降低电解铝生产铸损率的工艺技术研究
一、综述
电解铝生产的基本过程是电解原铝液经过混合保持炉进入铸造机铸造生产成重熔用铝锭。在铝的熔炼、铸造过程中由于氧化、精炼、扒渣等原因会产生损耗。铸损率的一般计算公式是：(电解出铝量一生产铝锭量)÷电解出铝量x100％，全国电解铝行业平均铸损率为0．7％左右。本文主要研究分析了铸损产生的原因和降低铸损的方法和途径。
二、铸损产生的原因分析
1．烧损氧化及其机理。金属氧化是由金属的活泼性决定的．并与金属温度和压力等条件有关。元素约活泼，氧化反应的趋势越大：温度越高，氧化反应的趋势越大。氧化烧损是造成铸损的主要原因之一。铝是一种很活泼的金属，铝和氧反应生成Al20，，即2AJ 1．50f_ AI铝液氧化是一个多相体转变过程。其氧化过程的动力学依靠氧化剂透过固态氧化膜的迁移速度，Al20 是电子结构型的半导体。它的形成过程遵循瓦格涅尔的离子理论，按抛物线规律变化。在熔炼和铸造过程中，随着铝液的保温静置时间的延长，氧化膜发生龟裂。曲非晶质的Al20s迅速转变成结晶质的 一Al20，，称为同素异型转变。这种亚稳定的氧化膜，y—AI20，向稳定氧化膜转变过程中，发生体积收缩并进一步发生氧化和龟裂。随着铝液温度的升高和时间的延长，氧化膜成长越快，氧化量和厚度也显著增加。
2．影响轻化烧损、铸损的因素。(1)、较高的铝液温度造成铝的烧损；(2)、铝液长时间保暖和氧气接触时间过长；(3)、保持炉入铝、浇铸过程中铝液扰动，铝液直接暴露在空气中的液面面积过大．不断氧化和造渣；(4)、扒渣带出的铝液；(5)、其他生产过程中的固态铝损耗
三、降低铸损的方法和途径
1．控制好铝液温度。
铝的熔点为660℃ ，电解槽原铝液温度在950％左右，铝液倒入混合保持炉时温度在850％左右．而浇铸温度在730％左右即可。在温度较高的铝液进入混合保持炉后．应及时配入冷料，即向混合保持炉内加入固态铝，将铝液温度降低到730％ ，有效减轻温度对氧化烧损的影响
2．减少铝液保温时间。
铝液与氧气接触的时间越长，氧化烧损越多。铸造生产线要确保检修质量，保证铸造机组随时能够浇铸生产．组织生产时合理控制生产节奏，确保每班都能将本班铝液浇铸完毕，杜绝因各种原因导致铝液存于混合保持炉内的现象，减少铝液和氧气接触的时间以降低氧化烧损。
3．减少液面扰动。
混合保持炉入铝、浇铸过程中不可避免的要造成铝液扰动。铝液液面直接暴露在空气中氧化烧损形成 20，层。随着铝液的扰动。已氧化烧损的 20，层木断破裂形成新的铝液液面，新的铝液液面又氧化烧损．随着铝液扰动，与空气接触的铝液液面面积不断增加。加剧了烧损氧化量。在入铝时应缓慢，防止铝液剧烈扰动，使用虹吸人铝系统铝水通过虹吸管流入混合保持炉，可以有效减少铝液扰动，减少铝液和空气接触面积。同时浇铸溜槽应设计合理．尽量缩短溜槽长度、降低落差、减少流动阻力，以使铝液平稳流动，降低铝液和空气接触面积。
4．使用渣铝分离剂，防止铝液扒渣时带出。
铝液进入混合保持炉后，铝液表面有以层浮渣。这些渣中含有较多的金属铝，渣铝分离剂的作用就是增加渣和铝界面上的表面张力，使渣和铝分离开。渣铝分离剂使由钾、钠、铝的氟盐和氯盐组成，几种常见渣铝分离剂的成分见表l。
表1 常见渣铝分离剂的成分表
成分 NaAlF NaC1 KCl MgC1
含量％ 45 30 25 0
0 45 45 10
10 40 40 10
具体操作是：向混合保持炉的铝液上均匀撒入渣铝分离剂．适当搅拌后保温5—1O分钟后，在渣成为干性粉状渣后，将渣扒出混合保持炉。根据渣铝分离剂的成分不同，一般用量为铝液重量的0．15％一0．3％之间。使用渣铝分离剂能有效减少渣中带铝，降低铸造损失。
5．生产过程中铝的损耗。
铝锭浇铸生产过程中打渣、扒渣等过程不可避免的要造成固态铝的散落等损失。生产过程中要注重控制，及时清理、分捡，并将收集到的固态铝及时回炉熔炼．减少生产过程中铝的损耗。
四、结论
通过控制铝液温度、缩短铝液和空气接触时间、减少铝液扰动、使用渣铝分离剂和及时分捡回炉的有效工艺技术控制．可以有效的降低铸损率。经过上述工艺技术控制可以将铸损率控制在0．6％以内，铸损率降低0．1个百分点．按年产铝15吨的规模计算每年净利润增加300万元，不需额外投入，经济效益可观。
