经过两年的建设，位于美国印第安纳州巴洛的乐兴挤压圆锭公司(Alexin)近日建成投产。该公司是北美近十年来全新的挤压用铝圆锭专业铸造厂，其特点是:
经过慎重考虑，工厂的地址以巴洛代顿为中心，400公里半径范围内集中了北美约40%的挤压材料企业。2006年，挤压铝材的产量约为54.5万吨，几乎占美国总产量的50%。
原料有保障，产品销售运输距离短。80%以上的原料是废铝，生铝锭的消耗不到20%。是典型的循环经济企业，节能减排企业。
主要产品为直径178 ~ 406 mm的6063合金圆锭，产品单一，产能11万吨/年，规模合理，经济效益高。
在铝熔体的净化过程中，取消了沿用了80-90年的熔剂处理和氯气处理，杜绝了有害有毒气体的排放。冶炼过程排放的烟气100%收集过滤，排放到大气中的物质能满足目前最严格的环保法规。是真正的绿色企业，产品真正的节能环保，所以注册的商品名是LEED & reg；挤压锭，LEED是Leadership in Energy and Environmental Design的缩写)，设计和生产工艺达到了目前节能环保的最高水平；
员工总数51人，人均产量可达2157吨/年，劳动生产率居世界领先水平；
铝熔体经过严格净化，铸锭均匀化完美，金相组织细小均匀，不仅具有良好的挤压性能，而且产品具有优异的力学性能和其他优良性能。
它是世界上最现代化的铝锭铸造企业之一。
一、生产工艺和产品
(1)生产技术
Alexin公司的挤压圆锭生产工艺如图1所示，与常规的圆锭生产工艺没有明显区别，只是每道工序都有严格的管理和执行。最大的不同是净化处理不使用氯气和熔剂，这在世界上还是第一次，真正做到了环保熔铸和低碳熔铸。还有的严格按照合金的种类和形态对采购的废料进行分类，保证合金成分准确，波动范围最小。
1 LEED & reg；挤压圆锭生产工艺示意图
(2)挤压圆锭
亚历克辛公司生产LEED & reg；圆锭的原料主要是废料，大部分是从挤压厂和门窗厂收集来的。废料的质量是可以保证的，废料的量超过80%，对成品率的提高起着决定性的作用。其他原料为原铝锭和其他金属非金属，约占20%，用于调整合金成分。产品为挤压用6063和6061合金圆锭，但以前者为主，约占产量的90%。直径有178mm、203mm、254mm、305mm、356mm、406mm六种锭料，是16MN~45MN挤压机的典型坯料。锭长有两种:7200mm长锭，可根据用户要求锯成定长短锭。
二。废铝的分类和管理
公司收购的废铝除建筑用铝屑外，还包括相当数量的打包废铝、松散废铝、压成饼的碎屑、废铸件(图2 ~ 4)。进入工厂后，废料根据其合金、类型和形态被排放到指定的分类储存区。共有9个这样的区域，面积为2.8×104平方米。废料中的铁、塑料和其他非金属等夹杂物的分类和去除都是在自动生产线上进行的。
图2 Alexin公司生产的待运挤压锭。
图3在分类存储区卸载采购的松散废铝和废零件。
图4装载机料斗中包装好的废铝
三。熔化和成分调整
(1)冶炼
公司拥有加拿大GNA铝业技术公司的7台52吨高效环保熔炼炉，均为矩形倾动式。装料量严格按照4(废料):1(生铝锭)的比例，用RIA (Rackwitz Industrieanlagen，Lackawitz Industrial Company)自动装料机进行装炉。每个料斗可装12吨，装料时间不到90秒。这种快速加料可使炉料的熔化速度提高7%，并进一步提高能量效率。公司生产的每一步(分选、分拣、熔炼、合金化、铸造、均化、锯切、捆扎、输送)都符合高标准的环保要求，每一个设计都贯彻了节能的理念。
该炉配有两对双床11蓄热式超低NOx燃烧器(双床& regⅱ-低NOx蓄热式燃烧器，由Fives North AmericanCombustion，Inc .提供，可精细控制燃烧参数，从而最大限度地减少NOx的生成，最大限度地回收烟气中的余热。热烟气加热蓄热室中的氧化铝球，助燃冷空气体通过蓄热室时被加热。熔炉排出的烟气被吸入MCNS环境系统公司100%的过滤净化系统，经过充分处理后排入大气。因此，排放的各项指标都能满足目前最严格的环保法规。
两对燃烧器交替燃烧和关火。当关火的那台排气时，烟气温度高达1420℃。经过蓄热室后，氧化铝球被加热，然后进入烟道，温度已降至2321C。一旦温度下降到这个数字，燃烧器就会立即点火，吸入的室温(17℃)空气体经过蓄热器加热后进入燃烧器，可以大大降低油耗(图5)。炉内熔体由ABB电磁搅拌器搅拌。
严格控制天然气用量和炉温，可以最大限度地减少NOx的生成，保持最高的能效，即一旦炉温达到788℃，天然气供应量和燃烧率就会降低。这种双膛熔炼炉熔化冷料和升温到710℃的能耗仅为2218 J/kg。
(2)成分调整
铝熔体的成分调整和合金化在静态炉中进行，该炉也是由GNA铝技术公司设计制造的，容量为48吨。炉子的工作时间为24/7天，可运行365天。这种耐火材料由哈比森·沃克公司生产。纯金属用于调整硅和镁的成分，而中间合金用于调整锰和铬的成分。炉前快速分析可以确定合金的成分。
对于静态炉的净化处理，乐行公司在净化处理中不使用熔剂，不使用氯气，从源头上彻底杜绝了污染源，这在世界上可能是前所未有的。因为废料的夹杂物和洁净度都是控制的，而且和熔剂精炼不同，所以渣不多。炉渣应该趁热处理。热熔渣处理器由宾夕法尼亚州埃克斯顿的阿蒂克-MDY公司提供。热渣室相当干净，比普通处理室干净多了。
第四，净化处理和铸造
(1)净化处理
现在无论是铸锭还是生产压铸件和铸件，在铸造前都要进行净化处理，将氢含量和各种夹杂物降低到要求的水平，所以净化处理就是脱气和除杂处理。净化分为炉内处理和炉外在线处理，后者是目前主要的净化措施。乐行公司只进行铝熔体在线处理，这也是其环保性高的主要原因之一。但要达到同样的熔体纯度水平，就要加强在线处理，这说明在技术、管理、工人素质等方面都是优越的。
待炉内铝熔体的温度和成分达标后，即可进行浇铸。首先，它流入自动嗅纱P-180UIT系统(图5)进行脱气处理。由美国Pyrotec的Sniff Division生产，有三个旋转脱气转子，是目前脱气效率最高的工艺之一。SNIF SHEER石墨水口最大的优点是能有效地去除氢气，同时不会将熔体表面的A12O3卷入熔体中，因为它一方面在熔体中高速旋转，另一方面又注入适量的脱氢介质氩气，不会产生湍流。Snifsheer P-180UIT脱气系统可以倾斜，在铸造完成之前可以将系统中的残余熔体全部倒出。系统中有3台浸没式加热器，每台20kW。
图5燃烧器工作-关闭示意图
脱气的铝熔体流经CS-X Selee过滤器，这是一种无磷粘结陶瓷过滤板。过滤板的目数可根据过滤精度选择。Selee滤板是世界上最著名的滤板制造商Selee公司的产品。
(2)浇铸机
乐行拥有瓦格斯塔夫提供的最现代化的内导半连式圆形铸锭机，拥有五个铸造盘，并配备了空气滑移铸造技术(AirSlip & reg空气铸造和numaxtmbillet铸造技术)、自动铸造控制系统(autocastm自动铸造控制系统)、Shurcast铸造机可进行全自动铸造，铸造速度、水流量、压力、温度等所有工艺参数均由计算机自动控制。
浇注系统采用5005型Shur cast铸造机，其柱塞坚固，有足够的刚度。一旦铸造负荷不平衡，仍能保证铸锭既定的平直度和质量以及铸造过程的安全性，铸造机维护工作量较少。在铸造托盘中，三组可以通过AirSlipDC(空气滑动半连续)铸造，用于铸造小至中等直径的铸锭，另外两组可以通过NuMax技术铸造，用于生产大直径的铸锭。
第五，均质化处理
所有用于挤压的圆锭都应进行均匀化处理，以改善其挤压性能和挤压材料的性能和质量。乐行公司有三个GNA公司的均化炉，两个GNA公司的冷却罐，一个ADCL (Advanced Dynamics Corp，Ltd)设计的全自动装锭机(图6和图7)。均匀化成为挤压圆锭生产中不可缺少的关键工序。炉内有三个加热区，每个区可装43吨钢锭，有一个燃烧器和一个烧嘴。这个Thenjet燃烧器是Eclipse的产品。辐射型风扇安装在熔炉中每个区域的顶部，热量通过循环热空气传递给铸锭。保温时，区内各点温度可保持在13℃，风机转速由变频电机控制。
图6 Snfsheer P-180UIT倾斜脱气系统
图7 Alexin公司的均化冷却炉组
图8 Alexin公司均化炉装锭机
铸锭冷却室配有强力可逆轴流风机，可在一小时内将直径406 mm的铸锭从略低于580℃降至205℃。冷却速度是可调的，即不同的冷却速度可以应用于不同的合金。如6063合金等低合金化的6xxx系列合金，可以尽可能快地冷却，使Mg2Si和中间金属化合物颗粒均匀细小弥散分布，挤压出的材料具有良好的表面质量。而6061合金和其他合金化程度较高的6xxx合金则应按照既定的冷却速率规范进行冷却，以保证Mg2Si的粒度既不太大也不太小，既要大到不形成过饱和固溶体(相对于挤压压力较低)，又要小到在挤压过程中完全溶解，从而形成完整的固态体，以保证产品具有良好的综合力学性能。
铸锭由输送机自动输送到均化炉区域，再由自动装载机逐层装载到机架上，推入炉内。保温后从均化炉进入冷却室，冷却至200℃左右移至卸料区，然后进入打捆区或锯切区，锯切后将定长的短锭打捆。这一切都是按照程序自动完成的。显示了均化炉的装料量和铸锭装料的层数。捆绑带由高强度聚酯制成。
表1均化炉装料量和铸锭层数。
捆扎前，喷墨打印机在钢锭表面打印各种数据。
不及物动词结束语
阿乐行挤压铸锭公司和中铝南海合金有限公司几乎同时建成，生产日期相差不大(前者2008年底投产，后者2010年7月底投产，相差13个月)。它们的生产能力相当，都是110，000吨/年。他们生产挤压锭所用的原料一般都是一样的，都是以废料为主，约占80%；前者有51名员工，后者有130名员工，前者的劳动生产率是后者的2.55倍。
阿乐行挤压铸锭公司是全球首家低碳铝合金圆锭生产企业，是名副其实的绿色铝合金冶炼铸造企业。生产过程完全自动化；生产用水全部内循环，实现零排放；熔炼炉产生的NOx控制在最低水平，排放的烟气100%收集并经过严格过滤净化处理；熔炼、净化、精炼不使用精炼剂和氯气，这在铝冶炼和铸造行业是前所未有的。产品单位能耗全球最低。
作者介绍这家企业的目的是为了帮助中国未来发展低碳铝经济。建设绿色铝企业势在必行，亚力克新公司的实例证明建设绿色铝企业是可行的。笔者认为，根据乐行公司实现的节能减排，可以提出低碳铝加工厂的目标。
