有效降低普通鋁錠鑄造損失率的操作技術分析

青鋁股份有限公司 寧東分公司 李吉文

原鋁液電解后經過混合爐進入20 kg錠連續鑄造機組，生產成重熔用鋁錠，在原鋁的配料、鑄造過程中，由于氧化、扒渣、廢品重熔等原因，會產生原鋁液的損耗。本文，筆者以普通鋁錠生產為例，對其鑄造損失率進行了分析，并提出了相應的解決措施，對于生產實際具有重要的指導作用。

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初期普通鋁錠鑄造為例，對其鑄造損失率進行分析。受投產初期產量、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）檢斤計重方式產生的鑄造損失率及解決方法。2009年企業原鋁檢斤計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月鑄造生產中，每天由電解凈重與鑄造凈重這兩種計量方式產生的檢斤凈重差均值變化曲線如圖2所示。

嚴格管理生產作業過程，每天指派專人復查真空抬包出鋁作業過程，嚴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過程中可以明顯觀察到部分鋁灰及電解質一起轉注到混合爐內，因此，原鋁雜質含量對鑄造損失率仍存在不利影響。

在嚴格管理入鋁作業的前提下，對電解出鋁計重檢斤方式下的實際鑄造損失率（含灰渣及原鋁液中的雜質）與鑄造入爐計重檢斤方式產生的鑄造損失率之間關系進行統計分析，統計結果如圖3所示。

由圖3中檢斤差（三角形標記線）與將鑄損值（菱形標記線）的交點及變化趨勢可知，自2010年7月之后，由真空抬包內轉注到混合爐的鋁灰（電解質）等雜質明顯升高。在鑄造過程中，這些雜質以灰渣形式從混合爐內被清理出去。通過將真空抬包內容物（電解鋁液、電解質、鋁灰）盡量轉注到混合爐內的方式，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、重量的數學期望值保持不變。企業執行的除皮重量為3.5 kg/盤，實際平均重量為3kg/盤。按照每月23 000盤的產量計算，將產生0.5‰的鑄造損失率。

2.半可控鑄造損失。

（1）鋁灰（渣）產生的鑄造損失。2010年6－9月由灰渣產生的鑄造損失率為3‰～4‰，該鑄造損失主要由以下4部分組成：一是電解槽出鋁時吸入真空抬包的鋁灰、電解質，二是運輸、入爐配料及熔鑄過程中產生的氧化造渣，三是生產過程中產生的鑄頭、鑄尾、流槽內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）混合爐設計問題產生的鑄造損失。由于現有鑄造車間使用的4臺50 t混合爐設計失效，燒嘴、爐體保溫達不到生產要求，導致混合爐內鋁液燒損情況偏高。

3.可控鑄造損失。

（1）生產工藝溫度過高，操作方式不當等原因造成的鑄造損失。生產過程中，由于工藝管理不嚴，違反工藝標準的作業方式時有發生，從而導致鑄造損失率偏高。

（2）出鋁速度慢、不均衡、設備故障等原因造成的鑄造損失。由于混合爐內原鋁在生產過程中無法連續入爐或者鑄造機發生較大設備故障時，在當班生產過程中必須暫停鑄造，由此產生的廢品鋁錠及渣箱、流槽內的廢鋁需要進行二次回爐重熔，從而導致鑄造損失增加。

2010年6－9月由于出鋁原因導致的鑄造機頻繁停機，此時必須進行混合爐堵眼，重新清理流槽，必然會產生一定量的廢品，此過程中產生的廢鋁渣（塊）在二次重熔時會產生鑄造損失。2010年6－9月出鋁斷續產生的停機次數如圖4所示。

（3）灰渣的分揀產生的鑄造損失。混合爐扒渣作業不可避免會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，從而產生鑄造損失。生產過程中要安排專人負責管理灰渣場中原鋁的分揀及二次回爐工作，對于能夠分揀出來的原鋁全部進行二次回收入爐。

2010年6－9月，針對扒渣作業過程進行了嚴格管理，以杜絕混合爐低溫扒渣，并嚴格控制除渣劑的最低用量，在確保混合爐內已達到鋁/渣分離后，才開始進行扒渣作業，以避免大量鋁液隨灰渣在“黏合”狀態下被帶出，有效降低了扒渣過程的鑄造損失。

凈鑄損主要包括生產過程中燒損（含設備故障引起的鑄損增加值）產生的鑄造損失、電解原鋁液中吸入混合爐內的電解質產生的鑄造損失以及混合爐設計問題產生的鑄造損失等部分組成。2010年6－9月的生產統計數據表明：檢斤差在總鑄損中所占比例約為50%；同時凈鑄損值中還包括出鋁作業過程中從電解槽吸入真空抬包并轉注到混合爐內的電解質、鋁灰等雜質，此項雜質成份約占總鑄損的3‰。檢斤差與原鋁液雜質平均約占總鑄損的8‰。

二、降低鑄損的方法

1.不可控鑄損。針對鋼帶檢斤時的除皮重量變更問題，可進行現場復稱并報管理部門，批復后即可進行變更。

2.半可控鑄損。針對混合爐設計問題產生的鑄損，合理調整出鋁順序，嚴格規范出鋁作業人員的作業順序，通過加快出鋁速度，調整配料、入爐等作業時間差，來降低原鋁在混合爐內存留的時間，從而降低原鋁的鑄造損失。經過兩個月的評估分析，已將混合爐設計問題產生的鑄損降低至1‰。

3.可控鑄損。進一步提高出鋁、鑄造過程的生產效率，提高設備的維修水平，避免由于此類原因產生的原鋁二次燒損。在備件到貨后盡快完成設備檢修作業，避免由于設備超期運行而產生的廢品的二次回爐產生的燒損。

通過規范真空抬包出鋁操作方式，盡量采用國內鋁生產企業通用的出鋁作業標準；抬包吸出管腐蝕10 cm以上要及時更換，將單槽電解質吸入量控制在8 kg以內，以進一步降低原鋁的鑄造損失率。

三、結論

通過嚴格的管理制度和合理的工藝技術控制方式.有效地降低了鋁錠的鑄造損失率。經過上述操作技術控制后，可以將鑄造損失率控制在0.6%以內，鑄損率降低了0.1%，按年產鋁錠27萬t的規模計算，每年凈利潤增加400萬元，取得了良好的經濟效益。