1.本发明属于
有色金属加工（
铝合金加工）和金属包装领域，具体涉及一种利用废铝合金罐生产的铝合金罐。
背景技术：
2.3104铝合金，属于al
?
mn
?
mg系铝合金，具有强度高、韧性高、耐腐蚀性强以及深冲成型性好等特点，广泛应用于包装、运输、铝合金罐体的生产制造。其板材具有较低的各向异性和制耳率，被广泛应用于制备铝合金深冲罐。
3.铝合金罐需要回收制备再生铝，目前国内外行业中尚无全面使用回收废铝合金罐生产罐体料的方案。且国内大多数地区及企业多是将回收的废铝合金罐降级用于低端产品，无法做到循环保级用于铝合金罐产品，每次都需要用新铝材做铝合金罐，造成大量的浪费。使用火电生产1吨
电解铝约排放二氧化碳11.2吨，与原生铝相比，再生铝只需要相当于 5% 的能量，只排放相当于5%的温室气体。根据《再生有色金属产业发展推进计划》，据测算，与原生铝生产相比，每吨再生铝相当于节能3,443千克标准煤，节水22立方米，减少固体废物排放 20 吨。由此可见废铝回收再利用对铝行业低碳环保发展的重要性。
4.之所以铝合金罐无法保级回收利用，主要原因：3104铝合金板材生产过程中，晶粒细化剂钛丝必须添加，因此随着废铝合金罐的重复使用，ti元素会随着晶粒细化剂钛丝的添加而不断积累增加。最终导致铝合金中ti元素超标，无法再作为3104铝合金使用。
技术实现要素：
5.针对现有技术中存在的，以回收铝合金罐为原料的再生铝无法循环保级再次作为铝合金罐的问题，本发明提供一种利用废铝合金罐生产的铝合金罐。
6.一种利用废铝合金罐生产铝合金罐，其制备方法包括以下步骤：（1）对废铝合金罐筛选，脱漆烘烤，熔化成铝水；（2）熔铸：将铝水运输至熔炼炉，熔铸；（3）精炼：包括保温炉内精炼和在线精炼；（4）过滤：控制n20含量不超过10k/kg al；（5）铸造：添加al
?
3ti
?
1b晶粒细化剂，添加量为0.2
?
0.4kg/t al，铸造速度60mm/min，铸造温度690℃；（6）锯铣，均热化；（7）热轧，冷轧；（8）切边，深冲成罐。
7.其中，所述的步骤（1）熔化温度为730
?
780℃。
8.其中，所述的步骤（2）熔铸后，铝液各元素含量：si≤0.5%、fe≤0.8％、cu≤0.3％、mn：0.7～0.9％、mg：1.0～1.5％、ti：0.02～0.05％，其他单个杂质≤ 0.05％，其余为al，所述的百分比为重量百分比。
9.优选的，w（fe）大于w（si），w（fe）和w（si）分别表示该元素在铝液中的质量分数。
10.其中，所述的步骤（3）中，精炼介质为氩气和氯气。
11.具体的，所述的保温炉精炼温度740～750℃；根据氩气流量控制氯气流量，将氯气比例控制在4%～5%，氩气进口压力0.60～0.75mpa，出口压力0.60～0.75mpa，流量：10.0～14.0mm
3
/hr；氯气进口压力0.30～0.35mpa，出口压力0.30～0.35mpa，流量0.5～0.7mm
3
/hr；氩气精炼时间40min，氩气与氯气混合气体精炼时间10min。
12.具体的，在线精炼，温度700～730℃；氩气压力为0.65～0.75mpa，氩气流量为6.5～10.0nm
3
/hr；氯气压力为0.30～0.35mpa，氯气流量为0.02～0.05nm
3
/hr。
13.其中，所述的步骤（4），过滤采用mcf管过滤（a级）和mcf管过滤（c级）双级过滤，铝液温度为695
?
710℃。
14.其中，步骤（6）中，所述的均热化为两阶段均热化，具体为600
±
10℃加热3
?
5h后，510
±
10℃保温1
?
2h。
15.其中，步骤（7）中，所述的热轧包括热粗轧和热精轧，具体的，热粗轧为粗轧17道次，中间坯温度450
?
500℃，中间坯厚度30
±
3mm；然后热精轧，4机架连轧机轧制，卷材出口厚度2.0
±
0.5mm，出口温度350
±
20℃。
16.其中，步骤（7）中，所述的冷轧，轧制速度1200 m/min，出口温度150
?
160℃，厚度0.26
±
0.02mm。
17.本发明采用氯气加氩气气氛精炼，增加金属中渣的去除效果，保证金属纯净。铸造的过程中，为避免ti元素的不利影响，在保证晶粒的情况下，尽可能的减少钛丝添加量，本发明中添加al
?
3ti
?
1b作为细化剂，添加量为0.4kg/t al，在获得足够tib2粒子及tial3粒子细化晶粒的同时，仅仅增加w（ti）0.0012%，这种微量的添加细化剂，完全不会引起铝合金中ti增加，回收亦不会出现ti富集。同时，为减轻高si、高fe对mn的偏析的影响，加热工艺采取高温短时工艺，600℃*3h。
18.本发明有益效果本发明回收大量废弃铝合金罐，通过精炼除杂，采用al
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3ti
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1b细化剂，缩短均热化加热时间，能让再生铝再次作为铝合金罐罐体料使用，不需要再使用新铝合金板材制备，是3104铝合金保级回收利用，低碳环保，极大的节约了成本。
附图说明
19.图1为实施例1生产的3104合金的晶粒度与夹渣检测，podfa测渣；图2为对比例1生产的3104合金的晶粒度与夹渣检测，podfa测渣。
具体实施方式
20.为了使本技术领域的人员更好地理解本技术方案，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
21.实施例1所述3104铝合金罐体料的合金状态：3104/h19，成品厚度：0.26mm，其生产流程包
括：废铝合金罐筛选
→
脱漆烘烤
→
熔化
→
熔炼
→
精炼
→
过滤
→
铸造
→
锯铣
→
加热
→
热粗轧
→
热精轧
→
冷轧三连轧
→
切边涂油
→
深冲成罐。
22.1）筛选：将社会回收的废铝合金罐打包块进行破碎，通过传送带，经过重力分选取，去除废料中的泥土、塑料及其他异物。
23.2）脱漆烘烤：经过筛选的废铝合金罐进入旋转窑，设定温度500℃，烘烤时间30min，其中20min烘烤，10min旋转。
24.3）熔化：烘烤脱漆后的废罐进入双室炉中的熔化室，利用熔炼炉内的铝水熔化废铝合金罐，并通过天然气加热充分熔化废铝合金罐，控制熔化后的铝液温度在730～780℃。
25.4）熔铸：将双室炉熔化后的铝液，使用铝水抬包运输至熔炼炉，化学成分：si：0.25％、fe：0.51％、cu：0.21％、mn：0.8％、mg：1.28％、ti：0.026%，其他单个杂质≤ 0 .05％，其余为al，熔炼温度750～760℃。
26.5）精炼：精炼包括保温炉内精炼与在线精炼。其中保温炉精炼温度740～750℃，hd2000设备精炼工艺参数，hd2000转速设定280r/min。精炼介质氩气+氯气，根据氩气流量控制氯气流量，将氯气比例控制在4%～5%，氩气进口压力0.60～0.75mpa，出口压力0.60～0.75mpa，流量：10.0～14.0mm
3
/hr；氯气进口压力0.30～0.35mpa，出口压力0.30～0.35mpa，流量0.5～0.7mm
3
/hr。氩气精炼时间40min，氩气与氯气混合气体精炼时间10min。在线精炼设备为snif精炼箱，采用双转子精炼。工艺：温度700～730℃；除气介质为氩气和氯气；氩气压力为0.65～0.75mpa，氩气流量为6.5～10.0nm
3
/hr；氯气压力为0.30～0.35mpa，氯气流量为0.02～0.05nm
3
/hr；使用入口单转子喷吹氯气；snif转子速度500～600r/min，氯气占比0.2%～0.6%。
27.6）过滤：采用mcf管过滤（a级）+mcf管过滤（c级）双级过滤，铝液温度695～710℃，铝液通过量3000吨以内。并使用limca在线测渣监控铝液的夹渣量，控制n20含量不超过10k/kg al。
28.7）铸造：添加al
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3ti
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1b晶粒细化剂，添加量0.4kg/t al，铸造速度60mm/min，铸造温度690℃，水温20~30℃。
29.8）锯铣：引锭头锯切250mm，大面铣面10mm。
30.9）加热：加热温度600℃，保温时间3h，510℃保温1h。
31.10）热粗轧：粗轧17道次，最后两道次速度1m/min，中间坯温度475℃，中间坯厚度30mm。
32.11）热精轧：4机架连轧机轧制，卷材出口厚度2.0mm，出口温度350℃。
33.12）冷轧三连轧：三连轧入口2.0mm，出口0.26mm，总加工率87%。冷连轧轧制速度：1200m/min，冷轧出口温度152℃。
34.13）切边机：速度1100m/min，表面涂油量250mg/
㎡
。
35.limca测渣，n20为1.3k/kg al。
36.采用实施例生产的3104合金罐体料扁锭晶粒尺寸，见表1所示。
37.表1实施例生产3104合金罐体料的扁锭晶粒尺寸
采用实施例生产的3104合金罐体料的碳排放量，如表2所示。
38.表2实施例生产3104合金罐体料的碳排放量采用实施例生产的3104合金罐体料的成品性能，如表3所示。
39.表3实施例生产3104合金罐体料的成品拉伸性能对比例1本实施例所述3104铝合金罐体料的合金状态：3104/h19，成品厚度：0.26mm，其生产流程包括：熔炼
→
精炼
→
过滤
→
铸造
→
锯铣
→
加热
→
热粗轧
→
热精轧
→
冷轧三连轧
→
切边涂油
→
深冲成罐。
40.1）熔铸：使用原铝铝水与铝锭，化学成分：si:0.20％、fe：0.40％、cu：0.20％、mn：0.9％、mg：1.2％、ti：0.015%，其他单个杂质≤ 0 .03％，其余为al，熔炼温度750～760℃。
41.2）精炼：同实验例。
42.3）过滤：采用cff（50ppi）过滤+mcf管过滤（c级）双级过滤，铝液温度695～710℃，铝液通过量3000吨以内。
43.4）铸造：添加al
?
5ti
?
0.2b晶粒细化剂，添加量1.2kg/t al，铸造速度60mm/min，铸造温度690℃，水温20~30℃。
44.5）锯铣：同实验例。
45.6）加热：加热温度600℃，保温时间8h，510℃保温1h。
46.7）热粗轧：粗轧17道次，中间坯温度475℃，中间坯厚度30mm。
47.8）热精轧：4机架连轧机轧制，卷材出口厚度2.2mm，出口温度340℃。
48.9）冷轧三连轧：三连轧入口2.2mm，出口0.26mm，总加工率88%。冷连轧轧制速度：1000m/min，冷轧出口温度130℃。
49.10）切边机：同实验例。
50.采用对比实施例生产的3104合金罐体料的晶粒度与夹渣检测，见下图。
51.limca测渣，n20为0.9k/kg al。
52.采用实施例生产的3104合金罐体料扁锭晶粒尺寸，见表4所示。
53.表4实施例生产3104合金罐体料的扁锭晶粒尺寸
采用对比实施例生产的3104合金罐体料的碳排放量，如表5所示。
54.表5实施例生产3104合金罐体料的碳排放量采用对比实施例生产的3104合金罐体料的成品性能，如表6所示。
55.表6实施例生产3104合金罐体料的成品拉伸性能由表1，表3，表4，表6可以看出，本发明提供的再生铝在晶粒大小，屈服强度，延伸率和制耳率均达到了原生铝的水平，这表明本发明提供的再生铝与原生铝均可以作为深冲罐原料来使用，这实现了废铝料的保级循环利用，表2和表5表明，再生铝的生产过程中的碳排放明显小于原生铝，符合节能减排的要求。技术特征：
1.一种利用废铝合金罐生产的铝合金罐，其特征在于，其制备方法包括以下步骤：（1）对废铝合金罐筛选，脱漆烘烤，熔化成铝水；（2）熔铸：将铝水运输至熔炼炉，熔铸；（3）精炼：包括保温炉内精炼和在线精炼；（4）过滤：控制n20含量不超过10k/kg al；（5）铸造：添加al
?
3ti
?
1b晶粒细化剂，添加量为0.2
?
0.4kg/t al，铸造速度60mm/min，铸造温度690℃；（6）锯铣，均热化；（7）热轧，冷轧；（8）切边，深冲成罐。2.根据权利要求1所述的铝合金罐，其特征在于，所述的步骤（1）熔化温度为730
?
780℃。3.根据权利要求1所述的铝合金罐，其特征在于，所述的步骤（2）熔铸后，铝液各元素含量：si≤0.5%、fe≤0.8％、cu≤0.3％、mn：0.7～0.9％、mg：1.0～1.5％、ti：0.02～0.05％，其他单个杂质≤0.05％，其余为al，所述的百分比为重量百分比。4.根据权利要求3所述的铝合金罐，其特征在于，所述的铝液中，w（fe）大于w（si）。5.根据权利要求1所述的铝合金罐，其特征在于，所述的步骤（3）中，精炼介质为氩气和氯气。6.根据权利要求5所述的铝合金罐，其特征在于，所述的保温炉精炼温度740～750℃；根据氩气流量控制氯气流量，将氯气比例控制在4%～5%，氩气进口压力0.60～0.75mpa，出口压力0.60～0.75mpa，流量：10.0～14.0mm
3
/hr；氯气进口压力0.30～0.35mpa，出口压力0.30～0.35mpa，流量0.5～0.7mm
3
/hr；氩气精炼时间40min，氩气与氯气混合气体精炼时间10min。7.根据权利要求5所述的铝合金罐，其特征在于，根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的在线精炼，温度700～730℃；氩气压力为0.65～0.75mpa，氩气流量为6.5～10.0nm
3
/hr；氯气压力为0.30～0.35mpa，氯气流量为0.02～0.05nm
3
/hr。8.根据权利要求1所述的铝合金罐，其特征在于，所述的步骤（4），过滤采用a级mcf管过滤和c级mcf管双级过滤，铝液温度为695
?
710℃。9.根据权利要求1所述的铝合金罐，其特征在于，步骤（6）中，所述的均热化为两阶段均热化，具体为600
±
10℃加热3
?
5h后，510
±
10℃保温1
?
2h。10.根据权利要求1所述的铝合金罐，其特征在于，步骤（7）中，所述的热轧包括热粗轧和热精轧，具体的，热粗轧为粗轧17道次，中间坯温度450
?
500℃，中间坯厚度30
±
3mm；然后热精轧，4机架连轧机轧制，卷材出口厚度2.0
±
0.5mm，出口温度350
±
20℃；所述的冷轧，轧制速度1200 m/min，出口温度150
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160℃，厚度0.26
±
0.02mm。
技术总结
本发明提供一种利用废铝合金罐生产的铝合金罐，属于有色金属加工（铝合金加工）和金属包装领域，具体的，通过废罐筛选，脱漆烘烤，熔化，熔炼，精炼，过滤，铸造，锯铣，加热，热粗轧，热精轧，冷轧，切边涂油，深冲成罐。本发明回收废铝合金罐（其材质主要为3104合金），再制成同样的3104铝合金，深冲得铝合金罐，整个制备过程中，几乎不造成w（Ti）的增加，不用担心Ti富集的问题，缩短均热化时间，避免了3104铝合金中Mn的偏析问题，有效保证了罐用铝合金的保级回收利用，尤其是对于海洋运输这种大规模高密度的使用铝合金深冲罐，极大地减少了铝合金深冲罐成本，亦符合低碳环保的问题。亦符合低碳环保的问题。亦符合低碳环保的问题。
技术研发人员：尹世峰 王成 刘柏铭 王新建 叶俊
受保护的技术使用者：邹平宏发铝业科技有限公司
技术研发日：2021.09.22
技术公布日：2021/10/26
声明：
“利用废铝合金罐生产的铝合金罐的制作方法” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色技术网
来源：邹平宏发铝业科技有限公司
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2024年05月24日 ~ 26日 
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