Печи для переплавки алюминиевого лома

Ключевым оборудованием металлургической обработки алюминиевого лома (отходов) являются печи. Как только металл достиг жидкой фазы, его можно очищать от загрязнений и посторонних веществ. В этом состоянии имеется возможность добавлять необходимые легирующие элементы,  смешивать их с исходным алюминиевым расплавом и получать заданный алюминиевый сплав.

Чтобы получить заданный алюминиевый сплав внутри установленных допусков его химического состава необходимо переплавлять алюминиевый лом с известным содержанием в нем различных легирующих элементов, примесей и посторонних загрязнений. К сожалению, не существует какой-то «универсальной печной технологии», с помощью которой можно было бы получить любой алюминиевый сплав из любого алюминиевого лома.

Переплавить алюминиевый лом

Различные типы алюминиевого лома предъявляют свои конкретные требования к плавильным печам. Массивный лом, например, требует намного меньше защиты от окисления во время переплавки, чем мелкий. Лом с большим содержанием органических веществ нужно переплавлять совсем по-другому, чем, скажем, такие алюминиевые отходы как шлак, который изначально содержит большое количество оксидов.

Чтобы получить максимально эффективную технологию переплавки алюминия, особенно с точки зрения экономики и экологии, в последние годы были разработаны, испытаны и внедрены в производство самые разные технологии. Поэтому выбор оборудования для производства по переплавке алюминиевого лома требует тщательных размышлений. Необходимо принять во внимание:

  • типы доступного алюминиевого лома, которые можно переплавлять на данном оборудовании,
  • типы сплавов, которые нужно получить на выходе,
  • доступность энергетических и других ресурсов,
  • основной вид энергии и тип топлива (газ или жидкое топливо),
  • инфраструктура окрестностей будущего производства,
  • необходимая производительность оборудования и т. д.

Плавильные печи

На первом этапе переплавки печь должна обеспечивать эффективное плавление металла, а также отделение нежелательных компонентов, которые прикреплены к алюминию и не были удалены при предварительной механически обработке лома. Эти печи называют плавильными печами.

Печь-миксер

Вторым этапом металлургической переплавки алюминиевого лома является этап рафинирования, очистки и доводки алюминиевого расплава, полученного на первом этапе. На этом этапе получают заданный алюминиевый сплав. В печь загружают необходимые легирующие элементы и перемешивают их с исходным алюминиевым расплавом в печи. Поэтому печи для этого этапа производства обычно называют «миксерами».

Печь для выдержки расплава

Эта печь должна также иметь возможность поднимать температуру металла, снижать ее до заданной температуры или выдерживать расплав при некоторой температуре для рафинирования (очистки) жидкого металла. В этом случае эта печь называют «holding furnace» — печь для выдержки расплава алюминия.

Есть и другие факторы, которые надо учесть при выборе печей для второго этапа. Например, стандартной практикой на производстве по переплавке алюминиевого лома является загрузка на этом этапе – этапе рафинирования, очистки и доводки расплава – относительно чистых собственных технологических отходов и собственной бракованной алюминиевой продукции, а также крупных кусков лома и покупных чушек. Для того, чтобы расплавить такую крупногабаритную шихту, печь должна обладать определенной плавильной способностью, а не просто быть «термосом» для хранения алюминиевого расплава.

Печная и внепечная обработка алюминиевого расплава

Одним из показателей качества алюминиевого расплава является степень его загрязнения газами и металлическими частицами. Поэтому печь должна позволять обработку расплава флюсами или продувкой инертными газами для того, чтобы снизить содержание газов и металлических частиц, например, водорода и частиц натрия или калия, а в некоторых случаях и магния.

Хотя в алюминиевой промышленности имеются весьма эффективные внепечные непрерывные системы обработки расплава, обработка расплава в печи может более выгодной. Это бывает при частой смене выплавляемых алюминиевых сплавов. В таком случае при каждой смене сплава из этого оборудования для внепечной обработки нужно сливать весь расплав. Кроме того, такие установки требуют постоянного подогрева, что требует большого расхода энергии. Поэтому они вряд ли подходят для малых производств по переплавке алюминиевого лома с небольшой производительностью.

Раздаточные печи для алюминия

Следующим технологическим этапом производства является разливка алюминия. На этом этапе от печи требуется способность выполнять дополнительные функции.

Образование шлака при окислении алюминия должно быть минимальным в ходе его разливки, а скорость подачи металла в формы и изложницы хорошо регулироваться. Вообще говоря, печи-миксеры (печи для выдержки металла) являются точно такими же, как и плавильные для разливки алюминия – раздаточные печи, а также – с определенными ограничениями – и плавильные печи. Из печей-миксеров алюминиевый расплав должен поступать с постоянной скоростью в литейные формы и изложницы. Таким образом, в этом случае печь-миксер получает новое имя — раздаточная печь.

Печи для плавления алюминия: похожие и разные

Таким образом, печь одной и той же конструкции и тепловой мощности может иметь различные наименования в зависимости от ее применения. Это обстоятельство не зависит от конструкции печи, которая может быть прямоугольной или круглой отражательной печью или прямоугольной, роторной или овальной наклоняемой отражательной печью. Промышленные производства по переплавке алюминиевого лома применяют различные типы печей. Некоторые из них спроектированы для весьма специфических условий применения, например, для какого-то особого вида алюминиевого лома или специфических алюминиевых отходов.

Источник: Ch. Schmitz, Handbook of Aluminium Recycling, Vulkan-Verlag GmbH, 2006.