降低重熔用铝锭铸造损失率的措施探讨

2020-01-13李金桥朱金钢乳源瑶族自治县东阳光高纯新材料有限公司广东韶关512700

化工管理 2020年15期

李金桥朱金钢（乳源瑶族自治县东阳光高纯新材料有限公司，广东韶关512700）

0 引言

重熔是合金制备成型的重要工艺，是对各种已制备好合金进行熔化塑性的工业生产过程。铝锭的铸造过程就是以重熔工艺进行的，但是在铝锭铸造的重熔过程中，常会由于多方面原因导致电解铝原液出现损耗，降低了工业产业的经济效益。因此在现代工业产业发展中，对重熔中铝锭铸造损失率降低的研究具有重要意义，直接关系到了工业产业铝锭生产工作的现代化发展，是提升我国工业经济效益的重要措施。

1 降低重熔用铝锭铸造损失率的意义

铝是重要的金属元素，是多种新型材料的主要基体材料和化学原料，是当前社会经济发展中重要的结构性和功能性金属资源。但是在工业产业进行铝锭重熔铸造时，铸造损失也是难以避免的现实问题，其主要就是指重熔用铝锭制造中，常会由于工艺、设备以及其他因素的影响，导致其出现非自然的电解铝原液损耗，通常以千分数进行表示[1]。根据对我国工业生产中重熔用铝锭铸造数据的统计，在铝锭的铸造中，其铸造损失率一般在5‰～7‰的区间内，虽然看似数值很小，但在我国每年工业生产中铝锭铸造的总产量基数影响下，重熔用铝锭铸造的经济损失就极为庞大了。因此，在现代有色金属工业发展中，对重熔用铝锭铸造损失率的降低与控制已经成为了推动现代工业发展的必然途径。通过对重熔用铝锭铸造损失率的降低，能够有效提升有色金属工业的经济效益。有色金属工业作为我国工业经济结构的重要组成部分，其经济效益在很大程度上影响了我国整体社会经济的发展与进步。因此，只有降低重熔用铝锭铸造中电解铝溶液损失率，才能够有效避免有色金属工业的经济损失，为我国社会经济发展奠定基础。与此同时，重熔用铝锭铸造损失率的降低本身也是推动我国有色金属工艺发展的重要内容，重熔作为有色金属工业生产中必然的工艺流程之一，对重熔金属损失率的控制本就是对现代有色金属工业生产工艺革新重要的标志与方向，对于我国现代工业的发展有着重要的促进作用。

2 重熔用铝锭损失率产生的主要原因

重熔用电解铝溶液铸造损失是当前铝锭铸造中难以避免的现实问题，而导致其损失情况发生的原因也是多样的，其中主要原因包含三个方面：

2.1 电解铝原液中含有非金属夹杂物

在重熔用铝锭的铸造过程中，其工序流程是通过将电解槽中的电解铝溶液吸入真空抬包中，然后再通过设备转运，将其输送到铸造车间的混合炉内部进行铸造生产加工。在这一工序流程中，金属铝电解液电解槽内部的电解质、氧化铝以及沉淀等非金属物质也会一同进入重熔用铝锭的铸造生产工序，在重熔用铝锭的铸造过程中，这些夹杂物就会形成炉渣，在重熔用铝锭铸造的出渣工序中被清除，也可能形成炉内沉淀，在重熔用铝锭铸造炉的停炉维修时被清除。而此时，就会造成重熔用铝锭铸造损失率的增加。

2.2 电解铝溶液的氧化反应

铝作为一种金属物质，其本身与氧的亲和力较高，很容易在重熔用铝锭铸造中被氧化，产生氧化还原反应[2]。当电解槽中的金属铝原液经过吸出、真空抬包转运、入炉铸造、除渣等环节，一直到铝锭铸造完成，金属铝电解液都不可避免的与空气不断接触，进而与空气中的氧发生氧化反应，形成非金属氧化物，导致重熔用铝锭生产中铸造损失率的增加。

2.3 工艺控制导致的重熔用铝锭铸造损失率

工艺控制作为重熔用铝锭铸造中必然的工艺处理流程，该过程中人员操作的规范性、设备的运行状态、铝液浇筑的温度调节等等环节，都会对重熔用铝锭铸造损失率产生一定影响。根据这一过程中涉及到的多方面工艺操作内容，可以将其损失率分为不可控铸造损失率、半可控铸造损失率以及可控铸造损失率三个方面[3]。不可控铸造损失率就是指电解铝溶液中的非金属夹杂物；半可控铸造损失率就是指炉渣造成的重熔用铝锭铸造损失率、混合炉设备设计原因导致的重熔用铝锭铸造损失率等；可控铸造损失率则是指各种人为因素和原因导致的电解铝原液损失，诸如重熔用铝锭铸造中生产工艺温度控制过高、工艺出铝速度较慢、出铝不均衡、重熔用铝锭铸造设备故障以及灰渣分拣产生的铸造损失等多方面的原因。

3 降低重熔用铝锭损失率的措施研究

针对目前阶段有色金属工业重熔用铝锭生产铸造损失率问题，必须采用科学化的措施来全面降低重熔用铝锭铸造损失，提升有色金属工业重熔用铝锭生产的经济效益，降低电解铝溶液不必要的损失，这不仅是推动我国工业经济发展的重要举措，更是有色金属工业产业落实我国可持续发展战略的必然途径。现阶段，降低重熔用铝锭损失率的措施主要包含以下方面：

第一，减少重熔用铝锭铸造氧化反应时间，降低非金属氧化物的生成。电解铝原液在铸造生产中氧化反应是导致其铸造损失率增加的主要原因之一。因此在现代重熔用铝锭铸造生产中，就要通过对生产环节电解铝原液与空气的接触时间缩短来降低重熔用铝锭铸造损失率。现阶段，重熔用铝锭铸造损失率控制中降低其氧化时间的主要方式就是对电解铝原液的吸入方式进行改变，采用现代化虹吸方式将电解铝从电解槽吸入到真空抬包并转运至混合炉内，通过这种方式，能够有效避免电解铝原液的翻腾，降低其与空气的接触面积，进而有效降低重熔用铝锭铸造损失率。

第二，落实生产设备检修机制，充分保证重熔用铝锭生产设备的运行状态。设备运行状态问题也是导致重熔用铝锭铸造损失率增加的重要原因，主要是重熔用铝锭铸造钢带检斤时的除皮重量变更问题。针对这一情况，有色金属工业就要制定严格的设备检修机制，对过程中存在的钢带检斤时的除皮重量变更问题及时发现并报备给管理部门，在经过管理部门的审批后，对其进行变更，以降低重熔用铝锭铸造损失率。

第三，加强人员工艺操作管理，保证技术人员生产工艺执行的规范性。重熔用铝锭铸造作为有色金属工业生产的主要技术流程，其中涉及到了大量的工艺操作内容，需要人为进行处理，一旦人为工艺操作的规范性和质量不足，就会导致重熔用铝锭铸造损失率的增加，降低有色金属工业重熔用铝锭铸造的经济效益。针对于此，有色金属产业必须落实工艺操作管理制度，加强重熔用铝锭铸造生产中的工艺实施应用管理，对重熔用铝锭铸造生产人员的工艺操作进行严格要求，充分保证重熔用铝锭铸造生产工艺操作的规范性，这不仅能够降低重熔用铝锭铸造损失率，更能够有效提升重熔用铝锭铸造的安全性，对于有色金属工业重熔用铝锭铸造生产工作的现代化发展有着重要意义。

第四，革新重熔用铝锭铸造工艺，减少废铝回炉。生产工艺作为重熔用铝锭铸造损失率的决定性因素，工艺的先进性与否直接关系到了重熔用铝锭铸造生产的损耗率。因此，在现代有色金属工业生产中，就要充分注重对重熔用铝锭铸造工艺的革新与研究，通过铝锭铸造生产中打渣质量的提高、小块废铝回炉控制等方式，提升重熔用铝锭铸造工艺的先进性，从工艺革新角度，降低重熔用铝锭铸造中的废铝回炉，降低重熔用铝锭铸造损耗率，推动行业发展。