再生铝生产的清洗装置及应用其的再生铝生产工艺

摘要

本发明提供一种再生铝生产的清洗装置及应用其的再生铝生产工艺，清洗装置包括传送组件、料框以及清洗池；传送组件包括传送轨道以及挂钩，挂钩固定在传送轨道上，传送轨道的上方设置吊绳，吊绳的顶端设置吊环；清洗池包括并排设置的第一去油池、第二去油池、喷淋池以及烘干池；第一去油池、第二去油池、喷淋池以及烘干池的上端均为敞口，第一去油池与第二去油池内分别注入对应的去油溶剂。生产工艺包括：去油、清洗、烘干、投料熔炼、取样检测、合金化、预除渣、成分调整、除渣精炼、除气精炼、炉前检测、静置、浇铸。本发明能够有效降低烧损，降低能耗，减小污染，减轻工人作业难度，也提高再生铝生产精度。

说明书

技术领域

本发明涉及铝合金生产技术领域，尤其涉及一种再生铝生产的清洗装置及应用其的再生铝生产工艺。

背景技术

铝合金是工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料，在航空、航天、汽车、机械制造、船舶及化学工业中已大量应用。工业经济的飞速发展，对铝合金焊接结构件的需求日益增多，使铝合金的焊接性研究也随之深入。铝合金密度低，但强度比较高，接近或超过优质钢，塑性好，可加工成各种型材，具有优良的导电性、导热性和抗蚀性，工业上广泛使用，使用量仅次于钢。

在铝及铝合金产品的生产加工过程中，不可避免地产生大量的工艺废料及不合格品，例如生产加工铝合金板、带、箔产品，其综合加工成品率一般为70％左右，在其余30％的铝合金工艺废料构成中，比表面积相对较小的铝合金扁锭切头尾料及热轧制过程中的舌头料、切边料及其它工序环节中产生的可以直接再次回收投入铝合金熔炼炉中进行重熔处理的废铝合金仅占10％左右，其余20％左右的铝合金工艺废料主要是铝合金扁锭的锯、铣屑料、不规则的冷轧薄料及铝箔料打包压块，它们共同的特点是金属比表面积大、容重小、形状不规则、并含有较多的油污、化学涂料及其它污染杂质等。

目前国内对这部分废铝合金的规模化回收处理通常是采用直接加入火焰炉或感应炉内重熔的方式，此种回收处理工艺所带来的主要问题是金属烧损大(一般不小于7～8％)；重熔能耗高(一般不小于80万大卡/吨铝(燃油或天然气)或650KWh/吨铝(中频感应炉))；环境污染较重(SO2、NOx、HCl、及二恶烷/呋喃气体及粉尘无序排放)；员工劳动强度大、作业条件恶劣等。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种再生铝生产的清洗装置，包括传送组件、料框以及清洗池；所述传送组件位于所述清洗池的正上方，所述传送组件包括传送轨道以及挂钩，所述挂钩固定在所述传送轨道上并随所述传送轨道移动，所述传送轨道的上方设置吊绳，所述吊绳的顶端设置吊环；所述清洗池包括由左到右依次并排设置的第一去油池、第二去油池、喷淋池以及烘干池；所述第一去油池、所述第二去油池、所述喷淋池以及所述烘干池的内部尺寸相同且均大于所述料框的外部尺寸，所述第一去油池、所述第二去油池、所述喷淋池以及所述烘干池的上端均为敞口，所述第一去油池与所述第二去油池内分别注入对应的去油溶剂。

优选地，所述第一去油池内的去油溶剂为可溶解油脂的有机溶剂。

优选地，所述第二去油池内的去油溶剂为碱性溶液。

优选地，所述喷淋池的相对的两侧壁上均匀排布有喷淋头，所述喷淋头倾斜向下。

优选地，所述烘干池的相对的两侧壁上均匀排布有吹风嘴，所述吹风嘴为喇叭状。

优选地，所述料框为长方体形，所述料框的顶面为敞开式，所述料框的前面设置有框门，所述框门的左侧铰接在所述料框的左侧面边缘，所述框门的右侧设置锁扣，所述锁扣可拆卸的锁紧在所述料框的右侧面的边缘，所述框门以及所述料框的除顶面外的其余四面均为菱格网形的镂空结构。

一种应用清洗装置生产再生铝的生产工艺，包括如下步骤：

S1：去油：将装有废铝材料的料框挂在传送组件上依次进入第一去油池和第二去油池内进行浸泡去油；

S2：清洗：将经过去油操作后的料框放置在喷淋池内进行冲洗；

S3：烘干：将冲洗后的废铝进行烘干，然后转运到熔炼炉旁；

S4：投料熔炼：在此之前需先进行烘炉，将炉温缓慢升至600-700摄氏度后保温6-10小时，然后进行投料，待熔化后加入纯铝，进行搅拌熔化，并进行扒渣；

S5：取样检测：对S4中熔化的铝液进行预分析，判断铝液内的组分及其相应的含量，并输出预检验清单；

S6：合金化：根据需要生产的铝合金牌号的各成分配比与预检验清单相对比，计算需要添加的金属的重量和数量进行合金化，合金化的时间需控制在100-150分钟；

S7：预除渣：对合金化之后的铝液进行预除渣，对浮于上方的铝渣进行扒渣；

S8：成分调整：对S7中除渣后的铝液进行取样检测，检测结果与合金牌号中组分含量做对比，对经合金化之后缺少的金属种类和数量进行添加；

S9：除渣精炼：向S8中的铝液内加入精炼剂并搅拌，使精炼剂与铝液充分接触，静置3-5分钟后进行扒渣，直至铝液表面无明显浮渣；

S10：除气精炼：向除渣后的铝液内均匀通入氮气或者氦气，除气管位于铝液的底部并距炉底10-15厘米，保证气体向上浮动时能与铝液充分接触；

S11：炉前检测：除气后再次对铝液进行取样检验，根据检验结果再次确定缺少的纯金属种类和数量并加入到炉内进行熔化，同时搅拌均匀；

S12：静置：至无气泡和悬浮物上浮；

S13：浇铸：将合格的铝液浇筑到模具内，并进行冷却，最终得到合格的再生铝铝锭。

优选地，所述S1与所述S2中的料框在对应池子内浸泡的时间不小于20分钟，且从对应的池子中吊起后需悬空静置10-20分钟。

优选地，在S6、S8以及S11中，添加纯金属时，将进入投入炉中后利用排渣耙将添加的金属压入铝液内，使金属完全包裹在铝液内再进行搅拌混合。

优选地，在S10中输入氦气或者氮气的除气管为均匀分布的排管，所述排管的最边缘的两根管子紧挨炉壁，在进行除气操作时，所述排管沿垂直于其长度延伸方向的方向匀速移动，使气体与铝液均匀接触。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：清洗装置的设置，能够先利用第一去油池内的有机溶剂将工业废铝表面的油污与油漆等溶解掉，再利用第二去油池内的碱性溶液对废铝上剩余油污进行去除，经过两道去油程序，能够有效去除废铝中的油污，便于后续熔化时降低铝渣的产生量；喷淋池的设置，能够将经过去油池去油后附着在废铝表面的脏污冲洗掉，进一步提高废铝的洁净度，再搭配烘干池，将废铝表面的水分烘干，得到干净的待熔化的废铝；四个池子相邻设置，使料框从上一个池子出来后直接可进入到下一个池子，而新的料框又可进入到上一个池子，从而可以持续对进行废铝去油工作，持续输出干净的废铝，结构简单且高效。利用上述清洁装置进行去油后的废铝进行再生铝生产，能够有效降低炉渣的产生量，从而降低工作人员工作量，能够降低重熔时间，从而减小烧损，降低重熔能耗，由于油污尤其等已经提前清除掉，能够降低在熔化时有害气体的产生，也降低对环境的污染。另外，在再生铝生产过程中，加入纯金属时直接将纯金属埋入到铝液中进行熔化，能够有效降低烧损，同时有效提高精度。

附图说明

图1为一种再生铝生产的清洗装置的整体结构示意图；

图2为一种再生铝生产的清洗装置的料框的结构示意图；

图3为一种再生铝生产的清洗装置的传送轨道的结构示意图；

图4为一种应用清洗装置生产再生铝的生产工艺的工艺流程图。

具体实施方式

为使对本发明的目的、构造、特征、及其功能有进一步的了解，兹配合实施例详细说明如下。

请结合参照图1、图2和图3，本发明提供了一种再生铝生产的清洗装置，包括传送组件1、料框2以及清洗池3；传送组件1包括传送轨道11以及挂钩12，挂钩12固定在传送轨道11上并随传送轨道11移动，传送轨道11的上方设置吊绳13，吊绳13的顶端设置吊环14，吊绳13绕装在吊环14上；清洗池3包括由左到右依次并排设置的第一去油池31、第二去油池32、喷淋池33以及烘干池34；第一去油池31、第二去油池32、喷淋池33以及烘干池34的内部尺寸相同且均大于料框2的外部尺寸，第一去油池31、第二去油池32、喷淋池33以及烘干池34的上端均为敞口，第一去油池31与第二去油池32内分别注入对应的去油溶剂。优选地，第一去油池31内的去油溶剂为可溶解油脂的有机溶剂。更进一步地，第二去油池32内的去油溶剂为碱性溶液。

在一实施例中，第一去油池31、第二去油池32、喷淋池33以及烘干池34依次并排设置，装有废铝的料框2随着传送轨道11的移动可以一次进入到各个池子内进行相应的操作。需要指出的是，第一去油池31、第二去油池32、喷淋池33以及烘干池34排成一条直线，与其相对的传送轨道11为长圆形，且其长直边的长度大于第一去油池31、第二去油池32、喷淋池33以及烘干池34的长度和，保证料框2能在直线方向上一次前进并对应进入到相应的池子内。由于初始未经处理的工业废铝脏污重油，有机溶剂能够通过浸泡将油污溶解掉，因此，先在第一去油池31内注入有机溶剂，可以去掉大部分油污，然后在第二去油池32内注入碱性溶液，能够对未完全溶解的油污进行二次反应并去除，从而达到有效去除油污的目的。其中，碱性溶液优先采用碳酸氢钠溶液，成本低廉，去油效果好。喷淋池33的设置，能够对经过第二去油池32去油后废铝上残留的溶液进行冲洗，得到干净的废铝，然后经过烘干池34对其进行烘干，去除水分，便于后续投炉熔化。

在一实施例中，传送轨道11远端电性连接有控制器，传送轨道内设置驱动电机，控制器电性连接驱动电机，驱动驱动电机转动，从而带动料框前进。在需要将料框2升起时，直接利用起吊装置将传送组件1吊起即可。传送轨道上表面对称设置有四个固定环111，用于固定吊绳13。

优选地，喷淋池33的相对的两侧壁上均匀排布有喷淋头331，喷淋头331倾斜向下。喷淋头331倾斜朝下，更便于对料框2内的废铝进行冲洗，且喷淋面积更大，同时能够有效降低喷淋水飞溅。喷淋头331与外部注水管连通，便于喷淋水持续输入。

优选地，烘干池34的相对的两侧壁上均匀排布有吹风嘴341，吹风嘴341为喇叭状，能够有效增大吹风面积，提高吹风烘干效果，吹风嘴341与外部热风机相连，吹出的是热风，便于废铝烘干。

需要指出的是，第一去油池31、第二去油池32、喷淋池33以及烘干池34的底部侧边均设置可调节的排水口35，便于将无用的废液排出，有效保证清洗效率。其中，第一去油池31、第二去油池32的排水口35上设置有阀门，在里面注入有去油溶剂时阀门关闭，需要更换去油溶剂时打开阀门即可将废液排出。喷淋池33和烘干池34的排水口35始终处于打开状态，如此便于及时将池内的水排出，便于喷淋和烘干。

优选地，料框2为长方体形，料框2的顶面为敞开式，料框2的前面设置有框门21，框门21的左侧铰接在料框2的左侧面边缘，框门21的右侧设置锁扣22，锁扣22可拆卸的锁紧在料框2的右侧面的边缘，框门21以及料框2的除顶面外的其余四面均为菱格网形的镂空结构。此种结构的料框2，一方面方便向料框2内上料，即在初始时，打开料框2的框门21，从框门21处可以直接上料，避免全程料框2顶部敞口处上料，能有效节省上料时间，降低工人上料难度，提高上料效率；另一方面，料框2底面和四周均为菱格网包裹，便于在料框2带着废铝进入到第一去油池31和第二去油池32内时去油溶剂能够快速进入到料框2内部，溶解废铝上的油脂，在从第一去油池31和第二去油池32内升起后料框2内的溶液及时从料框2内流出，同时便于在喷淋池33内喷淋时，容易将喷淋后的水下流到喷淋池33内，便于喷淋工作持续进行，在烘干池34内，便于吹进去的风能吹进料框2内的废铝之间的缝隙内。料框上方四个角固定设置起吊绳23，起吊绳23汇聚到中间并固定在起吊环24上，便于挂钩12固定。

如图4所示，一种应用清洗装置生产再生铝的生产工艺，包括如下步骤：

S1：去油：将装有废铝材料的料框2挂在传送组件1上依次进入第一去油池31和第二去油池32内进行浸泡去油；第一步去油为有机溶剂去油，第二步为碱性化学溶剂去油，经过两步去油，能有效去除废铝上的油漆和油污，避免在熔炼时出现较多铝渣；

S2：清洗：将经过去油操作后的料框2放置在喷淋池33内进行冲洗；喷淋池33内冲洗，能够将被去油溶剂溶解后的油污完全从废铝上冲洗掉，同时，喷淋池33内的喷淋头331为高压喷头，通过高压水的喷淋，能够将废铝上凝结的灰尘等冲洗掉，从而得到干净的废铝；

S3：烘干：将冲洗后的废铝进行烘干，然后转运到熔炼炉旁；烘干后的废铝便于直接投入到熔炉中进行熔炼，避免由于废铝上含有水分而在高温加热时产生氧化反应，从而避免烧损；

S4：投料熔炼：在此之前需先进行烘炉，将炉温缓慢升至600-700摄氏度后保温6-10小时，然后进行投料，待熔化后加入纯铝，进行搅拌熔化，并进行扒渣；烘炉是为了在废铝投入时炉内保持在率的熔点范围内，便于废铝直接熔化，提高熔炼效率，由于加热时间越长，烧损越大，因此，也能有效降低烧损；

S5：取样检测：对S4中熔化的铝液进行预分析，判断铝液内的组分及其相应的含量，并输出预检验清单；在取样检测前，保证废铝与纯铝等均完全熔炼完毕，对铝液进行搅拌，搅拌时间应大于5分钟，如此以保证铝合金液成分、温度的均匀性；同时取样部位选在熔炉的中间部位，并保证取样部位在页面以下15-25厘米，炉内温度保持在680-700摄氏度；

S6：合金化：根据需要生产的铝合金牌号的各成分配比与预检验清单相对比，计算需要添加的金属的重量和数量进行合金化，合金化的时间需控制在100-150分钟；

S7：预除渣：对合金化之后的铝液进行预除渣，对浮于上方的铝渣进行扒渣；

S8：成分调整：对S7中除渣后的铝液进行取样检测，检测结果与合金牌号中组分含量做对比，对经合金化之后缺少的金属种类和数量进行添加；

S9：除渣精炼：向S8中的铝液内加入精炼剂并搅拌，使精炼剂与铝液充分接触，静置3-5分钟后进行扒渣，直至铝液表面无明显浮渣；除渣时向铝液表面喷洒精炼剂，然后进行充分均匀搅拌，同时喷粉工作需要分批次进行，保证精炼剂与铝液接触均匀，便于产生灰渣并上浮；

S10：除气精炼：向除渣后的铝液内均匀通入氮气或者氦气，除气管位于铝液的底部并距炉底10-15厘米，保证气体向上浮动时能与铝液充分接触；

S11：炉前检测：除气后再次对铝液进行取样检验，根据检验结果再次确定缺少的纯金属种类和数量并加入到炉内进行熔化，同时搅拌均匀；

S12：静置：至无气泡和悬浮物上浮，在无气泡后最后在扒渣，保证铝液符合浇铸要求；

S13：浇铸：将合格的铝液浇筑到模具内，并进行冷却，最终得到合格的再生铝铝锭。

优选地，S1与S2中的料框2在对应池子内浸泡的时间不小于20分钟，且从对应的池子中吊起后需悬空静置10-20分钟。便于在第一去油池31、第二去油池32以及第三去油池内取出时能够有时间将料框2内的液体在重力作用下从料框2内分离出来，便于下一步工作进行，尽量减小对下一个池子内造成污染。

优选地，在S6、S8以及S11中，添加纯金属时，将进入投入炉中后利用排渣耙将添加的金属压入铝液内，使金属完全包裹在铝液内再进行搅拌混合。利用铝液将添加的合金金属直接包裹，避免金属与外界空气接触，能够有效降低金属氧化，有效降低金属烧损，从而提高生产铝合金的各个金属含量的精度。

优选地，在S10中输入氦气或者氮气的除气管为均匀分布的排管，排管的最边缘的两根管子紧挨炉壁，在进行除气操作时，排管沿垂直于其长度延伸方向的方向匀速移动，使气体与铝液均匀接触。此种结构的除气管，能够使氮气或氦气等惰性气体通过排管均匀的向铝液内吹出，保证铝液与除气用气体充分接触，同时除气效率高，有效提高除气精炼效率。

由上所述，本发明的再生铝生产的清洗装置及应用其的再生铝生产工艺，清洗装置的设置，能够先利用第一去油池内的有机溶剂将工业废铝表面的油污与油漆等溶解掉，再利用第二去油池内的碱性溶液对废铝上剩余油污进行去除，经过两道去油程序，能够有效去除废铝中的油污，便于后续熔化时降低铝渣的产生量；喷淋池的设置，能够将经过去油池去油后附着在废铝表面的脏污冲洗掉，进一步提高废铝的洁净度，再搭配烘干池，将废铝表面的水分烘干，得到干净的待熔化的废铝；四个池子相邻设置，使料框从上一个池子出来后直接可进入到下一个池子，而新的料框又可进入到上一个池子，从而可以持续对进行废铝去油工作，持续输出干净的废铝，结构简单且高效。利用上述清洁装置进行去油后的废铝进行再生铝生产，能够有效降低炉渣的产生量，从而降低工作人员工作量，能够降低重熔时间，从而减小烧损，降低重熔能耗，由于油污尤其等已经提前清除掉，能够降低在熔化时有害气体的产生，也降低对环境的污染。另外，在再生铝生产过程中，加入纯金属时直接将纯金属埋入到铝液中进行熔化，能够有效降低烧损，同时有效提高精度。

本发明已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本发明的范例。必需指出的是，已揭露的实施例并未限制本发明的范围。相反地，在不脱离本发明的精神和范围内所作的更动与润饰，均属本发明的专利保护范围。