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我国铝板带材加工行业节能减排现状及措施_潘秋红

我国铝板带材加工行业节能减排现状及措施潘秋红1,董则防2,王雷刚1(1.江苏大学材料科学与工程学院,江苏镇江212016;2.镇江鼎胜铝业股份有限公司,江苏镇江212013)摘要:近些年来,我国铝板带材加工业在节能减排方面已取得很大进步。

然而我国铝板带产业发展很快,目前铝板带材的产能已居世界第二位,而且我国铝加工业能耗标准与国外先进水平相比存在较大差距,因此铝板带材加工业成为能耗大户之一,节能减排工作任重道远。

在分析我国铝板带、箔材加工业节能减排现状的基础上,提出了铝板带、箔行业节能减排的主要措施。

今后应提高电解铝液直接铸锭(或铸轧)的比例,采用先进的短流程生产工艺,调整热轧法与铸轧法的结构比例,采用先进熔炼炉、烧嘴,充分利用烟气余热,推广绿色熔铸技术,采用先进轧制设备和技术,淘汰落后产能和工艺等等。

关键词:铝板带;节能;减排中图分类号:TG292文献标识码:B文章编号:1007-7235(2011)05-0017-04Recent situation and measurement of energy-saving and carbon-emission reduction of aluminum strip and plate industry in ChinaPAN Qiu-hong1,DONG Ze-fang2,WANG Lei-gang1(1.School of Material Science and Engineering,Jiangsu University,Zhenjiang212813,China;2.Dingsheng Aluminum Co.Ltd.,Zhenjiang212141,China)Abstract:Recently the aluminum plate and strip production industry has got a great pro-gress in the fields of energy saving and carbon-emission reduction in China.Our aluminum fabrication industry developed very fast,now its productivity has taken the second place in the world.But the energy consumption standard of our aluminum production industry falls behind comparing with foreign ones.The aluminum plate and strip production industry is one of the biggest energy consumption enterprises.So it has lots of work to do in the energy con-sumption and carbon emission field.According to the domestic aluminum strip and foil pro-duction situations,the energy saving and carbon emission reduction measures have been put forward.Such as increasing ratio of direct casting and continuous casting,adopting short production process flow,adjusting the ratio of hot rolling/continuous rolling,using advanced furnace and burner,utilizing the residual heat of the smoke fully,spreading“green”melting and casting technologies,adopting advanced rolling stands and technology,eliminating fall-behind productivity and technology.Key words:aluminum plate and strip;energy saving;carbon emission reduction收稿日期:2010-12-05基金项目:江苏省镇江市工业科技攻关(GY2008013)第一作者简介:潘秋红(1970-),女,辽宁昌图人,讲师,硕士。

在全球倡导低碳经济的形势下,“节能减排”已经成为当前国家加强宏观调控的重点。

有色金属工业是主要的六个高能耗行业之一,有色金属工业的能耗主要集中在矿山、冶炼和加工三大领域。

其中冶炼能耗为社会广泛关注,尤以电解铝能耗总量最大[1]。

虽然铝加工业生产1t 铝材的能耗是生产1t 原铝平均能耗的1/18 1/25,与原铝生产相比能耗要低很多,但是随着我国铝加工业产能的不断增长,加之中国铝加工业能耗标准与国外先进水平存在较大差距,铝加工业总的能耗仍较大。

目前,我国有铝板带箔生产企业350余家,铝板带生产能力和在建的生产能力总和为700万t /a ,铝板带生产能力仅次于美国的,居世界第二位。

铝箔生产能力在2006年以150万t /a 的产能已跃居世界第一位[2-3],如此大的产能使铝板带、箔加工业成为能耗大户,节能减排工作任重而道远。

1铝板带、箔材加工业节能减排现状我国铝板带材2009年产量已接近500万t ,近些年我国掀起了建设铝板带箔材加工企业的热潮。

2007年,国家发改委发布了《铝行业准入条件》,不仅进一步提高了铝加工行业的准入门槛,而且要求现有铝加工企业各项技术经济指标综合能耗、金属消耗和成品率等达到规定门槛。

在未来几年内,我国铝加工企业各项技术经济指标要达到门槛水平的难度是相当大的。

在现有的约1000余家铝加工企业中,达到《准入条件》要求的不到32%[4]。

要在短时间内实现准入门槛条件有相当大的难度。

我国铝板带材加工企业近几年单位产品的综合能耗与准入水平、先进水平的比较见表1。

从表中数据可知,现有单位产品综合能耗与先进水平的综合能耗有较大差距,与新建企业的准入水平相比也有一定的差距。

在铝板带材加工生产中,企业的能耗主要发生在熔炼、铸锭或铸轧及轧制和退火过程中。

铝板带材企业的能耗量是指企业用于生产活动的全部能耗量,包括生产的直接能耗量、辅助能耗量和企业内部能源损失量。

其能源品种包括:一次能源(如原煤、原油、天然气等)、二次能源(如电力、热力、石油制品、焦炭、煤气等)和生产使用的耗能物质(如水、氧气、压缩空气等)。

所消耗的能源主要是煤、燃气、电、水、油(燃油和轧制油)。

所排放的主要是温室气体如二氧化碳、轧制油烟气等有毒气体、以及铸轧及轧制过程中产生的废水。

炉料熔炼、铝液精炼及铸造(铸轧)是铝板带材加工企业能源及材料消耗最大的生产环节。

我国95%的铝板带箔材加工企业自行熔炼与铸造铝合金锭[5-6]。

目前熔炼炉热效率普遍达到75%。

先进的达85%,差的50%。

铝板带材加工企业在生产扁锭与带坯卷时大都是以重熔用铝锭、工艺废料及其他废料为原料,所用的平均柴油消耗约70kg /(t 锭坯),而工业发达国家的平均油消耗约48kg /(t 锭坯)[5]。

将重熔用锭熔化为铝液时要烧损1% 2%的铝。

重熔过程中还排放大量的二氧化碳及其他有害气体,污染环境。

所以铝加工厂熔炼铸造车间资源和能源节约的最大潜力在于改变锭坯的供应渠道,其次是熔炼铸造车间本身的挖潜。

表1我国铝板带材加工企业单位产品的综合能耗与准入水平的比较产品名称生产工艺目前单耗/(kg 标煤·t -1)准入单耗/(kg 标煤·t -1)先进水平单耗/(kg 标煤·t -1)软合金硬合金软合金硬合金软合金硬合金铸轧带(板)铝锭(或铝液)→铸轧带(板)550395350热轧带(板)铝锭→铸锭→热轧带(板)565940445790395705铸锭→热轧带(板)215450180420129380冷轧带(板)铝锭(或铝液)→铸轧带→冷轧带(板)695530479铝锭→铸锭→热轧带(板)→冷轧带(板)710137058011924881086铸锭→热轧带(板)→冷轧带(板)360880315822258761铸轧带(或热轧带)→冷轧带(板)145430135402129381我国铝板带材加工工艺技术的特点是先进与落后并存。

如中铝西南铝业(集团)有限责任公司、山东南山集团轻合金有限公司、厦门厦顺铝箔有限公司等,它们的技术与装备已进入国际先进行列;而广大中小企业的技术与装备多停留在20世纪70 90年代水平。

现在我国广泛采用铸轧法取代熔铸和热轧,直接铸轧铝卷坯;铝加工工艺积极向短流程、连续化、自动化方向发展,以达到高效率、高品质、节能、降耗、环保的目的。

热轧是板带箔生产中的高能耗工序,因此首先要科学地控制热轧带坯与连续铸轧和连铸连轧带坯的比例;其次是尽量多地利用废旧铝生产铸锭与带坯;而其他工序中冷轧和退火工序的能耗也较大,主要是电耗、水耗和轧制油耗。

轧制是铝板带材生产中电耗最高的工序。

据统计,热轧板带的工艺单耗折合标准煤215kg /t ,由铸轧板冷轧板带的电耗在500kWh /t 左右,铝箔生产的能耗更高。

冷轧板带材的轧制油耗也较大,例如月产5000t 铝板带材,2050mm 轧机机组大约需要更换新轧制油35t 左右。

因此轧制车间应调整生产工艺中不合理的能耗环节,对高耗能设备进行节能技术改造。

2铝板带箔材加工行业节能减排的主要措施未来我国铝板带箔加工业节能减排的主要方向应是提高电解铝液直接铸造锭坯的比例,合理调整热轧和铸轧的结构比例,支持企业投资时选择先进的短流程工艺,加强废铝的再生利用、规模化、专业化生产;提高铝加工行业准入门槛,同时淘汰落后产能;不断推进技术进步和技术创新、推行清洁生产,淘汰落后生产工艺。

对于铝板带加工企业来说,应根据自身的生产规模和生产工艺技术特点而采用不同的节能减排措施。

2.1铝板带材加工企业在熔铸工序的节能减排措施目前铝板带、箔材生产流程主要分为三种:一种是传统的熔炼铸造+热轧+冷轧;一种是采用铸轧法直接铸轧铝卷坯,再冷轧;还有一种是采用黑兹列特连铸连轧铝加工生产线生产铝板带材。

铝板带材加工企业推广以下较成熟的节能减排新技术:一是可直接使用原铝液生产锭坯缩短工艺流程[8],如圆锭和扁锭放到电解铝厂生产,铝加工厂只生产电解铝厂不能生产的高技术、高质量产品的铸锭。

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