洛根鋁業：廢舊罐料回收中心

□文/王祝堂

洛根鋁業：廢舊罐料回收中心

Logan Aluminum Company of Waste Materials Recycling Center Tank

□文/王祝堂

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

洛根鋁業是北美最大的單一罐料生產企業，所產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熱連軋生產線，由美國布勞·諾克斯公司（Blaw Knox）設計制造；一條德國西馬克公司（SMS）提供的2 235mm3機架非連續式冷連軋生產，是全球唯一的一條生產線。有2臺單機架不可逆式冷軋機。該公司罐身料及罐蓋料的生產能力可達400kt/a。此外它還生產拉環帶材，所產罐體料的寬度為1 828mm，厚度還不到人頭發絲的1/3，偏差率為±2%弱。

洛根鋁業廢舊罐回收再生利用中心環保、高效。各項指標都達到了世界先進水平，再生罐體的產量（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含量遠低于美國環境保護局（EPA Environmental Pagency）的允許指標。

遵循環保原則選爐及建設

洛根鋁業公司經過了幾次改擴建，當前罐料產量已為投產初期的3倍。2005年底，公司決定再建廢罐再生熔煉項目，并為此成立了項目籌建小組。此前，公司從各地收購的廢舊罐委托第三方復化后將熔體運回鑄造車間，通過高速公路運輸，存在一定的危險性，在廠內復化既可以降低成本又可以避免運輸中的安全風險，還可以擴大廢料用量。

項目組首先確定廢料處理與復化工藝路線，選定爐型。遵循環保理念，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，同時復化爐應與現有的熔煉爐兼容，建設高效節能的復化環境。

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

Ecomelt熔煉爐內的高溫氣流均勻合理，且裝有再生燒嘴系統（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，也不會產生需要填埋鹽渣餅。裝入爐膛內的經破碎的罐料被爐預熱到既定的溫度，其上的漆層與印刷涂層蒸發，它們是一些可燃燒的有機物氣體，被送入熔煉爐的燃料系統，其自由能（Free Energy）即可用的能為18 626KJ，因而可節省大量燃料。爐的實際能耗相當于常規熔煉爐的1/2左右，煙氣經布袋凈化處理后才排入大氣，其中的有害物質含量比環保法規規定的指標低得多。

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

由于生產線有許多安全裝置與傳感器，工程師與操作工人的設備維護、人員培訓、操作成本、工作量等方面，Ecomelt爐比常規熔煉爐高很多。因此在建設前期，設備供應商要派出工作隊協助培訓，直至工程師和技術人員掌握為止。

洛根鋁業公司廢舊罐回收熔煉中心建設安裝伊始，工程師們就與當地環保局保持密切的聯系，以確保每項工作全部符合環保要求與安全性生產要求。經過空氣質量監督局肯塔基分局（Kentucky Division of Air Quality）與聯邦環境局（Federal EPA）的批準后，廢舊罐處理中心于2008年7月竣工投產。

生產實踐調整設備

熔煉爐首次投產時裝的是一級廢料——潔凈的壓成團塊的廢舊罐料，含油量極少。由于廢料很潔凈，投產非常順利，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、形態與裝料次序、熔化進間等作了詳細記錄。

生產實踐證明，當廢料為壓制的團塊時，爐的工作狀態比較理想，各項指標完全正常。可是，如果裝的料為破碎的廢舊易拉罐，則不能得到預期的熔體產出量。因為這種破碎料密度變化范圍相當大，為93.862~156.414kg/m3。試驗證明，破碎廢舊罐料的密度達到625.656~938.484kg/m3方可取得預期的效果。

為了達到此密度范圍，洛根鋁業公司決定對破碎的廢舊罐料全部制團打包。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出量。在此決定付諸實施前還必須做一些試驗，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，打得嚴實的廢料團塊中廢料表面上的涂層是無法脫除的，因為表面未暴露于熱氣流中，可是洛根鋁業公司進行的一系列試驗否定了此理論，打得嚴實的廢舊易拉罐團塊在Ecomelt爐的預熱塔內加熱期間表面上的涂層可以完全脫除，露出白色的表面。

在預熱塔內廢料團塊進入爐的熔化區內時已完全松散，使廢料表面上的涂層得以除盡。根據這些試驗，公司管理層決定購買壓塊打包機，將所有破碎的廢舊易拉罐片壓團、打包后裝爐熔化。所有壓團打包機2010年2月安裝完畢后，回收再生中心進入正常生產狀態。

洛根軋制廠是世界最大的單一罐料（罐體、罐蓋、拉環帶材）生產企業，新建的廢舊罐料再生中心于2010年2月全面投產，是全球最大的自動生產線。它的三項燃氣鋁熔煉爐指標無前例，排入煙氣有害物質之低前所未有，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開鋁工業之先河。熱效率之高也令人稱道，僅400~500kwh/t，僅相當于常規熔煉爐的1/2。

2010年中國廢舊全鋁易拉罐回收數量達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。洛根公司廢舊罐再生利用車間的建設可作為我國的參考，在建設開始就進行環保規劃并在生產過程中通過細致的生產實踐調整生產工藝。如果在中國引進Ecomelt熔煉爐，其生產能力以50~100kr/a為宜，同時要注意引進生產技術與各種軟件，搞好人員培訓，建立高效的廢料回收渠道，首先做好制罐企業工藝廢料的回收。

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

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