世界铝工业高新技术采撷

　　可使用29天的宽2170mm铸嘴

　　铸嘴是双辊式连续铸轧铝带坯最为关键的部件之一，通过它把铝或铝合金熔体输入铸轧辊缝。铸嘴又称为供料嘴，它的质量直接影响带坯质量和产量，因此对铸嘴的结构和材料要求很高。铸嘴分宽型和窄型，也有把大于2100mm的列为特宽型。铸嘴结构形式对稳定工艺和提高产品质量起着关键性作用。在结构方面应保证：熔体通过时流线合理，无死区；熔体在辊缝整个长度上分布均匀；流体流入辊缝的温度也要均匀一致。铸嘴由几块工件组成，在上下对合的两块间有一个特定形状的挡块，以保证熔体能均匀地分配于整个铸嘴内。

　　全球可生产特宽铸嘴的企业主要有3家：中国酒钢东兴铝业有限公司、美国泽卡陶瓷产品有限公司（Zircar Ceramics.Com.）、诺贝丽斯铝业公司（Novelis）法国普基工程公司（PAE）。东兴铝业有限公司是全球最大的双辊式铸轧带坯生产企业，有60台铸轧机，带坯生产能力60万吨/年，其中超宽的2350mm铸轧线4条，是全球最宽的。

　　泽卡陶资产品有限公司新近推出的Hard Castertip Type NKO+2170mm铸轧机，是国外最大的，也是生产能力与效率最高的，在29天内铸轧带坯942吨。生产效率约比中国的高30%，如果到2035年中国双辊式铝带坯连续铸轧的效率能全面达到2020年泽卡公司的水平，那就可以在现有产能基础上提高约30%，即可以在不新建生产线的条件下，增加约200万吨/年的产能，仅投入不多的资金就等于建设了约200条新的1800mm铸轧线。

　　零摩擦锭坯感应加热法经济环保

　　美国新泽西州（New Jersey）感应热集团（Inductotherm Group）班雅罗感应技术公司（Banyard's Induction Technology）新研发的零摩擦锭坯加热方式（Zero friction billet heating）是目前最先进的。

　　铝及铝合金锭坯在挤压之前都必须预加热到一定温度，在中国仍以天然气加热为主，还有少数采用燃油加热，工业发达国家几乎全采用电感应炉加热。全世界≥45MN的挤压生产线大都用电感应炉加热，用燃油加热的仅是个别的。因为大挤压机的开工率往往在70%左右，有的甚至更低，当然达85%的也有。用天然气加热时间较长，一旦停机再开机所费时间长，会损耗较多的油，用感应法加热很灵活。同时，由于对产品质量要求日益提高，原有的加热方法已不能满足要求，需进行等温挤压，就必须对锭坯进行梯度加热，梯度加热方式有：

　　永磁加热。永磁加热是种较为先进的加热方式，是芬兰核物理学家P.萨尼内（Suonninen）发明并于2011年获得专利，上海锐漫能源科技有限公司2012年获得中国市场独家经营权。它的基本原理是铝锭坯位于两个高速旋转的高性能永磁体之间，产生的交变磁场在锭坯中感应出涡流而被加热，锭坯是逐渐进入高速旋转磁场的，前端温度高，后端温度低，从而实现梯度加热。此法的优点是不排放污染物，能耗纸，比传统感应加热效率高40%以上。

　　单锭坯热剪加热。该法是中国佛山市郎盾铝加工设备有限公司研发的，能耗低，天然气消耗量20m3/t铝～24m3/t铝；可以实现梯度如热，采用德国自动化元件控制加热强度，前高后低，使前端温度高于后端的，形成20℃～50℃的温度梯度。

　　电感应梯度加热。电感应梯度加热的基本原理与电感应加热原理相似，不过是将感应加热分成几段，其电压V前＞V中＞V后，锭坯按顺序由后向前推进，由于前面电压高于后面，所以前端温度比后端高，从而形成温度梯度。反向挤压锭坯多用此种加热方式。

　　零摩擦感应加热。此种加热方式被认为是当前领先的，挤压温度始终保持在设定的范围内，能确保挤压的材料前后品质均匀一致，完全消除撕裂等缺陷，同时在整个挤压过程中，各项工艺参数都处于自动调控之下。

　　2019年9月，感应加热—焊接有限公司（Inductotherm Heating&Welding Ltd.）向丹麦通德市（Tonder in Denmark）海德鲁精密管材公司（Hydro Precision Tubing）交付了锭坯感应加热班雅得系统（Inductotherm Banyard），它由2台零摩擦装置、多段感应加热线圈等组成，可加热直经229 mm的锭坯，功率750kW。

　　零摩擦锭坯多段感应加热炉是感应加热集团（Inductotherm Group）的班雅得公司生产的。该集团在全世界有38个工厂，40个公司。2020年还向海德鲁铝业公司设在美国的克雷索纳（Cressona）挤压厂交付了一套这样的加热炉，可加热254mm直径的锭坯。

　　节能40%的新型回转蓄热式烧嘴

　　在全世界几万台工业炉中，估计目前仍有约60%燃油或燃气的。它们用的燃烧嘴（简称烧嘴）对热效率与节能环保起着关键性作用，好的烧嘴不但热效率高，油、气用量少，而且排放的温室气体少与质量高。笔者所指的温室气体质量是指除CO2外，其它危害严重的气体如二噁英等的含量。危害严重气体含量低，就燃烧完全，烧嘴也就好。

　　德国贾斯珀（JASPER）公司新近开发的新型回转蓄热式烧嘴（New rotating regenerative burner）就是一种高效烧嘴，商品名称“科布拉”（KOBRA）。科布拉烧嘴已在欧洲钢铁与铝工业的一些大户上获得应用，效果很好，获得了40%的节能效果，这可是了不起的成就。

　　科布拉烧嘴安装于炉墙上，它的关键构件是转子，带动烧嘴旋转。它能回收废气中的热，将吸入的冷空气加热，从而达到节能目的。

　　科布拉烧嘴的维护工作量甚少，每年仅需维护一次，它是一种洁净的燃烧器，所积聚的尘埃与污物可用压缩空气清理。日前，应用的科布拉系统的功率为500kW与1.2MW，正在设计小型的，如200kW。科布拉烧嘴的适应范围很广，所有的燃料都可以，它的运转很安全，在设计上对所有不安全因素都考虑相当周到，采取了必要的预防措施。