基于技術(shù)的再生鋁合金錠生產(chǎn)線設(shè)計(jì)

1、中南大學(xué)碩士學(xué)位論文基于LARS技術(shù)的再生鋁合金錠生產(chǎn)線設(shè)計(jì)姓名：劉昕怡申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：碩士專業(yè)：材料工程指導(dǎo)教師：林高用;聶志富20081101中南大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要摘要我國(guó)是廢鋁消費(fèi)大國(guó)，但再生鋁生產(chǎn)技術(shù)整體水平較低，再生鋁合金錠質(zhì)量得不到保證，其主要原因之一是缺乏先進(jìn)的鋁熔體在線精煉處理技術(shù)。美國(guó)公司的是目前最先進(jìn)的鋁熔體在線精煉系統(tǒng)。湖南汨羅龍舟鋁業(yè)有限公司率先引進(jìn)了技術(shù)與設(shè)備，建立了一條全新的再生鋁合金錠工業(yè)化生產(chǎn)線。本文對(duì)該生產(chǎn)線第一期工程進(jìn)行了設(shè)計(jì)。該生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)總產(chǎn)能為萬噸年，其第一期工程設(shè)計(jì)產(chǎn)能為萬噸年，主要產(chǎn)品為、系再生鋁合金鑄錠。該生產(chǎn)線一期工程的核心技術(shù)為：以同牌號(hào)廢鋁

2、為原料，采用國(guó)產(chǎn)三室側(cè)井式反射爐熔煉，引進(jìn)公司的系統(tǒng)進(jìn)行在線精煉，引進(jìn)公司的鑄造系統(tǒng)進(jìn)行立式半連續(xù)鑄造。本設(shè)計(jì)主要內(nèi)容包括產(chǎn)品方案選擇、生產(chǎn)方案設(shè)計(jì)、生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)、設(shè)備選擇、金屬平衡與設(shè)備負(fù)荷計(jì)算、生產(chǎn)線平面布置、輔助設(shè)計(jì)等；重點(diǎn)對(duì)系統(tǒng)的技術(shù)原理和特點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)分析。經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)評(píng)估和試生產(chǎn)產(chǎn)品質(zhì)量分析，表明本設(shè)計(jì)的再生鋁合金鑄錠技術(shù)和裝備達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平；工藝方案合理，工程實(shí)施可行：市場(chǎng)潛力巨大，可取得顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。關(guān)鍵詞：技術(shù)；再生鋁合金錠；熔鑄；工程設(shè)計(jì)中南大學(xué)碩士學(xué)位論文（了，哪，、，：；（）；原創(chuàng)性聲明本人聲明，所呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究

3、成果。盡我所知，除了論文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得中南大學(xué)或其他單位的學(xué)位或證書而使用過的材料。與我共同工作的同志對(duì)本研究所作的貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說明。作者簽名：翌！蔓駕墮日期：鯉年衛(wèi)月翌日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本人了解中南大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，即：學(xué)校有權(quán)保留學(xué)位論文并根據(jù)國(guó)家或湖南省有關(guān)部門規(guī)定送交學(xué)位論文，允許學(xué)位論文被查閱和借閱；學(xué)?？梢怨紝W(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容，可以采用復(fù)印、縮印或其它手段保存學(xué)位論文。同時(shí)授權(quán)中國(guó)科學(xué)技術(shù)信息研究所將本學(xué)位論文收錄到中國(guó)學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫，并通過網(wǎng)絡(luò)向社會(huì)公眾提供

4、信息服務(wù)。日期：世年業(yè)月塵日中南大學(xué)碩士學(xué)位論文第章概述第章概述再生鋁是以回收來的廢鋁零件或生產(chǎn)鋁制品過程中的邊角料以及廢鋁線等為主要原材料，經(jīng)熔煉配制生產(chǎn)出來的符合各類標(biāo)準(zhǔn)要求的鋁錠。在科技迅猛發(fā)展，人民生活質(zhì)量不斷改善的今天，產(chǎn)品更新?lián)Q代頻率不斷加快，廢舊產(chǎn)品的回收及綜合利用已成為人類持續(xù)發(fā)展的重要課題，再生鋁生產(chǎn)也就是在這樣的形式下應(yīng)運(yùn)而生并具有極好的前景。再生鋁錠采用回收廢鋁生產(chǎn)，不僅有較低的生產(chǎn)成本，而且對(duì)自然資源進(jìn)行有效的再生利用，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。再生鋁工業(yè)國(guó)外的再生鋁工業(yè)一年西方發(fā)達(dá)國(guó)家原鋁的年均消費(fèi)增長(zhǎng)率大體上保持了接近的水平，至今已形成余萬的強(qiáng)大消費(fèi)市場(chǎng)。鋁材生

5、產(chǎn)與加工工業(yè)產(chǎn)生的廢雜鋁屑，政府部門和城市居民不斷積累的飛機(jī)、汽車、建筑型材、家用電器拆解下來的廢雜鋁以及固體垃圾，已成為構(gòu)筑再生鋁工業(yè)的基礎(chǔ)原料。而同時(shí)，上世紀(jì)年代世界鋁市場(chǎng)的消費(fèi)格局又出現(xiàn)了以制造業(yè)、建筑業(yè)為主向以交通運(yùn)輸業(yè)為主的轉(zhuǎn)變，汽車零部件的生產(chǎn)對(duì)再生鋁的急迫需求，拉動(dòng)了再生鋁的生產(chǎn)【。發(fā)達(dá)國(guó)家過多的鋁消費(fèi)（歐洲鋁的人均年消費(fèi)量為、美國(guó)和日本大于，我國(guó)只有大約），使北美、日本和歐洲成為全球再生鋁工業(yè)中心。從生產(chǎn)的地理分布看，美洲居首位，約（美國(guó)年產(chǎn)量為），西歐，東歐與俄羅斯約，亞洲約【。從年原鋁與再生鋁的生產(chǎn)數(shù)字看（見表），再生鋁在主要發(fā)達(dá)國(guó)家鋁的生產(chǎn)中地位日益突出。年美國(guó)（原鋁、再

6、生鋁）、英國(guó)（原鋁、再生鋁）、意大利（原鋁，再生鋁）、德國(guó)（原鋁、再生鋁）鋁的總產(chǎn)量中，原鋁與再生鋁的占有比已接近：。尤其是同本，自能源危機(jī)后，于上世紀(jì)年代關(guān)掉了絕大部分原鋁的生產(chǎn)并在從美國(guó)長(zhǎng)期進(jìn)口廢雜鋁貿(mào)易的支持下，建立起強(qiáng)大的再生鋁工業(yè)，在節(jié)能和緩和對(duì)進(jìn)口氧化鋁的依賴上，可謂一箭雙雕。年日本再生鋁的產(chǎn)量為，而原鋁產(chǎn)量?jī)H有，再生鋁的產(chǎn)量為原鋁的倍，在日本的能源和資源政策上下出了一招絕妙的好棋【】。可直接回爐再用，可保持原牌鋁合金的價(jià)值，不致降級(jí)使用；使用一、二十年以上的廢舊鋁制品叫舊廢雜鋁，由于分撿和成分鑒別存在困難，一般都制成鑄造合金或鑄件，降級(jí)使用。中南大學(xué)碩士學(xué)位論文第章概述目前全球生

7、產(chǎn)再生鋁用的廢雜鋁，來自運(yùn)輸業(yè)，來自包裝行業(yè)，約源于建筑業(yè)。二戰(zhàn)中的廢舊飛機(jī)（近萬架，平均每架含鋁量約），每年報(bào)廢和拆解的汽車（美國(guó)萬輛，日本萬輛）及大量的家用電器（日本年報(bào)廢萬件）已成為再生鋁取用不盡的原料來源【】。汽車用鋁高達(dá)甚至的再生率，建筑用鋁材達(dá)的再生率以及鋁飲料罐基本上實(shí)現(xiàn)了鋁再用的閉路循環(huán)，在原料供給上保證了再生鋁產(chǎn)業(yè)的發(fā)展【】。國(guó)內(nèi)的再生鋁工業(yè)中國(guó)從年代開始便已對(duì)廢雜鋁進(jìn)行回收利用，但長(zhǎng)期以來，再生鋁的回收及利用行業(yè)，僅是中國(guó)鋁工業(yè)中的一個(gè)邊緣產(chǎn)業(yè)。中國(guó)鋁工業(yè)起步較晚，并且長(zhǎng)期以來，鋁主要應(yīng)用于軍事領(lǐng)域，民用鋁較少。但年代以后，中國(guó)原鋁消費(fèi)開始不斷增長(zhǎng)。從已有的原鋁消費(fèi)統(tǒng)計(jì)資料

8、來看，年國(guó)內(nèi)市場(chǎng)鋁消費(fèi)量為萬噸，直到年中國(guó)鋁消費(fèi)量才超過萬噸，年便猛增到萬噸以上，年則進(jìn)一步達(dá)到了萬噸，年均遞增率超過。從而可以看出，中國(guó)國(guó)內(nèi)蘊(yùn)藏了豐富的廢雜鋁回收資源。表是近十年我國(guó)原鋁的消費(fèi)情況。表近十幾年中國(guó)鋁消費(fèi)統(tǒng)計(jì)利（單位：萬噸）表中數(shù)據(jù)說明：從中國(guó)鋁消費(fèi)量的統(tǒng)計(jì)來看，中國(guó)已經(jīng)成為僅次于美國(guó)的第二大鋁消費(fèi)國(guó)（美國(guó)約在萬噸左右）。但鋁蓄積量的擴(kuò)大是從近幾年開中南大學(xué)碩士學(xué)位論文第章概述始的，年至國(guó)內(nèi)鋁及鋁合金的消費(fèi)量為萬噸，平均每年萬噸，而年至年鋁消費(fèi)量為萬噸，平均每年則達(dá)到了萬噸。相當(dāng)于前期鋁消費(fèi)量的一倍。此外，我們也不能忽視，除以上中國(guó)自身鋁消費(fèi)數(shù)量外，中國(guó)每年從國(guó)外進(jìn)口的含鋁機(jī)電

9、產(chǎn)品如轎車等，也將提供一定數(shù)量的廢雜鋁。由此可見，中國(guó)鋁的消費(fèi)積累量已達(dá)到相當(dāng)?shù)囊?guī)模，但對(duì)廢雜鋁的回收作用，并不能立即體現(xiàn)，在未來的幾年內(nèi)，所消費(fèi)的鋁將陸續(xù)進(jìn)入回收期，中國(guó)廢雜鋁的回收潛力十分巨大。（）國(guó)產(chǎn)廢雜鋁的回收率廢雜鋁的回收率根據(jù)不同目的，有不同概念標(biāo)準(zhǔn)，我們?cè)谶@里指的回收率是當(dāng)年產(chǎn)生的廢鋁量與當(dāng)年實(shí)際回收利用的廢鋁量之間的比。由于中國(guó)所具有的勤儉持家的優(yōu)良傳統(tǒng)，并且鋁又是一種價(jià)值較高的金屬。真下被廢棄的廢雜鋁幾乎沒有，因此說，我國(guó)廢雜鋁回收率應(yīng)當(dāng)很高。據(jù)估算約在左右。但我們也要注意，由于我國(guó)總體上的廢鋁回收體系并不完善，所產(chǎn)生的廢鋁雖未被遺棄，但會(huì)有一部分因閑置而未得到有效利用。（）

10、中國(guó)再生鋁的產(chǎn)量中國(guó)再生鋁的產(chǎn)量主要取決于兩個(gè)方面，一是國(guó)內(nèi)可回收廢鋁的數(shù)量，二是中國(guó)廢雜鋁的進(jìn)口數(shù)量。由于國(guó)家對(duì)再生鋁的產(chǎn)量沒有確切的統(tǒng)計(jì)，社會(huì)上有很多機(jī)構(gòu)和人士通過各種渠道和計(jì)算方法，得出了不同的估算數(shù)據(jù)，但總體上，是浮動(dòng)在萬噸上下。根據(jù)某信息中心對(duì)市場(chǎng)的調(diào)研，我們認(rèn)為，中國(guó)目前再生鋁的利用數(shù)量總體上應(yīng)在萬噸左右。）國(guó)內(nèi)廢雜鋁的回收數(shù)量：上世紀(jì)年代以后，進(jìn)口廢鋁在國(guó)內(nèi)再生鋁利用工業(yè)中占有相當(dāng)?shù)谋戎亍５?dāng)歷史進(jìn)行世紀(jì)后，我們便不能再忽視中國(guó)國(guó)內(nèi)廢雜鋁的產(chǎn)生數(shù)量。因?yàn)槲覀円呀?jīng)發(fā)現(xiàn)，國(guó)產(chǎn)廢雜鋁的供應(yīng)數(shù)量及比例正在迅速提高。這可以從以下的分析中看出。一般情況下，當(dāng)鋁使用達(dá)到一定期限后，便開始進(jìn)入回

11、收期，按此方法，我們可以得出中國(guó)目前廢雜鋁的大致產(chǎn)生數(shù)量。鋁制品使用平均壽命通常為年，技術(shù)回收系數(shù)定在（有些產(chǎn)品雖到報(bào)廢年限，但會(huì)仍在使用，或雖報(bào)廢但材料因閑置而未回收），年中國(guó)鋁消費(fèi)總量約萬噸，年后，也就是年，中國(guó)國(guó)內(nèi)可回收廢鋁數(shù)量應(yīng)在萬噸左右。而隨著我國(guó)每年鋁消費(fèi)量的增長(zhǎng)，可回收廢鋁目前就已超過該數(shù)值，預(yù)計(jì)年可達(dá)萬噸【。年中國(guó)廢舊鋁的回收量如圖所示。中南大學(xué)碩士學(xué)位論文第章概述圖年中國(guó)廢舊鋁的回收量（）（年后為預(yù)測(cè)）中國(guó)廢雜鋁的進(jìn)口數(shù)量根據(jù)中國(guó)海關(guān)統(tǒng)計(jì)，年直接進(jìn)廢雜鋁為萬噸，但根據(jù)我們的調(diào)查，這個(gè)數(shù)據(jù)并不確切，因?yàn)橹袊?guó)進(jìn)廢雜鋁，除一部分以鋁廢碎料的名義進(jìn)報(bào)關(guān)外，還有相當(dāng)一部分是以其它含銅、

12、含鐵等廢料名義進(jìn)口，如廢五金、電纜等，這部分廢五金含鋁量約在萬噸以上。因此，總體上保守估算，廢雜鋁進(jìn)實(shí)際數(shù)量約在萬噸年。表所示為我國(guó)年月廢雜鋁進(jìn)量。未來幾年內(nèi)，廢雜鋁進(jìn)數(shù)量將保持穩(wěn)定，國(guó)內(nèi)回收鋁將按進(jìn)行遞增，美國(guó)年再生鋁的產(chǎn)量為萬噸，日本再生鋁產(chǎn)品年產(chǎn)量約為萬噸，我國(guó)已高于日本，成為繼美國(guó)之后的第二大再生鋁生產(chǎn)引。表我國(guó)年月廢雜鋁進(jìn)型貿(mào)易方式一般貿(mào)易來料加上裝配貿(mào)易進(jìn)料加工貿(mào)易邊境小額貿(mào)易總值當(dāng)月數(shù)值中南大學(xué)碩士學(xué)位論文第章概述我國(guó)再生鋁利用產(chǎn)業(yè)中存在的問題及挑戰(zhàn)中國(guó)再生鋁行資源配置與國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家廢鋁利用相比，中國(guó)再生鋁產(chǎn)品質(zhì)量總體較差、難以做到物盡其用，存在資源配置和使用的浪費(fèi)。其表現(xiàn)形式便

13、是大量質(zhì)量低劣的再生鋁合金產(chǎn)品充斥市場(chǎng)。雖然我國(guó)是再生鋁大國(guó)，五大廢鋁集散地已初具規(guī)模。雖然我國(guó)是再生鋁大國(guó)，五大廢鋁集散地已初具規(guī)模。但是除了為數(shù)不多的年產(chǎn)量在萬噸以上的幾家企業(yè)外，大多數(shù)廢鋁回收加工廠為產(chǎn)能規(guī)模小的家庭作坊式小企業(yè)，其生產(chǎn)的產(chǎn)品多為各種牌號(hào)的非標(biāo)鋁合金錠。廢鋁資源的來源如前所述，廢雜鋁進(jìn)口一直在中國(guó)鋁資源方面占有相當(dāng)重要的位置。美國(guó)、歐洲、俄羅斯、哈薩克斯坦是我國(guó)主要的廢鋁供應(yīng)地區(qū)。從海關(guān)統(tǒng)計(jì)來看，中國(guó)廢雜鋁進(jìn)口從年至年，呈現(xiàn)出一種沖高回落的狀態(tài)。年中國(guó)進(jìn)口廢雜鋁數(shù)量萬噸，年升至萬噸，到年一舉達(dá)到萬噸，但年迅速回落，降至萬噸，年又開始逐步回升，達(dá)到萬噸【引。年中國(guó)從國(guó)外進(jìn)口

14、廢雜鋁顯著回落的主要原因，是受獨(dú)聯(lián)體國(guó)家的影響。蘇聯(lián)解體后，其所積蓄的大量廢鋁流入中國(guó)，但經(jīng)過十余年的回收利用，其國(guó)內(nèi)可提供的廢鋁數(shù)量正在減少，同時(shí)，這些國(guó)家已意識(shí)到發(fā)展本國(guó)再生鋁產(chǎn)業(yè)的重要性，因此對(duì)廢雜鋁的出口采取了限制政策。如年，俄羅斯政府對(duì)廢雜銅和廢雜鋁的出口提高了稅率（采取了的）。烏克蘭也在年決定，對(duì)廢金屬出口關(guān)稅也從提高到的，并從年實(shí)施出口配額制度。此外，國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家經(jīng)濟(jì)低迷，也影響了廢雜鋁的產(chǎn)生數(shù)量。近幾年美國(guó)及其它發(fā)達(dá)國(guó)家經(jīng)濟(jì)不振，廢雜鋁產(chǎn)量大幅減少，貨源較為緊缺【。在此影響下，年國(guó)際市場(chǎng)廢鋁整體貨源緊張，價(jià)格居高不下，這對(duì)我國(guó)主要依靠大規(guī)模進(jìn)口廢雜鋁的再生鋁工業(yè)而言，造成了沉重

15、打擊，至今，國(guó)內(nèi)仍有大部分再生鋁工廠因貨源無法保證，而被迫減產(chǎn)?？偟膩砜矗蛑袊?guó)對(duì)廢雜鋁的需求較大，廢鋁的進(jìn)口仍將持續(xù)，但在未來的幾年內(nèi)，國(guó)外進(jìn)貨量難以擴(kuò)大。因此，我國(guó)再生鋁冶煉工廠近幾年仍將面臨原料緊缺的問題。再生鋁行業(yè)市場(chǎng)（）國(guó)內(nèi)市場(chǎng)年月，上海新格成功收購(gòu)福建漳州燦坤熔鋁廠，這標(biāo)志著中國(guó)最大的兩家再生鋁企業(yè)實(shí)現(xiàn)重組，中國(guó)再生鋁市場(chǎng)開始進(jìn)入整合時(shí)期。中鋁青島萬中南大學(xué)碩士學(xué)位論文第章概述噸再生鋁合金項(xiàng)目一期日前正式投產(chǎn)。中鋁南海萬噸再生鋁項(xiàng)目、四川益德萬噸再生鋁項(xiàng)目、河南滎陽萬噸再生鋁項(xiàng)目、廣鋼集團(tuán)萬噸再生鋁項(xiàng)目、長(zhǎng)葛萬噸再生鋁項(xiàng)目都在建設(shè)中。年中國(guó)新增再生鋁產(chǎn)能達(dá)萬噸【】。據(jù)保守估算，我國(guó)

16、再生鋁的企業(yè)（包括作坊式的家庭企業(yè)）應(yīng)在家以上，全國(guó)生產(chǎn)能力總計(jì)約為萬噸以上，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了國(guó)內(nèi)需求及廢雜鋁資源的可供應(yīng)量，生產(chǎn)能力嚴(yán)重過剩，加劇了該行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)，使該行業(yè)面臨較大的調(diào)整要求。（）國(guó)際市場(chǎng)國(guó)際市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)包括原料采購(gòu)及產(chǎn)品銷售兩個(gè)方面，在國(guó)外廢料采購(gòu)市場(chǎng)，中國(guó)面臨來自日本、韓國(guó)、中國(guó)臺(tái)灣等地爭(zhēng)購(gòu)貨源，由于這些國(guó)家和地區(qū)對(duì)廢鋁處理的技術(shù)水平較高，他們對(duì)高品位廢鋁的出價(jià)比中國(guó)更有優(yōu)勢(shì)。在銷售市場(chǎng)上，與中國(guó)共同緊盯國(guó)外市場(chǎng)的國(guó)家，有俄羅期、南非及其它獨(dú)聯(lián)體國(guó)家和東南亞一些國(guó)家。在獨(dú)聯(lián)體國(guó)家限制廢金屬出口的同時(shí)，其國(guó)內(nèi)涌現(xiàn)了一批再生鋁冶煉企業(yè)，開始生產(chǎn)符合標(biāo)準(zhǔn)的再生鋁合金產(chǎn)品。俄羅斯等國(guó)的再生

17、鋁產(chǎn)品卻趁機(jī)占領(lǐng)了很大的國(guó)外市場(chǎng)份額。技術(shù)問題廢舊鋁的技術(shù)處理主要包括：分選預(yù)處理技術(shù)、熔化技術(shù)、熔體精煉技術(shù)等。我國(guó)目前廢舊鋁回收分選及預(yù)處理技術(shù)非常落后，預(yù)處理分選幾乎全靠手工，只有個(gè)別企業(yè)捌有磁選生產(chǎn)線。由于熔化前未能將不同牌號(hào)的鋁合金進(jìn)行嚴(yán)格分選和預(yù)先處理，使“廢舊鋁變成真正的“廢雜鋁，所以國(guó)內(nèi)許多再生鋁錠質(zhì)量低劣，只能降級(jí)使用，浪費(fèi)大量資源。截至年底，鋁液攪拌技術(shù)、雙室反射爐、側(cè)井爐、余熱回收利用、鋁湯運(yùn)輸?shù)认冗M(jìn)技術(shù)在中國(guó)的大型再生鋁企業(yè)中被采用【，但大多數(shù)再生鋁工廠技術(shù)比較落后，約的再生鋁是用燒煤（含部分燒焦炭）的反射爐熔煉，僅左右是用相當(dāng)于發(fā)達(dá)國(guó)家世紀(jì)年代水平的燃油反射爐熔煉。與

18、原鋁重熔相比，廢鋁重熔時(shí)不可避免地將帶入更高的雜質(zhì)含量和更多的氣體，而對(duì)重熔廢鋁熔體進(jìn)行在線精煉處理，因技術(shù)與裝備的落后，更是成為制約我國(guó)再生鋁行業(yè)發(fā)展的瓶頸。盡管國(guó)內(nèi)外已有多種鋁熔體在線精煉技術(shù)，但針對(duì)廢雜鋁重熔熔體的精煉效果并不盡如人意。美國(guó)公司的（）在線精煉技術(shù)與設(shè)備是目前國(guó)際上最先進(jìn)的鋁熔體在線精煉技術(shù)，該技術(shù)集成了多種創(chuàng)新性精煉方法與思路，能獲得相當(dāng)理想的精煉效果，尤其是其除氫率可達(dá)至】，因此很適合廢鋁的再生熔煉。第章將詳細(xì)介紹技術(shù)的原理與特點(diǎn)。湖南淚羅市龍舟鋁業(yè)有限公司是我國(guó)第一家引進(jìn)美國(guó)公司的堰中南大學(xué)碩士學(xué)位論文第章概述在線精煉技術(shù)與設(shè)備的企業(yè)，并基于技術(shù)設(shè)計(jì)和建立了一條總產(chǎn)能

19、可達(dá)萬噸年的再生鋁合金錠生產(chǎn)線。技術(shù)的引進(jìn)將提升我國(guó)廢鋁回收加工業(yè)技術(shù)裝備水平，填補(bǔ)我國(guó)高檔再生鋁合金加工技術(shù)空白，為我國(guó)再生鋁、乃至整個(gè)鋁熔鑄加工業(yè)建立示范生產(chǎn)線。再生鋁工業(yè)對(duì)環(huán)境的影響分析建立再生鋁利用強(qiáng)國(guó)，必須注意解決再生鋁利用的環(huán)保問題。再生鋁與原鋁相比，具備有以下環(huán)保優(yōu)勢(shì)。有資料表明，用品位的鋁礬土生產(chǎn)鋁與用廢雜鋁生產(chǎn)再生鋁所做的對(duì)比看，每再生噸鋁，除節(jié)能，還節(jié)水噸、少用固體材料噸、少排放二氧化碳噸、少排放硫氧化物噸，少處理廢液廢渣噸，免剝離地表土石噸、免采掘脈石噸。比較優(yōu)勢(shì)明顯。因此，廢雜鋁的回收再生是實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的首選。這對(duì)環(huán)保及生態(tài)的貢獻(xiàn)不言而喇。但是也要注意到我國(guó)再生鋁行業(yè)

20、自身存在的環(huán)保不足。廢雜鋁回收利用對(duì)環(huán)境的污染主要是熔煉過程中產(chǎn)生的粉塵，對(duì)水源、土壤的污染較小（不可回收的鋁灰可用于生產(chǎn)水的凈化劑）。但從我國(guó)的廢雜鋁利用的實(shí)際情況來看，目前確實(shí)存在著較為嚴(yán)重的環(huán)境問題，這是由于我國(guó)大部分再生鋁企業(yè)規(guī)模偏小，不具備基本的環(huán)保設(shè)施，煙塵及廢棄物隨意排放，給當(dāng)?shù)鼐用竦纳瞽h(huán)境帶來很多問題。只要實(shí)行規(guī)?；a(chǎn)，不需要太多的投資，我們便可以達(dá)到相應(yīng)的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。近年來，具有一定規(guī)模的再生鋁企業(yè)，不斷加大環(huán)保投入力度，環(huán)境狀況已有所改善【】。中國(guó)已成為全球僅次于美國(guó)的廢舊鋁回收與再生鋁生產(chǎn)利用大國(guó)，同時(shí)是一個(gè)發(fā)展中國(guó)家，雖然各級(jí)政府對(duì)環(huán)境保護(hù)極為重視，但在廢舊鋁再生過程

21、中仍產(chǎn)生了較為嚴(yán)重的環(huán)境污染，熔煉與焚燒產(chǎn)生的煙氣基本不處理直接排放：廢料拆解與廢舊鋁熔煉產(chǎn)生的污染主要有以下一些。（）拆解過程污染物在拆解廢舊電器電機(jī)、電纜時(shí)產(chǎn)生的污染物有油、重金屬、殘余廢棄物、氣體與噪聲等。檢測(cè)表明：底泥的礦物油含量，地表水中礦物油的含量達(dá)，地下水中，均超過國(guó)家標(biāo)定值。對(duì)底泥重金屬污染的測(cè)定結(jié)果為：，巧，伽；對(duì)地表水的測(cè)定，均受到不同程結(jié)果為嘰，；對(duì)地下水的測(cè)定結(jié)果為：中南大學(xué)碩士學(xué)位論文第章概述度的污染【。拆解后除獲取有用的一些資源外，還會(huì)殘余的尚無法利用的廢棄物，堆置于場(chǎng)地附近，對(duì)環(huán)境會(huì)有一定的影響。除焚燒外，一般拆解不會(huì)產(chǎn)生廢氣污染，如對(duì)場(chǎng)地大氣采樣分析表明：揮發(fā)酚

22、含；含量加；總烴含量）；尚未超過有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的最高允許值【。另外，拆解過程中還會(huì)偶爾產(chǎn)生不同程度的噪聲污染，但不嚴(yán)重。（）熔煉過程中的污染中國(guó)再生鋁企業(yè)除部分用油作燃料外，大部分（）則以煤為燃料，燒煤會(huì)產(chǎn)生含的有害氣體和固體懸浮顆粒物等，年因熔化廢舊鋁排放到大氣中的有害物質(zhì)達(dá)左右，而以后的排放量的年平均增長(zhǎng)率為，除非得到根本的治理。同時(shí)它們多集中在村鎮(zhèn)的較小的范圍內(nèi)，對(duì)這些地區(qū)的危害值得關(guān)注。還必須指出，在焚煉和熔化廢舊易拉罐、版、深加工鋁箔（印刷的有涂層與復(fù)合層的箔）、有涂層的廢舊空調(diào)器的熱交換器時(shí)在適宜的溫度區(qū)間會(huì)形成二惡英（），人體攝入的二惡英來自食物。瑞典格蘭吉斯（現(xiàn)改為薩帕）鋁業(yè)公司對(duì)廢

23、舊易拉罐的除漆條件與排放的二惡英量的關(guān)系作了研究，認(rèn)為處理的溫度越低，排放的二惡英越多【】。國(guó)內(nèi)在處理有涂層的廢鋁時(shí)沒有專門的除漆工序，不是隨爐料熔化就是事先在空氣中焚燒（如在露天焚燒廢鋁箔），都是在較低的溫度下燒除有機(jī)涂層，形成的二惡英會(huì)多一些。一些建在小山坡上的再生鋁企業(yè)的污染廢水流入農(nóng)田與水系，農(nóng)民由于長(zhǎng)期飲用受到污染的食物與水，久而久之患胃腸系統(tǒng)癌癥或其他疾病的人可能會(huì)比其他未受污染地區(qū)的多。課題來源及設(shè)計(jì)內(nèi)容本課題來源于湖南龍舟鋁業(yè)有限公司，該公司為中天科技有限公司屬下的一家新建立的子公司。該公司地處國(guó)內(nèi)四大廢金屬集散基地的洲羅市，有著豐富的廢鋁資源。經(jīng)過對(duì)市場(chǎng)和技術(shù)的全面調(diào)研，該公

24、司決定以廢鋁為原料，采用引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)鋁熔體精煉技術(shù)與裝備，建立一條再生鋁合金錠生產(chǎn)線。經(jīng)多方面的綜合比較，龍舟鋁業(yè)選擇了美國(guó)公司的系統(tǒng)作為該生產(chǎn)線的核心技術(shù)和設(shè)備，利用廢鋁生產(chǎn)高品質(zhì)的深加工用再生鋁合金錠。本項(xiàng)目對(duì)技術(shù)的引進(jìn)和再生鋁合金錠生產(chǎn)線的建立，標(biāo)志著我國(guó)再生鋁生產(chǎn)技術(shù)與模式逐步從落后的手工作坊式向世界先進(jìn)的技術(shù)行列轉(zhuǎn)換，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和重大的社會(huì)意義。中南大學(xué)碩士學(xué)位論文第章概述作者作為美國(guó)公司的一名雇員，全程參與了該項(xiàng)目的規(guī)劃與實(shí)施，并負(fù)責(zé)該項(xiàng)目技術(shù)與裝備引進(jìn)的策劃和技術(shù)翻譯，參與了生產(chǎn)線總體技術(shù)設(shè)計(jì)。本文就是對(duì)該項(xiàng)目一期工程設(shè)計(jì)的技術(shù)說明，主要內(nèi)容包括：（）產(chǎn)品方案與生產(chǎn)方案設(shè)

25、計(jì)；（）生產(chǎn)線布局與設(shè)備選擇；（）工藝計(jì)算；（）生產(chǎn)生產(chǎn)線平面布置；（）生產(chǎn)線輔助設(shè)計(jì)；（）生產(chǎn)組織與技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)；（）生產(chǎn)線綜合評(píng)價(jià)。中南人學(xué)碩士學(xué)位論文第章生產(chǎn)線設(shè)計(jì)總論第章生產(chǎn)線設(shè)計(jì)總論廠址的選擇正確選擇建廠地址，是建設(shè)任何一個(gè)新廠的首要問題，因?yàn)樵O(shè)計(jì)中許多基本的原始材料是由廠址的具體條件決定的。考慮到交通運(yùn)輸條件、原材料與動(dòng)力來源、氣象、水文、地質(zhì)、環(huán)保、銷售協(xié)作等諸多方面的因素，決定將本設(shè)計(jì)的廠址選在淚羅市。把廠址選在淚羅市，具有以下多方面的有利條件【】：（）交通運(yùn)輸：淚羅區(qū)位優(yōu)越，交通發(fā)達(dá)。這里東倚幕阜，西臨洞庭，南接長(zhǎng)沙，北靠岳陽。京廣鐵路、京珠高速公路、國(guó)道縱貫?zāi)媳?，￥線、淚羅

26、江橫穿東西，通鄉(xiāng)公路、通村公路交織成網(wǎng)，電力、通訊連村入戶，物流、人流、資金流、信息流暢通無阻。其擁有優(yōu)越的區(qū)位、便捷的交通。（）原材料與動(dòng)力來源：本項(xiàng)目以廢鋁為原料，淚羅市有中南地區(qū)最大的再生資源集散市場(chǎng)，近幾年廢鋁交易能力超過。本項(xiàng)目建成后，將促進(jìn)廢鋁回收業(yè)務(wù)擴(kuò)大，預(yù)計(jì)近兩年內(nèi)，再生資源集散市場(chǎng)廢鋁年交易能力可達(dá)。而且周邊省區(qū)沒有較大的廢鋁加工企業(yè)，原料充足，靠近原料市場(chǎng)建廠是本項(xiàng)目的主要優(yōu)勢(shì)之一。（）氣象、水文、地質(zhì)等條件：淚羅是典型的大陸性氣候，冬天最低溫度不過零下四、五度左右，不需要采暖設(shè)備。春季雨水多，溫度適宜。全年四季分明，風(fēng)調(diào)雨順。（）環(huán)境保護(hù)：廠區(qū)建在淚羅市郊，那里遠(yuǎn)離市區(qū)，

27、居民區(qū)少，對(duì)居民生活影響小，且工廠大部分用電力驅(qū)動(dòng)，污染小。（）協(xié)作條件：淚羅市現(xiàn)已擁有工業(yè)基礎(chǔ)好，已形成化工、機(jī)電，建材冶金等門類較齊全的工業(yè)體系，特別是淚羅江生態(tài)工業(yè)園成為各種資源的聚集地，已引進(jìn)項(xiàng)目個(gè)，總投資億元，再生資源深加工、農(nóng)產(chǎn)品加工綠色環(huán)保和農(nóng)機(jī)制造四大產(chǎn)業(yè)群強(qiáng)勢(shì)崛起。（）銷售情況：湖南省乃是有色之鄉(xiāng)，礦產(chǎn)豐富，但從整體來看，湖南的廢鋁再生熔煉企業(yè)雖然較多，但規(guī)模都不大。因此，在銷售上是不會(huì)有很大問題的，這同時(shí)也表明，本設(shè)計(jì)是完全必要的。圖所示為湖南淚羅市龍舟鋁業(yè)有限公司的廠門照片。南學(xué)碩十學(xué)位論立第章生產(chǎn)線啦計(jì)總論圖龍舟鋁業(yè)選址生產(chǎn)線總體布局亡嗍硝嘲圖傳統(tǒng)鋁熔鎬線布局圖扣咽圖基

28、干線的鋁熔鑄線布局圖中南大學(xué)碩士學(xué)位論文交淵圖本設(shè)計(jì)的主體設(shè)備布局圖第章生產(chǎn)線設(shè)計(jì)總論如圖所示為傳統(tǒng)鋁熔鑄生產(chǎn)線主體設(shè)各布局示意圖，主要包括熔煉爐、熔體靜置爐、過濾器和鑄造系統(tǒng)。圖所示為基于線的鋁熔鑄線布局圖，叮見，與一般熔鑄線設(shè)計(jì)相比較?；谙到y(tǒng)和技術(shù)的鋁熔鑄線省去了靜置爐這環(huán)節(jié)，則熔體靜置和在線精煉均由系統(tǒng)完成。靜置爐的作用包括：（）保持或提高熔體的溫度；（）均化熔體的化學(xué)成分；（）對(duì)熔體進(jìn)行精煉；（）添加某些臺(tái)金料，調(diào)整熔體的化學(xué)成分。靜置爐的設(shè)置雖有其優(yōu)點(diǎn)，但也有其缺點(diǎn)，即造成金屬燒損和能耗的增加。系統(tǒng)由于其精巧的設(shè)計(jì)，可在生產(chǎn)中完全替代靜置爐。由此，僅從減少盒屬燒損分析，按照年產(chǎn)噸生

29、產(chǎn)線，降低燒損計(jì)算，一年可節(jié)約資金：噸元元如圖為本項(xiàng)目設(shè)計(jì)的基于系統(tǒng)和技術(shù)的鋁熔鑄線主體設(shè)備布局圖，其主體設(shè)各包括國(guó)產(chǎn)三室側(cè)井式反射熔煉爐、美國(guó)公司的雙室系統(tǒng)、美國(guó)公司的陶瓷泡沫過濾裝置、美國(guó)公司直冷液壓鑄造系統(tǒng)，可生產(chǎn)直徑、與的鋁合金錠。該生產(chǎn)線第一期工程只安裝一臺(tái)熔煉爐，設(shè)計(jì)產(chǎn)能為噸，年；項(xiàng)目投產(chǎn)后，如經(jīng)濟(jì)效益達(dá)到預(yù)期計(jì)劃則啟動(dòng)第二期計(jì)劃。第二期工程主要是在第一期熔煉爐旁預(yù)留的位置添置臺(tái)三室側(cè)井式反射熔煉爐，則兩臺(tái)熔煉爐共用條線，從而使整條生產(chǎn)線產(chǎn)能達(dá)到噸侔。第三期工程就是再引進(jìn)一套與二期工程相同或相近的主體設(shè)備，使產(chǎn)能達(dá)到噸年。三期工程將以原鋁為原料，利用技術(shù)產(chǎn)生高純凈化的航空航天用鋁舍

30、金錠。本文主要對(duì)第一期工程進(jìn)行設(shè)計(jì)和分析。生產(chǎn)線簡(jiǎn)況本生產(chǎn)線一期工程為以廢雜鋁為原料，基于技術(shù)的年產(chǎn)噸再生鋁合金錠生產(chǎn)線，主要產(chǎn)品品種有、鋁合金等。本設(shè)計(jì)的指導(dǎo)設(shè)計(jì)思想為：以合理的投資，建設(shè)一個(gè)具有相當(dāng)規(guī)模的再生鋁合金錠生產(chǎn)線、盡可能采用較為先進(jìn)的設(shè)備，使其具有開發(fā)潛力，以便創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)效益。中南人學(xué)碩士學(xué)位論文第章生產(chǎn)線設(shè)計(jì)總論本生產(chǎn)線一期工程的主要設(shè)備如表所示。設(shè)備熔煉爐冷卻水系統(tǒng)鋁熔體凈化系統(tǒng)鋁熔體過濾系統(tǒng)鋁熔體傳輸系統(tǒng)立式直冷液壓鑄造機(jī)圓棒鑄造結(jié)晶器均質(zhì)爐地磅鋸切機(jī)天車叉車，、表生產(chǎn)線主要設(shè)備表臺(tái)數(shù)，本生產(chǎn)線由于采用了較為先進(jìn)的設(shè)備、工藝以及管理模式，使得本生產(chǎn)線具有極為光明的前景。

31、設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮市場(chǎng)波動(dòng)，對(duì)主體設(shè)備如熔煉爐、精煉系統(tǒng)、鑄造機(jī)等的負(fù)荷率均留有一定空間，這就可以隨著市場(chǎng)的需要，靈活調(diào)整裝備與工藝，達(dá)到預(yù)期的產(chǎn)量。生產(chǎn)線一期工程主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)如表所示。表生產(chǎn)線主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)表項(xiàng)目生產(chǎn)線總?cè)藬?shù)生產(chǎn)線總建筑面積生產(chǎn)線總投資生產(chǎn)線總產(chǎn)值商品總成本數(shù)量人萬元萬元：覡濰萬元年黼蝴人均利潤(rùn)投資回收期生產(chǎn)線平均成品率萬元（生閂鉀韻）年（含蝴年）萬元中南大學(xué)碩士學(xué)位論文第章產(chǎn)品方案與生產(chǎn)方案第章產(chǎn)品方案與生產(chǎn)方案產(chǎn)品方案產(chǎn)品方案及其確定產(chǎn)品方案是指所設(shè)計(jì)的工廠或生產(chǎn)線擬生產(chǎn)的產(chǎn)品內(nèi)容、名稱、品種、牌號(hào)、規(guī)格、狀態(tài)及年計(jì)劃產(chǎn)量。它是進(jìn)行生產(chǎn)線設(shè)計(jì)的主要依據(jù)，也是組織生產(chǎn)的依據(jù)，

32、根據(jù)產(chǎn)品方案可以選擇設(shè)備和確定生產(chǎn)工藝。編制產(chǎn)品方案需遵循以下原則：）原料的供應(yīng)；）產(chǎn)品的平衡；）生產(chǎn)線規(guī)模及技術(shù)上的可能性；）國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)產(chǎn)品大的要求；）經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益及競(jìng)爭(zhēng)能力；）產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)；）建廠地區(qū)的條件、投資等的可能性。原料供應(yīng)：洲羅市有上百年的再生物資回收歷史，從晚清時(shí)期的籮筐扁擔(dān)穿村走巷，到現(xiàn)在形成萬人收購(gòu)網(wǎng)絡(luò)和火車汽車運(yùn)輸繁忙的規(guī)模。近年建成的中南再生資源交易中心已成為中南地區(qū)最大的再生資源集散市場(chǎng)，全市有廢品經(jīng)營(yíng)戶上千家，經(jīng)營(yíng)廢舊物資包括廢橡膠、廢塑料、廢鋼鐵、各類廢有色金屬等多個(gè)品種，日吞吐廢舊物資多噸，年交易額超過億元。在各類廢有色金屬經(jīng)營(yíng)中，以廢鋁、廢銅、廢鉛為主

33、。盡管廢鋁經(jīng)營(yíng)僅多年，但廢鋁的收購(gòu)加工發(fā)展很快，成為廣東、浙江、福建、湖北、四川、河南、湖南等多個(gè)省市的廢鋁交易集散中心，是全國(guó)廢鋁業(yè)的重要基地。據(jù)了解，該市有上萬人在全國(guó)各地大中城市設(shè)點(diǎn)收購(gòu)，形成了全國(guó)性的收購(gòu)網(wǎng)絡(luò)，廢鋁通過收購(gòu)網(wǎng)點(diǎn)源源不斷地運(yùn)回洲羅，在各經(jīng)營(yíng)戶再通過分揀、打捆或初加工，然后運(yùn)往外地。據(jù)初步統(tǒng)計(jì)，廢舊鋁年交易能力超過。目前，該市廢鋁市場(chǎng)還處于傳統(tǒng)購(gòu)銷與小規(guī)模粗加工階段，再生資源地增加值有限，浪費(fèi)了資源地可利用價(jià)值。甚至由于傳統(tǒng)的冶煉和加工方式造成了二次環(huán)境污染。初級(jí)拆解加工已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)市場(chǎng)發(fā)展的需要，缺乏可持續(xù)發(fā)展的后勁。為了引導(dǎo)再生資源行業(yè)的健康發(fā)展，防止其陷入粗放式生產(chǎn)

34、的惡性循環(huán)，抑制其對(duì)環(huán)境的污染，把資源、市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品、效益優(yōu)勢(shì)，做大增強(qiáng)廢舊物資回收、加工產(chǎn)業(yè)，使之規(guī)模化、規(guī)范化，淚羅市政府對(duì)廢舊物資加工產(chǎn)業(yè)做了整體規(guī)劃，以招商引資，引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)，形成規(guī)模效益。隨著回收工作引起重視，各種用途的鋁材也就成了廢料的不同來源。廢鋁最大來源大致是汽車交通、廢鋁飲料罐、廢建筑鋁材和電器鋁材（廢鋁電線、導(dǎo)電排等），如表【。中南大學(xué)碩士學(xué)位論文第章產(chǎn)品方案與生產(chǎn)方案簽囂磚最一懈漤雉踞螂群幅榮憚髂駔越￥囂嫻如球最墨譬輯喀毽駐鎏幽警軾酶避副毽整置柳翠毽匿翠毽輦囂踞毽卦棼擎翠避謠甓螺腳趟磨越囂腳囂毽翠毽譬星鬟取翠毽蜒蝌一中南大學(xué)碩士學(xué)位論文第章產(chǎn)品方案與生產(chǎn)方案市場(chǎng)

35、需求：中國(guó)鋁工業(yè)正處于快速發(fā)展階段，中國(guó)廢鋁回收率目前為，但不久將快速提升至。政府、企業(yè)、公眾對(duì)于鋁回收業(yè)的重要性認(rèn)識(shí)都大大提高。年中國(guó)原鋁產(chǎn)量為萬，年為萬，同期的消費(fèi)分別為萬和萬。而中國(guó)年廢鋁回收量為萬噸，年廢鋁回收量為萬噸，年的廢鋁供應(yīng)量高達(dá)萬噸，另外還回收了萬噸實(shí)物量的鋁灰、渣。可見，中國(guó)廢鋁回收潛力巨大，因此在本設(shè)計(jì)的生產(chǎn)方案中將生產(chǎn)線一期再生鋁合金錠產(chǎn)能定位萬噸年是符合市場(chǎng)規(guī)律的。其主要產(chǎn)品市場(chǎng)簡(jiǎn)析如下：鋁合金廢料鋁合金由于具有良好的成形加工性能、抗蝕性，可焊性、疲勞強(qiáng)度與中等靜態(tài)強(qiáng)度，被廣泛應(yīng)用于制造飛機(jī)油箱、油管，以及交通車輛、船舶的鈑金件、儀表、街燈支架與鉚釘線材等【。自上世紀(jì)

36、年代，我國(guó)開始大量生產(chǎn)鋁合金并且應(yīng)用于上述行業(yè)，經(jīng)過二十、三十年的使用，這些產(chǎn)品已經(jīng)陸續(xù)進(jìn)入更換期和淘汰期，因此該牌號(hào)合金廢鋁來源充足，市場(chǎng)也非常廣闊。鋁合金廢料鋁合金廣泛應(yīng)用于門窗、幕墻等建筑行業(yè)，產(chǎn)量和消費(fèi)量均非常巨大，其中建筑與結(jié)構(gòu)用合金擠壓材是當(dāng)前全球第一大單一的鋁合金產(chǎn)品，其產(chǎn)量超過萬噸，因此由此產(chǎn)生的廢鋁量也相當(dāng)大，再生鋁錠市場(chǎng)更為寬廣。鋁合金廢料是優(yōu)質(zhì)的鋁廢料，該合金鋁含量高，各地牌號(hào)成分一致，只要廢料中不混入雜質(zhì)，一般添加不到原鋁錠與少量的合金元素或甚至不添加，就可以獲得成分完全合格的可用于生產(chǎn)建筑材料合金。鋁合金廢料鋁合金是一種優(yōu)良焊接性能的高強(qiáng)度熱處理可強(qiáng)化合金，在交通運(yùn)輸

37、車輛的桁架、桿件、容器、大型熱交換器等許多領(lǐng)域均有應(yīng)用。據(jù)初步統(tǒng)計(jì)，我國(guó)每年消費(fèi)的鋁合金擠壓材約萬噸，可回收廢料估計(jì)在萬噸。本生產(chǎn)線的建設(shè)規(guī)模和產(chǎn)品方案是依據(jù)國(guó)家循環(huán)經(jīng)濟(jì)的需要、國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)的供需現(xiàn)狀和發(fā)展預(yù)測(cè)，以及龍舟鋁業(yè)有限公司所擁有的技術(shù)、工藝、管理等方面的優(yōu)勢(shì)來確定的，尤其充分考慮了以下幾個(gè)因素：（）廢鋁原料資源；（）航天航空領(lǐng)域?qū)Ω邚?qiáng)度特種鋁合金棒的需求；（）龍舟鋁業(yè)有限責(zé)任公司擁有的技術(shù)和設(shè)備優(yōu)勢(shì)；（）國(guó)際、國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的需求及預(yù)測(cè)；（）國(guó)、內(nèi)外鋁棒材擠壓、鍛造生產(chǎn)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)；（）投資規(guī)模。綜合上述因素，本設(shè)計(jì)以工業(yè)用高質(zhì)量高附加值的鋁合金錠為主導(dǎo)產(chǎn)品，同中南大學(xué)碩士學(xué)位論文第章產(chǎn)品

38、方案與生產(chǎn)方案時(shí)兼顧生產(chǎn)一些市場(chǎng)需求量大的民用鋁合金錠。根據(jù)以上分析，制定出生產(chǎn)線產(chǎn)品方案，如表。表產(chǎn)品方案本生產(chǎn)線第一期設(shè)計(jì)建設(shè)規(guī)模為。一期建成投產(chǎn)后，根據(jù)市場(chǎng)情況進(jìn)行調(diào)整，實(shí)施二期工程建設(shè)；總工程建成投產(chǎn)后產(chǎn)能可達(dá)萬噸年。計(jì)算產(chǎn)品的確定生產(chǎn)線擬生產(chǎn)的產(chǎn)品品種、規(guī)格及狀態(tài)組合起來可能有數(shù)十種、數(shù)百種以上，但是，在設(shè)計(jì)中不可能對(duì)每種合金的每一個(gè)品種，規(guī)格及狀態(tài)都進(jìn)行詳細(xì)的工藝計(jì)算。為了減少設(shè)計(jì)工作量，加快進(jìn)度，同時(shí)又不影響整個(gè)設(shè)計(jì)質(zhì)量，可以將各類產(chǎn)品進(jìn)行分類編組，從中選擇典型產(chǎn)品作為計(jì)算產(chǎn)品。確定計(jì)算產(chǎn)品的必要性有以下幾方面：）產(chǎn)品種類繁多，不宜一一計(jì)算；）減少設(shè)計(jì)的工作量；）可以對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行分

39、類編組；）它是工藝設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。選擇計(jì)算產(chǎn)品必須依據(jù)以下幾條原則：）在合金、產(chǎn)量、品種、規(guī)格、狀態(tài)、工藝特點(diǎn)上都具有一定的代表性；）通過所有的工序；）所選擇的計(jì)算產(chǎn)品要與實(shí)際相接近；）計(jì)算產(chǎn)品要留有一定的調(diào)整余量。綜合分析后制定本設(shè)計(jì)一期工程的計(jì)算產(chǎn)品方案表，見表。表產(chǎn)品方案詳情表本生產(chǎn)線主要設(shè)備由美國(guó)引進(jìn)，生產(chǎn)產(chǎn)品按美國(guó)鋁業(yè)協(xié)會(huì)公布的合金牌號(hào)生產(chǎn)，因此本生產(chǎn)線技術(shù)條件采用美標(biāo)【。根據(jù)美國(guó)鋁業(yè)協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，本設(shè)計(jì)生產(chǎn)產(chǎn)品的化學(xué)成分如表所示。中南大學(xué)碩士學(xué)位論文表產(chǎn)品的化學(xué)成分表【】第章產(chǎn)品方案與生產(chǎn)方案生產(chǎn)方案本項(xiàng)目的產(chǎn)品為再生鋁合金錠，即以同牌號(hào)及部分純鋁廢料通過重熔、精煉，然后鑄造成可用于

40、深加工的合金錠，因此其生產(chǎn)方法主要為熔鑄，不牽涉到塑性加工。具體工序包括：鋁廢料分選預(yù)處理熔煉熔體在線精煉在線過濾鑄造（均勻化處理）剪切深加工錠。該生產(chǎn)線采用以人工、磁選、化學(xué)染色法等多種方法相結(jié)合的方法進(jìn)行廢雜鋁的分選和預(yù)先處理；采用國(guó)產(chǎn)三室側(cè)井式反射爐進(jìn)行熔煉：引進(jìn)公司的系統(tǒng)進(jìn)行鋁熔體的在線精煉；采用引進(jìn)公司的泡沫陶瓷過濾器實(shí)現(xiàn)鋁熔體的在線過濾；采用引進(jìn)公司的直冷液壓鑄造系統(tǒng)進(jìn)行圓鋁錠的立式半連續(xù)鑄造；根據(jù)用戶要求，對(duì)部分鋁錠采用噸均質(zhì)爐對(duì)鑄錠進(jìn)行均勻化處理。根據(jù)上述生產(chǎn)方案，整個(gè)生產(chǎn)線分為四個(gè)車間，分別是：來料分類檢驗(yàn)車間、配料打包車間、熔鑄車間與均勻化車間。中南大學(xué)碩士學(xué)位論文第章生產(chǎn)

41、工藝流程第章生產(chǎn)工藝流程產(chǎn)品工藝流程設(shè)計(jì)生產(chǎn)工藝流程就是把產(chǎn)品生產(chǎn)的工序按次序排列起來。它是工藝設(shè)計(jì)中的一項(xiàng)重要工作，它直接關(guān)系到能否滿足設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求。合理的工藝流程應(yīng)該是在保證完成設(shè)計(jì)任務(wù)書中規(guī)定的產(chǎn)量和質(zhì)量的前提下，具有最低的消耗、最少的設(shè)備、最小的生產(chǎn)線面積、最低的產(chǎn)品成本，并且有利于產(chǎn)品質(zhì)量的不斷提高和將來的發(fā)展，具有最好的經(jīng)濟(jì)效果和較好的勞動(dòng)條件。根據(jù)不同的產(chǎn)品品種、產(chǎn)量、技術(shù)要求，合理選擇生產(chǎn)方法和注定開坯方法，在一定設(shè)備條件下是確定生產(chǎn)工藝流程的重要條件。確定工藝的依據(jù)有以下幾點(diǎn)：）根據(jù)產(chǎn)品的產(chǎn)量、品種、規(guī)格及質(zhì)量的不同來確定工藝流程，并且在滿足技術(shù)要求的前提下，盡可能簡(jiǎn)化或

42、縮短工藝流程；）根據(jù)設(shè)備條件，保證各工序設(shè)備負(fù)荷均衡，安全運(yùn)轉(zhuǎn)，充分發(fā)揮設(shè)備潛力；）為了滿足產(chǎn)品的技術(shù)條件要求，就要有相應(yīng)的工序給予保證；）為了提高生產(chǎn)量和成品率，降低成本，提高經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。本項(xiàng)目設(shè)計(jì)的生產(chǎn)工藝流程如圖】所示，廢雜鋁的預(yù)處理工藝流程如圖所示，熔煉工藝流程如圖】所示。圖禾廢鋁再生生產(chǎn)工藝流程圖廢雜鋁的預(yù)處理工藝況措侄中南大學(xué)碩士學(xué)位論文第章生產(chǎn)工藝流程圖熔煉工序的工藝流程圖主要工序的簡(jiǎn)要說明）預(yù)處理：廢雜鋁的預(yù)處理是再生鋁生產(chǎn)的頭道工序，也是確保再生鋁質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。其目的一是將廢雜鋁表面的油污、氧化物及涂料等除去；二是除去廢雜鋁中夾雜的有機(jī)物及其它金屬【；三是將廢雜鋁按

43、成分分類，不僅是其中的合金成分得到了最大程度的利用，提高其商業(yè)價(jià)值，而且大大提高了產(chǎn)品的質(zhì)量【】。本設(shè)計(jì)的預(yù)處理工藝如圖所示，其主要工藝是采用人工分選與磁選、化學(xué)染色精選技術(shù)等方法相結(jié)合，去除廢雜鋁中的其它金屬和雜質(zhì)。）熔煉：熔煉是鋁合金鑄錠生產(chǎn)的關(guān)鍵工序之一【。本設(shè)計(jì)采用國(guó)產(chǎn)三室側(cè)井式反射爐進(jìn)行熔煉，熔煉工藝流程如圖所示。在再生鋁的生產(chǎn)過程中，由于原料來源為廢雜鋁，規(guī)格不統(tǒng)一，為了減少燒損，因此加料順序以先加大塊廢料，后加零散料以及屑料；熔煉時(shí)將主料投入主室，零散料以及屑料投入側(cè)室，并通過空氣循環(huán)達(dá)到爐內(nèi)溫度均衡。該投料工藝體現(xiàn)了再生鋁熔煉與普通鋁熔煉工藝的區(qū)別，也是本設(shè)計(jì)的一個(gè)重要技術(shù)特點(diǎn)

44、。在熔煉爐內(nèi)應(yīng)對(duì)鋁熔體進(jìn)行變質(zhì)與精煉、凈化處理。本設(shè)計(jì)采用、及等氯鹽和氟鹽【，并輔以進(jìn)行爐內(nèi)精煉處理【】。）調(diào)整合金成分：由于有的合金元素在熔煉過程中有損失，在精煉處理之前向液態(tài)鋁合金中添加合金元素，使熔煉后的鋁合金符合產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)【引。本設(shè)計(jì)采用光譜分析儀進(jìn)行爐前成分分析，然后根據(jù)分析結(jié)果實(shí)施成分調(diào)整。熔煉時(shí)的補(bǔ)料和沖淡計(jì)算見第六章。）在線精煉（熔體凈化）：鋁合金產(chǎn)品的生產(chǎn)中，最終是否能生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品，主要取決于熔煉與鑄造環(huán)節(jié)，而熔鑄過程中除氫、除雜最重要，對(duì)于利用廢鋁做原料生產(chǎn)鋁及鋁合金錠坯的生產(chǎn)線，其在線精煉技術(shù)則更為關(guān)鍵【】。中南大學(xué)碩士學(xué)位論文第章生產(chǎn)工藝流程鋁合金在熔煉過程中，熔體中

45、存在氣體、各種夾雜物及其他金屬雜質(zhì)等，影響純潔度，使鑄錠產(chǎn)生氣泡、氣孔、夾雜、疏松、裂紋、白斑等缺陷，對(duì)鑄錠的加工性能及制品強(qiáng)度、塑性、抗蝕性、陽極氧化性和外觀品質(zhì)都有顯著影響】。熔體凈化就是利用物理化學(xué)原理和相應(yīng)的工藝措施，除掉液態(tài)金屬中的氣體、夾雜和有害元素，以便獲得純凈金屬熔體的工藝方法。在本設(shè)計(jì)中，采用的是美國(guó)公司的鋁熔體精煉系統(tǒng)。該系統(tǒng)不同于以往的旋轉(zhuǎn)石墨噴頭精煉系統(tǒng)，它采用了包括：惰性氣體在線預(yù)熱、惰性氣體對(duì)鋁熔體的摩擦攪拌、防止鋁熔體內(nèi)氣泡聚集長(zhǎng)大三項(xiàng)獨(dú)特的技術(shù)，除氫率可達(dá)以上，可除去的粒度大于微米的夾雜物。該系統(tǒng)的特點(diǎn)將在下一章節(jié)中詳細(xì)介紹。）在線過濾：過濾屬于爐外連續(xù)凈化處理

46、的一個(gè)環(huán)節(jié)，在本設(shè)計(jì)中，采用多孔泡沫陶瓷過濾器。）鑄造：鑄錠成型方法目前廣泛應(yīng)用的是：塊式鐵模鑄錠法、直接水冷連續(xù)與半連續(xù)鑄錠法、連續(xù)鑄軋法等。本設(shè)計(jì)中采用的是美國(guó)公司的直冷液壓鑄造系統(tǒng)進(jìn)行立式半連續(xù)鑄造。）均勻化退火：為了消除和減少在鑄造過程中造成的鑄錠晶內(nèi)偏析、改善鑄錠組織的均勻性、消除鑄造應(yīng)力、提高工藝塑形，需要對(duì)坯錠進(jìn)行均勻化退火熱處理。本設(shè)計(jì)采用噸臺(tái)式均質(zhì)爐對(duì)鑄錠進(jìn)行均勻化處理。中南大學(xué)碩士學(xué)位論文第章設(shè)備選擇第章設(shè)備選擇設(shè)備選擇原則設(shè)備選擇的主要內(nèi)容是確定出生產(chǎn)線設(shè)備的種類、形式、結(jié)構(gòu)、規(guī)格、數(shù)量及能力。金屬熔鑄生產(chǎn)線的生產(chǎn)設(shè)備可分為：主要設(shè)備與輔助設(shè)備，對(duì)主要設(shè)備，應(yīng)在預(yù)選的基礎(chǔ)上進(jìn)行必要的設(shè)備負(fù)荷計(jì)算、以及零部件強(qiáng)度較核計(jì)算。對(duì)于輔助設(shè)備，一般不進(jìn)行驗(yàn)算，可在主要設(shè)備確定之后，在確定與之配套的輔助設(shè)備。設(shè)備選擇一般考慮如下原則：）要滿足產(chǎn)品方案（主要指規(guī)格、質(zhì)量、年產(chǎn)量等）的要求，保證獲得高質(zhì)量的產(chǎn)品；）滿足生產(chǎn)方案及生產(chǎn)工藝流程的要求，每種生產(chǎn)方案都要求與之相適應(yīng)的設(shè)備并且生產(chǎn)工藝流程中的每一種工序必須按該工藝要求選擇設(shè)備；）要注意設(shè)備的先進(jìn)性和經(jīng)濟(jì)上的合理性，還要注意選擇標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備，力求投資少，而且有較好的的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)；）要考慮設(shè)備之間的合理