T／CAMIE 02-2021  变形铝合金熔炼铸造过程能耗控制标准

本标准述的变形铝合金熔炼造工 艺流程，是行业内生产1XXX、2XXX、3XXX、 4XXX、5XXX、6XXX、7XXX、8XXX变形铝合金系列铸锭的典型做法。

图丨变形铝合金铸造生产典型工艺流程图

原料一原料主要包括铝锭、铝型材返回料及中间合金等，按照产品等级合理选择原料， 对产品生产的品质和能耗控制都有重要的意义。 投料一根据生产计划制订投料单，规定投用的原辅材料的名称、牌号、形态、重量、 类别和投料顺序，向熔炼炉中投入原辅材料的过程。 熔炼一一在熔炼炉内用热源将铝或铝合金从固态转为液态的过程。 电磁搅拌一在炉内配料或者熔化期间，利用电磁搅拌设备对铝合金熔体进行搅拌以加速 铝熔体熔化并使铝合金熔体成分均匀的过程。 扒渣一一采用人工或者借助机械化工具将熔炼过程产生的铝渣分离至炉外的过程；扒渣 产生的铝渣经过回收工序将铝和渣分离，得到回收铝锭和铝灰，回收铝锭作为原料重熔利用， 铝灰交由有资质单位处理。 配料一根据工艺要求向铝熔体中投入中间合金材料，使铝熔体合金化的过程。 转炉一一铝熔体从熔炼炉排出转移到保温炉的过程， 保温炉精炼一在保温炉内通入情性气体或者情性气体和活性气体的混合气体，除去熔体 中氢气的过程。 在线除气一一利用惰性气体或者惰性和活性混合气体在流槽内对铝熔体进行精炼除氢 的过程。 过滤一一铸造过程利用安装在流槽上的过滤装置进行铝合金熔体中杂质过滤的过程。 铸造一使用特定模具经过冷却把铝熔体从液态转化为固态铝合金铸锭的过程。 锯切一按工艺或用户要求将铝合金铸锭头尾切除，形成铸锭有效长度的过程

天然气标准规范范本6.2变形铝合金熔炼铸造主要生产设备

表1变形铝合金铸锭主要生产设备表

T/CAMIE 022021

7变形铝合金熔炼铸造设备选用及维护

7.1熔炼炉和保温炉选用

7.1.1.1熔炼炉和保温炉应符合YS/T12的规定。 7.1.1.2根据能源种类选择合适的加热炉型。 7.1.1.3根据车间布局选择圆形或矩形的结构炉型 7.1.1.4根据车间布局及经济条件选择固定炉或可倾动炉。 7.1.1.5根据车间布局选择顶部或侧部开启炉门投料的炉型。 7.1.1.6根据熔炼炉和保温炉技术资料明确的功率和能耗指标选择合适的炉型。

7.1.2熔炼炉和保温炉选用

.1.2.1根据燃料类型可将铝合金熔炼炉和保温炉分为大然气、电、油、煤气等供热方式炉 型，一般情况下是根据区域供能优势选择相应的供热炉型。优先选用清洁能源的供热炉型。 7.1.2.2变形铝合金熔炼炉和保温炉按照形状可分为圆形炉和矩形炉两种。在车间布局充许 的条件下，一般选用圆形的炉型，主要是铝合金熔体在圆形内膛流动不存在死角，熔体成分 更容易均匀，能有效缩短均匀搅拌时间并达到节能效果。 7.1.2.3变形铝合金熔炼炉和保温炉按基座结构可分为固定炉和可倾动炉。应考虑场地条 件、设备投资、运行费用、建设费用、管理费用等因素，综合比较技术和经济效果后才确定 最终方案的选择。 7.1.2.4应根据车间布局选择顶部或侧部开启炉门投料的炉型。在条件充许的情况下，一般 选用顶部投料炉型，主要是单次投料量大，可减少投料次数、缩短炉门开启时间，降低能耗 损失。 7.1.2.5宜根据生产的需求，按熔炼炉和保温炉技术资料明确的功率和能耗指标选择合适吨 立的炉型。 7.1.2.6宜选择蓄热式节能燃烧系统，目的是利用熔炼炉和保温炉燃烧产生的尾气余热对燃 烧所需的助燃空气进行预热，以提高燃烧热能的利用率。 7.1.2.7宜选择带有燃烧过程炉门联锁装置的炉型，炉门开启时能使燃烧系统自动关闭，以 减少炉门开启时热能的损耗。 7.1.2.8在可靠性、稳定性基础上，宜选择燃烧效率和能耗指标先进的熔炼、保温炉。 7.1.2.9宜选择市场成熟的、应用较为广泛的熔炼炉和保温炉类型及规格，并由供应商集成 后成套供应。

7.1.2.10所选择非标炉型必须确保设备的设计、制作、使用等环节的安全因素。

7.2.1.1本标准仅考虑采用非接触式搅拌方法及装备，排除高耗能的接触式搅拌方式。

7.2.1.1本标准仅考虑采用非接触式搅拌方法及装备，排除高耗能的接触式搅拌方式， 7.2.1.2根据动力资源选择永磁或电磁式搅拌设备 7.2.1.3搅拌装置技术资料中应明确设备功率和能耗目标

7.2.2搅拌设备选用

7.2.2.1根据动力资源条件确定永磁或电磁式搅拌设备的选择。由于永磁搅拌方式必须使用 机械装置为永磁体提供旋转动力，并且存在磁力漩涡及离心力问题不利于铝合金熔体成分短 时间内均匀，从能耗控制角度考虑宜选择电磁搅拌设备。 7.2.2.2所选用的电磁搅拌设备应满足：直流电搅拌装置符合JB/T13120的规定，交流电搅 拌装置符合JB/T13118的规定。 7.2.2.3宜选择市场成熟的、应用较为广泛的电磁搅拌设备类型及规格， 7.2.2.4在可靠性、稳定性基础上，宜选择能耗等级低的电磁搅拌设备。 7.2.2.5应结合场地条件选择电磁搅拌设备的配套冷却方式，在条件允许情况下，宜优先采 用节能效果较好的风冷方式。 7.2.2.6宜由供应商集成后成套供应。

.3.1.1选择变形铝合金熔体精炼的载体。

.3.1.1选择变形铝合金熔体精炼的载体。 7.3.1.2炉内精炼的炉型选择参照本标准7.1.1

7.3.2炉内精炼设备选用

7.3.2.1变形铝合金熔体炉内精炼可在熔炼炉或保温炉内进行。设备选用参照本标准7.1.2。 7.3.2.2应根据精炼控制要求、场地条件、设备投资、运行费用、管理费用等因素，经技术 经济比较后确定最终方案。 7.3.2.3本标准推荐铝合金熔体炉内精炼在保温炉内进行。熔炼炉与保温炉联动的应用，目 在于实现变形铝合金铸锭连续不间断的生产，减少铝合金熔体在熔炼炉内的停留时间及热 能损失，增加铸锭生产炉次，实现综合节能。

7.3.2.1变形铝合金熔体炉内精炼可在熔炼炉或保温炉内进行。设备选用参照本标准7.1.2。 7.3.2.2应根据精炼控制要求、场地条件、设备投资、运行费用、管理费用等因素，经技术 经济比较后确定最终方案。

7.3.3在线除气精炼技7

7.3.3.1变形铝合金熔体在线除气精炼技术的应用是非强制性的要求。本标准推荐的铝合金 熔体在线除气精炼环节是基于生产高品质铸锭的要求而提出的。 7.3.3.2在线除气精炼系统装置应有增强铝合金熔体保温效果的箱体，以减少铝合金熔体在 线精炼过程热能的损失，

T/CAMIE 022021

7.3.4在线过滤技术装置

7.3.4.1变形铝合金熔体在线过滤是变形铝合金铸锭生产过程不可缺少的环节。 7.3.4.2铝熔体在线过滤技术装置主要有陶瓷板过滤器、管式过滤器、深床过滤器、玻璃丝 过滤布等。应根据产品质量控制标准选择与产品质量要求匹配的过滤技术装置。 .3.4.3宜根据过滤质量要求、场地条件、设备投资、运行费用、建设费用、管理费用等因 素，经技术经济比较后选择最终方案。 7.3.4.4从节能角度考虑，在线过滤装置宜配有增强铝合金熔体保温效果的箱体，以减少铝 溶体的温度损失。

结晶器为变形铝合金铸造的易耗品，可分为油气滑结晶器、油滑结晶器、非油气滑结晶 器、电磁结晶器等。应根据产品规格、质量标准、设备投资、运行费用、管理费用等因素， 经技术经济比较后确定最终方案。

7.5.1尾气处理装置

7.5.1.1尾气处理装置应符合GB50566的规定。 7.5.1.2尾气处理装置技术资料中应明确设备功率和能耗目标。 7.5.1.3应在可靠性、稳定性基础上选择技术指标先进的尾气处理装置产品。 7.5.1.4应选择市场成熟的、应用较为广泛的尾气处理装置类型及规格。 7.5.1.5宜由供应商集成后成套供应，

7.5.1.6应安装有粉尘在线监测装置，粉尘含量符合国家相关标准的尾气才能排入大气，尾 气排放标准执行GB9078的规定

7.5.2.1水处理装置主要包括水池、冷却塔、泵站、加药装置、过滤装置、测量和控制装置 等。 7.5.2.2应根据产线产能要求、季节性产量变化、冷却水质要求等进行设计和选型。 7.5.2.3应根据生产运行要求和工艺控制条件，设置有关的阀门、测量仪表等实现必要的控 制、调节、保护、报警等

7.6.1主要包括但不限于叉车、扒渣车、行车、空压机等，

7.6.1主要包括但不限于叉车、扒渣车、行车、空压机等 7.6.2叉车、扒渣车设备应符合GB/T5182的规定。

7.7设备日常维护管理

原辅材料主要包括铝锭、铝合金返回料及中间合金等，使用铝锭符合GB/T1196的规定。

8.2.1原辅材料应有质量证明书，进厂时必须经过检验合格才能入库。 8.2.2原辅材料应分区、分类管理，并做好标识，标识内容包括名称、牌号、重量、类别、 交接人员、交接单位等。 8.2.3原辅材料的生产领用，应有生产计划投料单为依据，原辅材料在生产使用中宜先进先 出。 8.2.4生产现场应按原辅材料分类标识作为使用的依据，

8.2.4生产现场应按原辅材料分类标识作为使用的值

9.1变形铝合金熔炼铸造过程能耗控制要求

变形铝合金熔炼铸造过程综合能耗指标分为限定值、 准入值、先进值三个等级，参见附 录A。新建变形铝合金铸锭生产企业综合能耗指标应以准入值以上标准为参照。

T/CAMIE 022021

变形铝合金熔炼是利用铝锭、电解铝液、铝返回料、中间合金主要材料，经熔化、熔体 处理，得到化学成分、杂质与气体含量符合要求，温度均匀的铝合金熔体的过程。熔炼是合 金元素在熔融铝中溶解完成合金化的重要过程。

9.2.2.1备料：依据投料量要求制定每批次产品投用的原辅材料的名称、重量、牌号、类别 进行称重备料： 9.2.2.2投料：按工艺规定安排投料顺序； 9.2.2.3配料：应在扒渣结束后开展，在铝液充分熔化并搅拌均匀后，分析底样成分，对比 成分控制标准表，计算各元素合金补加量，投入中间合金，静置、搅拌后再进行化学分析： 9.2.2.4配料员应记录投料、配料、补料、化学分析等数据，以确保过程追性。

熔炼过程应确保： a）配备熔炼装置专职操作人员，定期培训； b）配料员应根据生产计划制订每批次产品的投料单，并根据该炉次的投料量确定投料 顶序； c）该炉次的投料工艺参数应依据冷炉或热炉连续生产的状况确定。通常情况下，热炉 车续生产时预留一定量的铝合金熔体可以加快后续投料的熔化速度，从而有效减少热能的输 入总量； d）控制熔炼过程参数：由专职操作人员对热能输入时机、输入量、加热时长、熔炼炉 压、炉气温度、铝合金熔体温度等工艺和参数要求的执行过程进行控制； e） 确保熔化时间、熔化率、热效率受控； f）合理确定相关设施运行参数并确保该参数受控； g）应确保新工具的使用，提高效率； h）操作人员分工协作，确保安全和效率。 i）确保合格的铝熔体及时转移至保温炉以避免热能在熔炼炉内的闲置损耗； j）铝熔体转炉前应对流槽进行烘干并用盖板密封。 h）应对熔炼过程各种文件信息形成记录，以确保过程追溯性，

在炉料熔化过程或者配料过程，利用电磁搅拌设备对铝熔体进行搅拌，以加速合金熔化 并使铝合金熔体成分均匀，从而达到减少能源消耗的效果。 一般情况下，电磁搅拌开启时间应选择在炉料熔化生成1/3~1/2铝合金熔体时进行，由 熔炼装置专职操作人员执行

9.4变形铝合金熔体精炼

变形铝合金熔体精炼可在熔炼炉或保温炉内进行。本标准推荐的是以保温炉为载体，通 入情性气体或者惰性气体和活性气体的混合气体精炼除去熔体中的氢气

保温炉精炼应确保： a） 精炼人员经过培训并考核合格，胜任岗位； b 对送气装置进行可靠性、安全性常规检查； c） 检查保温炉内铝合金熔体入口是否处于闭合状态； d 所选用的精炼气体应经过检测分析，各项指标符合工艺要求： e）过程中应确保精炼气体相对湿度、压力、流量、通气时间、精炼温度等工艺参数受 空； f）应对精炼过程各种文件信息形成记录。

9.4.3在线除气精炼

造过程利用安装在流槽的除气装置进行除氢气精炼的过程，一般用情性气体或者情性 体和活性气体的混合气体进行精炼。 在线精炼过程应确保： a）精炼人员经过培训并考核合格，胜任岗位。 b）对在线除气装置进行可靠性、安全性常规检查。 C 情性气体或者惰性和活性的混合气体应经过检测，各项指标符合要求。 d） 精炼气体压力、流量受控，精炼温度参数受控。 确保保温炉至精炼除气段流槽的保温效果，减少铝合金熔体在流槽中的热量损失。 f）应对在线除气精炼过程各种文件信息形成记录，

铸造过程利用安装在流槽上的过滤装置进行铝合金熔体中杂质过滤的过程，一般用陶瓷 板过滤器、管式过滤器进行过滤。

T/CAMIE022021 在线精炼过程应确保： a）过滤人员经过培训并考核合格，胜任岗位。 b）对过滤装置进行可靠性、安全性常规检查。 c）检查过滤装置的保温效果，减少热量损失。

T/CAMIE022021 在线精炼过程应确保： a）过滤人员经过培训并考核合格，胜任岗位。 b）对过滤装置进行可靠性、安全性常规检查。 c）检查过滤装置的保温效果，减少热量损失。

对于生产过程的能耗控制，应确定： a）监视和测量； b）使用什么方法进行监视、测量、分析和评价以确保结果有效； c）何时实施监视和测量； d）何时对监视和测量的结果进行分析和评价； e）应评价能耗控制标准的要求和有效性： f)应保留适当的成文信息，以作为结果的证据

应对监视和测量获得的能耗数据和信息进行分析和评价： a）依据YS/T694.1规定的能耗计算方法计算能耗指标。 b）选择合适的分析和评价方法及工具对能耗指标进行评判

应持续改进能耗控制措施的适宜性，充分性和有效性 应考虑分析和评价的结果，根据结果进行持续改进

11.2异常和纠正措施

当出现能耗控制异常时，应采取： a) 对异常做出应对，采取措施以控制和纠正。 b) 通过下列活动评价是否需要采取措施，以消除异常的的原因给排水工艺、技术，避免其再次发生。 1） 评审和分析异常； 2） 确定异常的原因： 3） 确定是否存在或可能发生类似的异常； 4） 实施所需的措施： 5） 评审所采取的纠正措施的有效性； 6） 异常的性质以及随后所采取的措施。

根据能耗分析和评价结果， 对照变形铝合金熔炼铸造过程综合能耗指标的先进值，提出 持续改进目标及措施，进一步提高能耗控制的指标水平。 应包括： a）改进生产控制、技术工艺及装备水平， 降低生产能耗。 b）制定纠正、预防措施或减少不利影响因素。

T/CAMIE 022021

附录A （资料性附录） 铸锭生产企业单位产品能耗限额对照表 A1.1铸锭生产企业单位产品能源消耗限

光伏发电标准规范范本附录A （资料性附录） 铸锭生产企业单位产品能耗限额对照表 表A.1铸锭生产企业单位产品能源消耗限定值

表A.2铸锭生产企业单位产品能源消耗准入值