废铝回收的lars技术处理

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1、2008年全国铝合金熔铸技术交流会文集·235·废铝回收的LARS技术处理刘昕怡1’2，林高用1，彭大署1【1．中南大学材料科学与I程学院，湖南长沙410083；2．美国三湘公司长沙代表处，湖南长沙410083)摘要：随着我国对循环经济的日益重视，废铝的再生利用已成为铝工业发展中不容忽视的一个重要环节。回收废铝并用来重新制成铝坯料时，需要格外关注的是重熔熔体的精炼与纯净化处理。概述了LARS系统对铝熔体的精炼原理，并通过对其除氢、除杂效果的分析，总结出tARS技术在废铝回收领域的优势。关键词：LARS技术；废铝；精炼；除气；除渣我国是铝制品的生产和消

2、费大国，巨大的废铝资源等待再生利用。采用废铝生产高品质再生铝，是我国铝工业发展的重要环节。由于废铝的来源和组成非常复杂，因此必须采用先进的技术才能使之获得有效的处理。铝合金产品的质量主要取决于熔炼与铸造环节，而除氢、除杂是熔铸工序的关键。与原铝相比，利用废铝为原料生产铝合金锭，其洁净程度、含气量等参数的控制更为困难。在美国等工业发达国家，利用目前最先进的废铝回收技术已经可以生产出性能与原铝相当的再生铝，一部分再生铝甚至被用于生产航空航天领域的铝材【1。]。我国在过去的加年间，相继引进SNIF、MINT、ALPUR、RDU等国外先进的铝熔体在线净化技术

3、，也自主研制了DD一41等技术，在一定程度上提高了我国铝熔体的精炼水平。然而，我国虽然采用了与国外相同的除气方法和技术，铝熔体除氢的水平仍然与国际先进水平有一定的差距。例如，美国波音飞机公司向我国某厂订货的航空铝合金7075、2024材料的冶金质量要求是氢含量小于0．10ml_／(1009A1)，而目前国内铝熔体除气的普遍水平仅能达到0．12mLt(100gAl)～0。10缸／(100g舢)⋯。在废铝回收利用和铝熔体精炼技术方面，美国的Almex公司开展了深入的研究，研制的LARS(1iquidaluminumrefiningsystem)是目前国际

4、上最先进的铝熔体精炼系统之一，已在多个国家的铝加工企业获得应用。本文概述了LARS系统对铝熔体的精炼原理，并通过对其除氢、除杂效果的分析，总结了LARS技术在废铝回收方面的优势。1LARS系统的技术原理1．1废铝处理工艺废铝品种繁多，成分各异，通常不能用单一的方法处理。如图1所示为国内某大型再生铝厂生产再生铝的基本生产流程b]，其中的主要生产工序为预处理、熔炼、合金调配与精炼四个环节。(1)预处理含铝废杂物在熔炼之前的预处理阶段，包括分类、解体、切割、磁选、打包和干燥等工作。预处理的目的是清除易爆物、铁制零件和水分。在废铝预处理上我国大多处于手工分选

5、和简单机械处理，杂质剔除不彻底，且劳动强度大，工作环境差。(2)熔炼对经预处理的废铝进行熔化，我国75％的废料是采用上世纪二三十年代的原始工艺熔炼．236·2008年全国铝合金熔铸技术交流会文集图l再生铝的基本生产流程的。使用地坑加坩埚或反射炉，烧损一般为6％左右，耗油平均100kg／t。国外80％以上的废铝熔炼采用现代化的装备与技术，熔炼烧损约3．5％，油耗平均65kg／t[6J。(3)调整合金成分由于有的合金元素在熔炼过程中有损失，在精炼处理之前向液态铝合金中添加合金元素，使熔炼后的铝合金符合产品标准。(4)精炼众所周知，铝合金产品的生产中，最终

6、是否能生产出优质的产品，主要取决于熔炼与铸造环节，而熔铸过程中除氢、除杂最重要，对于利用废铝做原料生产铝及铝合金锭坯的生产线，其在线精炼技术是关键。而国内80％的熔体不经任何处理，无现代化在线处理，因而杂质含量较高，熔体质量较差，影响最终产品质量。无论是国外技术还是国内技术，现有在线精炼系统因工艺和结构问题，在除氢、除杂方面均存在一定的缺陷和不足∽J，在许多方面还有待改进，如控制除氢过程的工艺参数优化(如提高净化气体的预热温度等)及引入多级化工艺设计理念；改进和优化旋转喷吹转子的材料和结构设计，以得到弥散、细小、分布均匀的气泡，从而提高除氢、除杂效率

7、；优化设计除气室的结构、形状和尺寸等等。1．2LAPS技术原理LAPS(TM)为Liquid)kluminumRefiningSystem的缩写，是20世纪90年代中期开发成功的一种新型在线铝液精炼系统。tARS系统采用独特的构思，对设备结构进行精巧的改进，使其在线精炼效果得到明显提高。LARS系统的工艺可简单描述为．sJ：在LARS工艺过程中，熔体金属被惰性气体和卤素气体混合处理；气体通过特殊设计的石墨转子注入熔体金属中，从熔体金属熔池底部产生细微分散的气泡，转子切割气泡并帮助去除结块的粉末杂质；这些气泡携带杂质、吸附的气体和碱金属杂质上升到熔体表

8、面；熔体金属表面上的惰性气体压力保持正压，以避免铝和石墨砖被氧化，以及避免加热装置被腐蚀；加入一定量的卤素气