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液態(tài)鋁的導(dǎo)熱率僅為固態(tài)鋁的40%,從熔池上部向底部導(dǎo)熱的過程非常緩慢。漂浮在金屬鏡面上的松散浮渣形成傳熱的絕熱屏障。此時,熔池表面的氧化膜熔化,從而失去其保護(hù)作用,并增加氧化和吸出的趨勢。對于火焰熔鋁爐,在鋁的熔化期間,爐溫一般控制在1200℃,此時排出的煙氣溫度為爐溫。煙氣帶走的熱量約占爐子熱負(fù)荷的50-70%??紤]到其他熱量損失的10%,有效熱量利用率僅為30-40%。如果這部分廢熱沒有得到充分利用,勢必會造成巨大浪費,使?fàn)t子的熱效率非常低。
在工業(yè)用結(jié)構(gòu)金屬中,鋁具有很高的可回收性和很大的再生效益。由于鋁的高耐腐蝕性,除了一些鋁化工容器和裝置外,鋁產(chǎn)品在使用過程中幾乎不會被腐蝕,如建筑物的鋁門窗、高壓輸配電線路、鋁結(jié)構(gòu)以及運輸車輛的零部件、鋁罐等。在“使用”期間,只有少量腐蝕損失發(fā)生,幾乎所有腐蝕損失都可以回收。
再生鋁是金屬鋁而不是礦物原料,所以它的冶煉過程可以節(jié)約大量的能源消耗。正是由于其在節(jié)能環(huán)保方面的優(yōu)勢,近年來發(fā)展成為各國的當(dāng)務(wù)之急。作為一個缺乏能源和資源的國家,中國發(fā)展再生鋁更為迫切。
再生鋁在主要發(fā)達(dá)國家的鋁生產(chǎn)中發(fā)揮著越來越突出的作用。在發(fā)達(dá)國家,原鋁與再生鋁的比率接近或超過1:1。正因為如此,廢鋁的回收已經(jīng)成為世界上一項非常重要的工作,并且已經(jīng)成為一個重要的產(chǎn)業(yè)。然而,鋁合金的回收和再生是一項非常復(fù)雜的技術(shù)工作。各種鋁制品用途廣泛,使用分散。如何恢復(fù)、集中、分類,然后實現(xiàn)再生處理是一個非常復(fù)雜和龐大的工程。其次,世界上有數(shù)百種不同合金成分和不同性能的合金,其中許多是相互排斥和不相容的。如何用簡單的方法、低成本和簡單的工藝使回收的鋁成分滿足理想合金的要求,性能滿足使用要求,質(zhì)量能夠達(dá)到或接近原材料的水平,是世界各國工業(yè)追求的目標(biāo)。
經(jīng)過預(yù)處理后,部分回收的鋁將被冷加工成粉狀鋁,而另一部分將通過重介質(zhì)選礦法、拋物線選礦法等回收。
廢鋁應(yīng)在熔煉前干燥,以去除水分、潤滑劑、油等。一般來說,可以選擇反向干燥箱和箱式干燥箱。廢氣燃燒室和集塵器安裝在現(xiàn)代干燥生產(chǎn)線上,以凈化廢氣和廢水。
大部分回收的廢鋁在爐中再熔化并鑄造成再生鋁錠,或者一小部分廢鋁直接轉(zhuǎn)化利用。預(yù)處理后的廢鋁在爐中熔化、精煉和調(diào)整合金成分,通常在反射爐和電爐中進(jìn)行。爐內(nèi)有兩個室(預(yù)熱室和熔煉室)。精煉是熔煉中的一個重要環(huán)節(jié),包括添加熔劑覆蓋鋁液或合金液的表面,防止鋁液被空氣氧化,以及引入液體發(fā)揮攪拌作用,分離夾雜物和氫氣。精煉氣體包括氣體、氮氣、氫氣和其他混合氣體。