铝硅合金生产

铝硅合金生产、消费和可行性研究

2007-07-27

前言：

铝硅合金是60年代以来的新的工业技术。而电热法生产铝硅合金技术，是目前国际上惟一实现工业化并优于传统电解炼铝工艺的新技术，世界各国都在积极开发，但惟有前苏联上世纪60年代提前研发出一整套电热工艺理论，并开始工业化生产，居世界领先水平。在我国，上世纪60年代也开始进行电热法工业化研究，并将该项目列入国家“六五”、“’七五”攻关计划，但都因该技术复杂和电弧炉功率小等问题，使我国电热法制取铝硅合金技术以失败告终。随着科技进步时代到来，河南登电铝合金公司为攻克这一科技难关，于1996年主动承担国家这一高新技术示范项目。历经10年艰辛，经过反复试验，2005年10月12日，电热法冶炼新型铝硅合金技术获重大突破。在16.5MVA大型节能环保电热炉上冶炼出含铝58％-61％的新型铝硅合金，填补了我国有色金属领域的一项空白。成为世界上第二个拥有该项冶炼工艺技术的国家。而后，中国的东北大学又在其基础上，研究了用直流电弧炉生产铝硅合金的技术。

铝硅合金生产：

目前，铝硅合金（硅铝合金）的生产方法有两种：电热还原法和兑掺法。原苏联上世纪60年代提前研发出一整套电热工艺理论，并开始工业化生产，居世界领先水平，他们采用16500KVA以上的大型三相交流电弧炉进行冶炼生产。电热法生产铝硅合金是一种短流程的炼铝方法。它将电解法的平面反应变成立体反应。因此，它具有设备投资少、电能消耗少、生产成本低和使用低铝硅比矿物等一系列优点。电热还原法是世界公认的优于兑掺法的生产铸造铝硅合金的方法。电热法生产铝硅合金具有成分较稳定、均匀、晶粒细小、易于熔配等优点。电热还原法生产的铝硅合金中含有55％的铝，25％的硅和大量的金属杂质和非金属的熔渣。为了能够达到符合工业标准的铸造铝硅合金，在生产过程中必须要将金属杂质和非金属杂质去除。电热法生产的粗铝硅合金中含铝量为50％—60％，金属收率达80％以上，生产每吨合金的电耗最高为15000Kwh。

俄罗斯具有世界先进水平电热稀释法生产技术。另外东北大学系统地研究用直流电弧炉生产铝硅合金技术，对电热法生产铝硅合金中所涉及的各种因素，如矿物与还原剂的反应活性、配料比、碳含量、制团压力、炉料升温速度、反应温度、电炉的电参数等都进行了研究。用直流电弧炉生产铝硅合金技术与国外的技术相比，具有两大优点。采用直流电炉比同等规模的三相交流电炉可以节电10％左右。此外，本项技术附合我国国情，大、中、小规模的直流电弧炉(1800Kw以上)都能进行生产。既适合国家大规模生产，又适合中、小规模的地方生产。

比如在100Kw直流电弧炉上，以高岭土、氧化铝或铝土矿（高岭土、铝土矿中铁、钛含量分别小于0．6％）和蓝晶石矿等为原料（据北京科技大学薛教授讲，红柱石也可作为原料），烟煤（烟煤的挥发分大于30％，灰分小于8％）和石油焦为还原剂，酸法纸浆废液或粘土为粘结剂，制取铝硅合金的扩大试验获得了成功，全面掌握了此项生产技术。l995年11月，该项技术成果通过了由辽宁省科委组织的专家鉴定。专家们认为，该项技术成果达到国内领先水平。采用电热法冶炼铝硅合金，是对我国铝行业发展过程中遇到的铝土矿资源短缺，能源浪费，而开发利用煤系高岭土等铝硅酸盐矿物资源进行高性能铝合金冶炼，同时可实现资源综合利用与环境保护的新工艺，新技术，发展前景广阔。

消费前景和具体用途：

据预测，随著高新技术的迅速发展，新兴行业的不断兴起，铭硅合金的需求量将以每年10％一15％的速度递增，市场前景极为广阔。电热法生产的粗铝硅合金可以做高质量的炼钢脱氧剂，也可以做热法炼镁的高效还原剂，还可以加铝稀释成各种牌号的铸造铝硅合金、压铸铝硅合金等。铸造铝硅合金主要应用在汽车、轮船，火车内燃机车等工业。铸造铝硅合金还是配制铝型材合金的中间合金。另外，用电热法生产的粗铝硅合金配制的铝硅合金还是制造泡沫铝材料的主要原料。目前，全国年需炼钢脱氧铝硅合金、压力铸造铝硅合金、及各种型号的铸造铝硅合金近百万吨，随着汽车工业的发展，市场需求量越来越大。

在汽车工业，铝硅合金可广泛用于车辆发动机缸体及活塞、轮毂、轻质高强度车厢和各类机械、电器高强度部件制造。

建筑用材轻质高强铸造、变型铝合金型材上，用作铝硅中间合金代替工业硅，制造各种变型铝合金。另外还用于交通运输、化工、国防建设等方面。

采用电热法冶炼铝硅合金，是对我国铝行业发展过程中遇到的铝土矿资源短缺，能源浪费，而开发利用煤系高岭土等铝硅酸盐矿物资源进行高性能铝合金冶炼，同时可实现资源综合利用与环境保护的新工艺，新技术，发展前景广阔。

举例而言：

洛阳晓达活塞环有限公司采用登电集团铝合金的电热法铝硅合金，通过熔配工艺、热处理工艺，试生产3种本田110摩托车发动机活塞，进行发动机活塞体积稳定性和台架生产试验表明，活塞热度稳定性良好，小于国标规定的0.03％，最大值不超过0.02％，最小值为0；尺寸稳定性与传统活塞差异不大。在台架上试验表明，普通活塞试验达到88个小时后，有产生活塞环卡死，活塞抱缸现象，使得活塞环槽部位、裙部外圆均有不同程度拉伤。而登电铝合金公司所生产的电热法合金ZLl01活塞试验88个小时后，发动机运转正常，活塞尺寸改变量小，3个环槽宽度尺寸变化不超过0.002mm,裙部和环岸的尺寸变化不超过0.020mm。总之，电热ZLl01活塞与普通ZLl08活塞相比，表现出了良好的热稳定性和耐磨性。

经济可行性研究：

如果当地的电价为0．3元／度，生产每吨粗铝硅合金的成本为8000元左右。作为炼钢脱氧剂，每吨售价一般在11000元左右。这样每吨获利可达到2000-3000元。近期，铝价飞速上涨，由14000元／吨涨到16000元／吨左右。这对提高本项目的经济效益非常有利。建设一台1800Kw直流矿热电弧炉及附属的原料粉碎、制团、干燥设备，总投资为300万元左右。年产粗铝硅合金约700吨，获利140—200万元。

具体例子如总部设在天津市开发区的金海洋集团总公司，引进俄罗斯具有世界先进水平电热稀释法生产技术建设年产2．4万吨铝桂合金项目，2O01年动工建设，2003年投产。该项目总投资19998万元，该项目建成达产后，年销售收入40276万元，实现利税13423万元。