陳 峰,何玉枝

(洛陽龍鼎鋁業(yè)有限公司,河南 洛陽 471300)

鋁加工熔鑄工序的燒損值是由多方面原因造成的,除了材料本身與空氣中的氧氣、氮?dú)夥磻?yīng)造渣外,生產(chǎn)中其他因素也會(huì)對(duì)燒損產(chǎn)生影響,如原料的厚薄程度,原料的加入方式,爐膛大小,爐內(nèi)停留時(shí)間等。降低燒損值主要是控制減少鋁渣的產(chǎn)生量,產(chǎn)生的鋁渣量越多則燒損值越高,但是企業(yè)又不能為了降低燒損而不扒渣或者少扒渣,否則會(huì)嚴(yán)重影響鋁液的熔體質(zhì)量,對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量造成極大的危害。因此各熔鑄企業(yè)都在琢磨如何既能降低熔鑄的燒損值,又能保證熔體中的夾渣物處理干凈。在近幾年的生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn),某些供應(yīng)商供應(yīng)的精煉劑對(duì)燒損值也有較大影響,我們選擇不同種類的精煉劑,從扒出渣的大小和重量觀察明顯不一樣。本文通過對(duì)不同供應(yīng)商提供的精煉劑進(jìn)行試驗(yàn),發(fā)現(xiàn)選擇不同精煉劑在同等工況下所得出的燒損數(shù)值差異較大,熔鑄企業(yè)如果選擇性價(jià)比較高的精煉劑會(huì)降低生產(chǎn)成本。

1 對(duì)比試驗(yàn)

我公司前后共使用三家供應(yīng)商提供的精煉劑,分別定義為A、B、C三種精煉劑。通過廠家提供的說明書得知,A、B、C三種劑類的主要成分見表1。通過對(duì)三種精煉劑的外觀進(jìn)行對(duì)比發(fā)現(xiàn),A類精煉劑呈細(xì)粉末狀直徑不足1 mm,而B類和C類精煉劑呈顆粒狀,兩類幾乎相同,顆粒直徑為1～3 mm,如圖1所示。

A類精煉劑 B類和C類精煉劑

表1 三種精煉劑成分表

為了保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性,需要在一致的工況下進(jìn)行試驗(yàn)。我們將A、B、C三種精煉劑分別用在只裝鋁錠和鋁水的熔煉爐進(jìn)行試驗(yàn),并且控制了鋁水添加的比例,鋁錠采用同一品牌的鋁錠進(jìn)行測試,采用熔煉工序初測燒損法進(jìn)行統(tǒng)計(jì)(不進(jìn)行炒鋁作業(yè)),每種精煉劑分別試驗(yàn)10熔次,做實(shí)驗(yàn)前和做實(shí)驗(yàn)最后一爐均進(jìn)行大清爐處理。我們?cè)谧罱K成品階段驗(yàn)證時(shí),未發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量出現(xiàn)異常。對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)后發(fā)現(xiàn),三種精煉劑使用后的燒損差異較大,其中A類精煉劑初測燒損值達(dá)到2.20%,B類精煉劑初測燒損值達(dá)到1.83%,C類精煉劑初測燒損值達(dá)到1.74%,C類精煉劑同等狀況下所得初測燒損值最低。

2 數(shù)據(jù)分析

通過對(duì)三種精煉劑成分進(jìn)行比較,發(fā)現(xiàn)各自含量是不同的。A類精煉劑為行業(yè)內(nèi)傳統(tǒng)精煉劑成分,其有效作用溫度在680 ℃以上,且在進(jìn)入鋁熔體后,25%NaCl+40%KCl的混合鹽對(duì)固態(tài)Al2O3、夾雜物和氧化膜有很強(qiáng)的浸潤能力(與Al2O3的潤濕角為20多度),在熔煉溫度下NaCl和KCl的比重只有1.55 g/cm3和1.50 g/cm3,顯著小于鋁熔體的比重,故能很好地帶出鋁熔體中的氧化物夾渣。而此類精煉劑含有Na3ALF6成分,Na3ALF6與鋁熔體進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)是放熱反應(yīng),能提高鋁熔體溫度,從而發(fā)生燒渣反應(yīng),造成鋁熔體燒損增多,Na3ALF6+Al→2AlF3↑+3Na。

B類精煉劑只含有KCl和MgCl2,其有效作用溫度約為460 ℃,此類精煉劑進(jìn)入鋁熔體后很容易融化成液滴,而這種密度很小的液滴與具有很強(qiáng)的潤濕和吸附夾渣物的能力,從而把夾渣物上浮帶出熔體。同時(shí)因?yàn)槿軇┮旱魏笊细?duì)熔體表面形成了一層覆蓋層,從而隔絕了鋁與氧氣的進(jìn)一步反應(yīng),降低了熔體氧化形成的燒損。C類精煉劑成分與B類相比多了5%左右的CaF2,而CaF2能增大混合熔鹽的表面張力,使已吸附氧化物的熔鹽球狀化,便于與熔體分離,減少固熔渣夾裹鋁而造成的損耗,而且由于熔劑-熔體表面張力的提高,加速了熔劑吸附夾雜的過程[1],所以我們看到C類精煉劑比B類精煉劑在降低熔煉燒損方面效果更好。從現(xiàn)場精煉后的鋁渣散碎情況來看,C類精煉后扒出的渣與A類精煉劑精煉后扒出的渣呈明顯不同,如圖2所示。

A類精煉劑 C類精煉劑

3 成本比較

雖然我們發(fā)現(xiàn)使用B類和C類精煉劑可以顯著降低熔鑄工序的燒損,但是B類和C類精煉劑比A類精煉劑更貴,因此需要測算綜合成本,熔鑄廠要在滿足質(zhì)量要求的前提下挑選性價(jià)比更高的精煉劑。按照目前鋁錠價(jià)格20 000 元/t計(jì)算,按照鋁錠燒損價(jià)值和精煉劑購買成本進(jìn)行測算,以加入A類精煉劑的綜合成本為基準(zhǔn)進(jìn)行測算,測算結(jié)果見表2。

表2 三種精煉劑在熔鑄工序的綜合成本對(duì)比

4 結(jié)論

熔鑄分廠的燒損值對(duì)企業(yè)的成本影響較大,但是通過選用合適的精煉劑不僅可以滿足產(chǎn)品質(zhì)量要求還可以降低企業(yè)的燒損成本。選擇含有KCl和MgCl2及CaF2的新型精煉劑可以顯著降低熔鑄成本,提高企業(yè)自身的市場競爭力。