進(jìn)行二次回爐重熔，從而導(dǎo)致鑄造損失增加。

2010年6－9月由于出鋁原因?qū)е碌蔫T造機(jī)頻繁停機(jī)，此時(shí)必須進(jìn)行混合爐堵眼，重新清理流槽，必然會(huì)產(chǎn)生一定量的廢品，此過程中產(chǎn)生的廢鋁渣（塊）在二次重熔時(shí)會(huì)產(chǎn)生鑄造損失。2010年6－9月出鋁斷續(xù)產(chǎn)生的停機(jī)次數(shù)如圖4所示。

（3）灰渣的分揀產(chǎn)生的鑄造損失。混合爐扒渣作業(yè)不可避免會(huì)有一定量的原鋁隨灰渣被扒出，由于操作人員技能水平參差不齊，造成灰渣含鋁量存在一定差別，從而產(chǎn)生鑄造損失。生產(chǎn)過程中要安排專人負(fù)責(zé)管理灰渣場(chǎng)中原鋁的分揀及二次回爐工作，對(duì)于能夠分揀出來的原鋁全部進(jìn)行二次回收入爐。

2010年6－9月，針對(duì)扒渣作業(yè)過程進(jìn)行了嚴(yán)格管理，以杜絕混合爐低溫扒渣，并嚴(yán)格控制除渣劑的最低用量，在確?；旌蠣t內(nèi)已達(dá)到鋁/渣分離后，才開始進(jìn)行扒渣作業(yè)，以避免大量鋁液隨灰渣在“黏合”狀態(tài)下被帶出，有效降低了扒渣過程的鑄造損失。

凈鑄損主要包括生產(chǎn)過程中燒損（含設(shè)備故障引起的鑄損增加值）產(chǎn)生的鑄造損失、電解原鋁液中吸入混合爐內(nèi)的電解質(zhì)產(chǎn)生的鑄造損失以及混合爐設(shè)計(jì)問題產(chǎn)生的鑄造損失等部分組成。2010年6－9月的生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明：檢斤差在總鑄損中所占比例約為50%；同時(shí)凈鑄損值中還包括出鋁作業(yè)過程中從電解槽吸入真空抬包并轉(zhuǎn)注到混合爐內(nèi)的電解質(zhì)、鋁灰等雜質(zhì)，此項(xiàng)雜質(zhì)成份約占總鑄損的3‰。檢斤差與原鋁液雜質(zhì)平均約占總鑄損的8‰。

二、降低鑄損的方法

1.不可控鑄損。針對(duì)鋼帶檢斤時(shí)的除皮重量變更問題，可進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)復(fù)稱并報(bào)管理部門，批復(fù)后即可進(jìn)行變更。

2.半可控鑄損。針對(duì)混合爐設(shè)計(jì)問題產(chǎn)生的鑄損，合理調(diào)整出鋁順序，嚴(yán)格規(guī)范出鋁作業(yè)人員的作業(yè)順序，通過加快出鋁速度，調(diào)整配料、入爐等作業(yè)時(shí)間差，來降低原鋁在混合爐內(nèi)存留的時(shí)間，從而降低原鋁的鑄造損失。經(jīng)過兩個(gè)月的評(píng)估分析，已將混合爐設(shè)計(jì)問題產(chǎn)生的鑄損降低至1‰。

3.可控鑄損。進(jìn)一步提高出鋁、鑄造過程的生產(chǎn)效率，提高設(shè)備的維修水平，避免由于此類原因產(chǎn)生的原鋁二次燒損。在備件到貨后盡快完成設(shè)備檢修作業(yè)，避免由于設(shè)備超期運(yùn)行而產(chǎn)生的廢品的二次回爐產(chǎn)生的燒損。

通過規(guī)范真空抬包出鋁操作方式，盡量采用國內(nèi)鋁生產(chǎn)企業(yè)通用的出鋁作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)；抬包吸出管腐蝕10 cm以上要及時(shí)更換，將單槽電解質(zhì)吸入量控制在8 kg以內(nèi)，以進(jìn)一步降低原鋁的鑄造損失率。

三、結(jié)論

通過嚴(yán)格的管理制度和合理的工藝技術(shù)控制方式.有效地降低了鋁錠的鑄造損失率。經(jīng)過上述操作技術(shù)控制后，可以將鑄造損失率控制在0.6%以內(nèi)，鑄損率降低了0.1%，按年產(chǎn)鋁錠27萬t的規(guī)模計(jì)算，每年凈利潤增加400萬元，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。