摘 要：围绕铝渣处理与废铝回收问题，本文通过查询对比国内外回收废铝和处理铝渣技术的现状，选择阐述兼备处理废料与铝渣回转驱动熔炼设备用途与结构，阐述设计回转倾动熔炼设备的思路，汇总完善设计过程中需要的计算公式和设计要点，简明介绍自动化控制方式，用以指导设计同类产品，更合理的使用资源，以达到降低能耗、节能减排的目的。并预想新的能源技术，使铝的循环利用过程，达到更低耗损，未来以达到零耗损。 关键词：铝渣，废铝，回转，熔炼设备，计算，自动化控制;
Design process and automatic control of rotary tilting smelting equipment
LI XIAO LONG,CHENG HAO,CUI JIAN,ZHU CUI YU, ZHANG ZHI LEI,ZHENG YI FAN
(Liaoning Zhongwang Group Co., Ltd., Liaoyang 111003 China)
Abstract:中国矿业大学沈瑶（Around the problems of aluminum slag treatment and waste aluminum recovery, This paper inquires and compares the technical status of waste aluminum recover
y and aluminum slag treatment at home and abroad, Because the rotary drive smelting equipment can handle both waste and aluminum slag, Therefore, the purpose and structure of rotary tilting smelting equipment are introduced, This paper expounds the idea of designing rotary tilting smelting equipment, Summarize and improve the calculation formulas and design points required in the design process, Brief introduction to automatic control mode, To guide the design of similar products, More rational use of resources, To achieve the purpose of reducing energy consumption, energy conservation and emission reduction.物质文化 And envision new energy technologies,报酬递增 Recycling process of aluminum, Almost zero loss）
autoitKey words: Aluminum slag；Aluminium scrap；rotation；Smelting equipment；calculation；Automatic control；
随着现代社会对铝制品需求量的日益增加，这使得铝土矿资源消耗加快,而且我国在铝土矿资源储蓄量方面，仅仅为全球总量的2.3％，总体而言我国铝资源相对匮乏[1]。在有铝制品更新换代加快,生命周期缩短，这个过程中产生了大量的废铝。而在不同设备与工艺下，生
产铝的过程中还会产生2%-5%的铝渣，通常情况下，在铝渣中还蕴含着40%-60%的铝，如不对废铝与铝渣加以处理与回收，不但对环境是一种负担，还会产生很大的资源浪费。铝渣处理与废铝回收已成为世界各国越来越严峻的问题。由于铝的固有化学特性,氧化耗损很低，而且几乎可以无限次的回收利用。有研究表明，我国再生铝生产能耗仅为原铝生产总能耗的4.86%，温室效应仅为原铝生产的1/24。[2]这反映了铝渣与废铝回收处理的前景，而且这也非常符合现在我国节能减排，碳中和的大环境。未来熔炼铝渣与废铝设备，势必成为趋势。本文系统的阐述了铝渣废铝等低品质铝的一种熔炼设备的设计过程，以及自动化控制。以达到更合理的使用现有技术研发设备，为新技术奠定基础。为以后更合理的使用资源做准备。
1 铝渣废铝回收国内外研究现状
废铝来源有很多，比如我国已制定《铝及铝合金废料废件分类和技术条件》相关标准，其中不难看出，按照成分分为金属纯铝和铝合金。而按照来源可分为生产过程中产生的废铝，比如不合格品，各种铝屑等。使用过程中产生的废铝，比如报废的汽车等交通工具，工业用品，损坏的生活用品，易拉罐等。通过废铝分类可看出，废铝来源于各个行业，不
同领域，这使得各种废铝成分和性能上有很大差距，这给回收分类工作带来了很大难度，就比如铝合金分为2-8系，系下还分很多型号，如果盲目重熔，不仅会使产品降级，更严重会使产品报废。这是亟待解决的问题。这不仅仅依靠技术能达到的目标，还需完善制度。世界发达地区如美国和欧洲都有相应的分类技术。我国也已制定相关标准，但如何在回收过程中贯彻实施还是一大问题。
铝灰来源，铝灰可分为一次铝灰与二次铝灰。一次铝灰铝含量可达15％~70％。二次铝灰铝含量可达12％~18％。[3]
铝灰回收铝的方法按照是否对铝进行熔化，分为冷法和热法。冷法是通过冷却、破碎、过筛、磁选、离心等工艺得到细小的铝颗粒。但此方法难以大规模处理，一般用于处理二次铝灰。而热法是通过自身氧化放热或外部提供热源的方式，使铝灰中的铝熔化，在经过挤压、搅拌等不同工艺，使铝熔液与残渣分离。在热法中普遍使用盐浴，盐浴有分离铝液、溶解氧化铝降低反应温度[4]、保护铝熔池等作用。盐浴用盐有钠盐、钾盐、冰晶石或它们按一定比例混合的混合物。
下面介绍几种目前国内外投入使用的原理：
(1)氧化放热原理
该原来下有炒灰回收法是大多技术落后或铝灰处理量少的小型铝厂中采用，其工艺过程是：将从熔炼或其他设备中得到的热铝灰将铝灰置于倾斜的铁锅中，在加入适量的盐，利用铝灰自身的热量和铝灰中镁铝等金属继续氧化放热使铝灰中的铝的熔化，通过铁锹等翻炒装置或人工进行反复翻炒。使铝熔液汇集与铁锅底部或一侧，在通过放流口或人工回收转运到熔炼设备中。此套装置结构简单，投入少，操作简单。但由于是开放式作业，生产过程中会产生大量粉尘和一部分有害气体，操作环境极差。虽然设有除尘设备，因为开放式除尘，效果并不理想。随着国内环保要求的提高，此套设备生存空间会越来越小。另外有回转窑法、MRM（Metal Recycling Machine）法和改良MRM法原理与炒灰相同，只是把人工部分改为机械。而改良版是把搅拌和铝回收全过程在氩气保护下进行。败坏了赫德莱堡的人[5]
(2)压榨回收原理
利用压榨回收法原理的工艺有很多,“The Press”、SPM等均属于此类。其原理是从上部将热铝渣装入机器，然后施加静压或动压，将熔融铝挤压出来 [6,7]。铝渣被做功温度升高，通过外壳与压头中的冷却水系统，协同配合温度。防止温度过高。此套设备结构简单、投入少、操作与维护费用低、工作环境好，不需要收尘设备，但该方法自动化程度高，如外加压力与控温配合不好，很难达到高的回收率。压榨回收设备如图下图。
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