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工業鋁型材加工行業節能與清潔生產技術有什么關系?

    1 概述


  雖然我國鋁型材產量已經連續五年居世界首位,但工業鋁型材加工行業行業生產技術與美國、日本、德國、意大利等國家相比還存在較大的差距,節能減排任務重大。主要表現在以下幾個方面:


  (1)鋁型材行業的能耗與污染物排放情況


  平均每生產1噸鋁型材消耗工業用水約16~18噸;表面處理產生的廢水中含有多種金屬雜質離子;高能耗;產生大量廢渣,僅一條年產鋁型材2400噸的氧化著色生產線,每年產生污泥約15萬噸,廢渣2000噸,數量極大。廢水污泥成份比較復雜,目前大多數工廠采用填埋的方法處理這些污泥。這不僅占用有限的土地資源,而且浪費資源,污染環境。


  (2)工業鋁型材加工行業高能耗與高污染的原因


  ①熔煉和回收:目前鋁熔煉爐中電爐占5%,油爐占91%,燃氣爐占4%,造成重熔生產1噸擠壓圓錠的油耗比工業發達國家的高55.17%,而實際鑄錠(軋制扁錠與擠壓圓錠)的平均熔煉能耗比工業發達國家的高得多。另外,鋁熔煉爐能耗的總體狀況還是處于中低水平。


  ②鑄造、軋制和擠壓:缺乏高檔次產品;小機臺多,擠壓裝備較落后,效率低;裝備的自動化程度低,無法實現等溫快速擠壓,生產精密型材;模具質量欠佳。


  ③表面處理: 表面處理是鋁加工過程中的高耗電、高耗水、高污染的環節。


  節能減排成為當今鋁加工企業迫切需要解決的問題,本文從熔鋁爐、保溫爐、擠壓機棒爐、氧化處理污泥深加工利用等方面出發,提出一些新方法和策略,從而使鋁加工企業達到節能減排和清潔生產的目的。


  2 熔鋁爐的節能減排與清潔生產技術


  2.1 熔鋁爐工作過程


  熔鋁爐的熔煉過程大致可分為4個階段,即爐料裝入到軟化下榻、軟化下榻至爐料化平、爐料化平到全部熔化(該階段產生氧化浮渣)、鋁液升溫。對鋁料的加熱是通過燒嘴火焰的對流傳熱、火焰和爐墻的輻射傳熱以及鋁料間的傳導傳熱來完成的。


  在整個過程中,三者之間的比率是不斷變化的。固態時鋁的黑度小,導熱能力強。隨著熔煉過程的進行,爐料進入半液半固的臨界狀態,其導熱能力下降,熱力學性質發生了根本性的變化。液態鋁的導熱能力僅為固態鋁的40%,熔池上部向底部的傳導傳熱過程十分緩慢。金屬鏡面上漂浮的疏松浮渣構成熱傳遞的絕熱阻擋層。此時熔池表面氧化膜化開,失去了保護作用,氧化、吸氣傾向增強。對于火焰熔鋁爐來講,在鋁的熔化期,爐膛溫度一般控制在1200℃,此時的出爐煙氣溫度即為爐膛溫度,煙氣帶走的熱量約占爐子熱負荷的50~70%,考慮到10%的其它熱損失,有效熱利用只有30~40%,如果不充分利用這部分余熱,勢必會造成很大浪費,使爐子熱效率很低。


  綜上所述,選擇有效的強化加熱方式和回收煙氣余熱來預熱助燃空氣是提高爐子熱效率,確保熔煉過程中最少的直接燃料消耗的有效途徑。


 
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