您所在的位置: 长江有色 > 长江百科 > 废有色金属的预处理-废件与废料的解体
关注:
微信二维码
掌上有色:
app二维码

废有色金属的预处理-废件与废料的解体

2019-02-20   
    废有色金属的预处理是指将有色金属废件和废料的状况变成能够进行有用的后续冶金加工的进程。这一进程包括:使各种废件和废料到达规则的外形尺度和分量标准;将有色金属与黑色金属别离;去除非金属夹杂物、水分、油质等。对废有色金属进行精密和高质量的预备,使之适用于冶金工序,能够使有色金属丢失削减到最低程度,使燃料、电力、熔剂的单位耗费下降,使冶金设备和运送东西得到有用的运用,并使劳动出产率及有色金属与合金产品的质量得到进步。
    有色金属废件与废料的预处理包括下列首要工序:分选,切开,打包,压块,破碎,粉磨,磁选,枯燥,除油等。特种再生质料(废蓄电池、废电动机、废电线、马口铁废料)的预处理,选用专门的出产线。
    全苏再生有色金属科学研讨设计院研讨出废有色金属预处理的一般工艺流程(图1),该流程从有色金属废件与废料进入车间起,至制品发往用户厂停止。

废件与废料的崩溃
    崩溃工序所要到达的意图,是去除黑色金属镶嵌物和非金属镶嵌物,对机械衔接的各种不同金属及合金的部件进行分化,并使废料块减小到便于进行后续处理和运送的尺度与分量。
    拆开崩溃只在需求从废件上回收有价值的零件和制品(滚珠轴承、紧固件)的少量情况下进行。在进行拆开崩溃时,一般运用钳锻东西、电动螺母扳手、风凿和其它辅佐设备。这种崩溃一般选用损坏办法——切开、打碎、破碎。
    崩溃工序包括:切开,破碎与粉磨,打包和压块,废电缆、废蓄电池、废电动机及其它品种的再生质料的处理工序。
    切开  分化大块废料并使其到达规则的外形尺度,一般选用火焰切开和机械剪切法。火焰切开是依据金属在氧气流中燃断的原理。进行火焰切开时,将金属加热至强氧化温度,然后金属即在氧气流中烧熔,氧气流可由切断吹除发作的氧化物和熔化的金属颗粒。火焰切开适用于导热功能差的废金属,一起,金属(合金)强氧化温度应低于其熔化温度。
    工艺进程所需求的温度靠氧气氧化金属的放热反应和燃料焚烧放热来保持。金属焚烧开释的热量,要比用预热火焰供应的热量高2~4倍。但火焰切开时的燃料焚烧是必要的,因为,有必要把冷金属加热到能用工业氧气将其氧化温度。金属的导热性越低,火焰切开的速度越高。燃料焚烧能够保证切开点金属的会集加热和液相的高速度生成。
    火焰切开一般选用供有氧气和液体燃料(火油)或气体燃料(、-、天然气或焦化煤气)的烧嘴切开器进行。这种办法最适合切开废钢零部件。
    火焰切开的首要缺陷是氧化形成很多金属丢失。别的,像铜、铝及铜铝合金这样一些高热导金属,无法运用火焰切开。
    分化大型废件选用电弧切开,其切开才能要比火焰切开高2~3倍。进行电弧切开时,一般选用碳电极、石墨电极和金属电极,也能够运用直流电(很少用交流电)设备。电弧切开进程中氧化形成的金属丢失亦很大。
    电弧切开的另一种办法是空气-电弧切开,这种切开法直到最近还未被苏联再生有色冶金厂商选用。空气-电弧切开的本质是用电弧熔化金属,然后用紧缩空气流从切开处吹掉金属。
    在对铜及其合金进行空气-电弧切开(图1)时,选用正极性直流电生成电弧,一起将零件与电源正极接头衔接,假如是碳(石墨)电极,则与负极接头衔接。这样能够保证切开的最大安稳性,下降电极、电力和空气的单位耗费量。生成的电弧将金属熔化,与电极并行的紧缩空气流把金属吹掉。电流和空气经过组合式电流-空气输送线路经管道和接线板进入切开处。空气耗量可用旋钮调理。电极用带有陶瓷夹板和弹的杠杆压紧。导电部分选用绝缘板和手柄维护。这样,空气-电弧切开器即成为一个与供气设备组合的强电流电极夹。
    下面是PBД-81型切开器的技能数据:
电流强度(安)                            1500
空气压力(兆帕)                           0.2~0.6
0.4兆帕时的空气耕量(米3/小时)              60
碳(石墨)电极尺度(毫米)方形截面的                    10×10,16×16矩形截面的                    10×20,10×30
长度(毫米)                   350

 
图1 空气-电弧切开示意图
1-被切开零件;2-电弧;3-电极;4-空气流;5-接线板;
6-杠杆;7-绝缘板;8-管道;9-手柄;10-旋钮;11-电流-空气导管
    电源选用表面歪斜的BДу-1201型焊接式整流器。在运用BДM-1001型、BДM-1101型、BДM-1601型多位焊接式整流器调理各位电流时,应补加6~9个ΡБ-300型平衡变阻器。变阻器以串联主式接入线路,但变阻器之间并联相接。此种切开所用的电源额外电流应不小于500安培,作业电压应为40~60伏。
    由乌拉尔C.M.基洛夫工学院研发并在基洛夫格勒炼铜公司推行运用的大型废铜(废电冰箱、废热交换器、废母线、废容器、废船用推进器等)空气-电弧切开法崩溃工艺,同火焰切开比较,劳动出产率可增加5倍,并且能够切开厚度达300毫米的废件。[next]
    等离子-电弧切开法在各厂商的运用也日益广泛。此法的本质是供应电弧某种气体(氮、氩、空气、氢)流。这时电弧缩短,其实体转换成高度离子化状况,生成等离子。等离子的温度可达20000~30000℃,射流速度2000~3000米/秒。并且,假如电弧是在与被切开金属分隔的电极之间制得,则生成等离子弧,假如是在电极与金属之间制得,则生成等离子流。
    等离子-电弧切开设备(图2)的主体部分是水冷却等离子流发作器,等离子生成气体选用氩-氢混合气体和空气。

 
图2  等离子孤(a)、等离子流(δ)切开及切开设备(ь)示意图
1-被切开金属;2-电源;3-振荡器;4-调理辅佐电弧的变阻器;
5-等离子流发作器;6-等离子流;7-等离子弧;8-气瓶;9-平衡变阻器
    带负电荷的电极(阴极)用钨制成,钨在高温下会发作激烈氧化。为避免氧化,可选用氩气或氩氢混合气体。不过,这些气体贵重、紧缺,并且氢还有爆破风险。
    近年来,广泛选用氮或空气作为生成等离子的气体。选用空气时,已不再用钢瓶装盛,因为切开所需空气是直接由工厂空气总管供应的紧缩空气(6×105帕)。不过,因为空气不仅能氧化被切开的金属,也会氧化钨电极,所以不能运用钨电极。
    乌克兰科学院E.O.帕通电焊研讨所的研讨证明,像锆、铪、铍、钍这样一些金属能够生成在等离子弧温度下很安稳的难熔氧化物。这种氧化物能够避免阴极进一步氧化。依据这一研讨成果制成了带有锆阴极的设备,该设备选用大气作用为等离子发作气体。
    乌拉尔C.M.基洛夫工学院选用AПP-401型设备对废铜进行空气-等离子切开工业实验获得成功。切开准则见表2。
表1  空气-等离子切开铜及铜合金的最佳作业准则




金属厚离
(毫米)

电流强度
(安)

喷口孔直径
(毫米)

空气压力
(兆帕)

空气耗量
(米3/小时)

切开速度
(米/分)


10

150

2.0

80

1.0

1.0


20

200

2.5

90

2.5

0.7


30

250

2.5

100

3.0

0.5


40

300

3.0

110

3.5

0.4


50

400

3.0

120

4.0

0.3
    注:电压120~160伏。
    等离子-电弧切开具有高效率、高出产率、金属烧损小等长处,适用于铜基和镍基再生质料以及废高合金钢的崩溃。
    对超限尺度的废件、废铠装电缆、废导线盘进行剪切,对废散热器及其它各种废金属进行崩溃,一般选用鳄式剪切机和液机压剪切机(铡刀式)。剪切小块废料用鳄式剪切机(图3)。各种剪切机皆配有铸造机座,机座上安有固定剪刀,带有剪刀的活动铸钢颚板可在轴上摇摆。全苏再生有色金属联合体的厂商运用的鳄式剪切机有各种不同类型(表3)。

图3  16H-315型鳄式剪切机1-机座;2-固定剪刀;3-活动剪刀;4-压紧器;5-上颚板;6-凸耳;7-上颚板轴;8-联轴节;9-皮带轮;10-两级减速器[next]
表3  鳄式剪切机的技能参数





目标

H-313型

HA-313型

H-315型

H-316型

H-2228型

H-2230型

H-2311型


刀长(毫米)

300

500

600

1000

630

300

1000


 
剪刀每分钟行程数

40

40

22

16

40

30

20


 
被切金属的答应截面
(毫米):

 

 

 

 

 

 

 


 
正方形

50×50

50×50

90×90

120×120

56×56

90×90

120×120


圆形

60

60

100

130

63

100

130


带、板

20

25

22

30

20

36

40


槽形(号)

18

18

36

40

24

40

40


管形(直径)

140

140

250

250

250

300

400


电动机功率(千瓦)

14

14

14

38

13

21

42
    剪切横截面大的废有色金属,适合用各种液压剪切机。图4是许多液压剪切机中的一种。它包括一个带有剪刀和揉捏设备的剪切机,一台带有料仓、料箱和推料器的进料设备,以及液压传动部件和控制体系。剪切进程分为几个阶段。质料由受料仓落入装料槽,然后由应力为5兆帕的液压推料器将质料从装料槽送至预压室,用应力为32兆帕的液压压紧器进行预压。预压完毕时,上剪刀抬起,推料器将物料推至预订的剪切尺度(700~1200毫米)方位,之后由固定剪刀将压好的废金属切成块。当推完最终一块金属时,推料器即回来开始方位。

 
图4  H-2338型液压剪切机1-料仓;2-装料槽;3-液压推料器;4-预压室;5-液压压紧器;6-上刀;7-下刀
    H-2338型液压剪切机是半自动化作业,有一个大装料槽(7000×1600毫米)和一个最大行程为950毫米的长刀(1650毫米),刀的行程数为每分钟3~4次。运用这种剪切机能够剪切下列截面的废金属:圆形和方形截面-120~125毫米;40号槽形截面和带、板截面-1400×56毫米。其剪切才能为8~15吨/小时。
    许多再生有色冶金厂商越来越广泛地选用AKHA型液压剪切组合机,这种组合机是由苏联亚速锻压设备出产联合体出产的。废金属送入装料室(4800×2500×800毫米)后,由预压机械压实。装料室尺度在预压完毕阶段变小(4800×750×500毫米)。预压和装料室压盖的液压缸额外应力皆为1500千牛顿。揉捏后的废金属由给料机械送入剪切机的料口、剪刀的下方。压紧器再将废金属进一步压实并在剪切进程中将其牢牢地夹持在剪切机的料口宽度内。AKHA型组合机能在不断装入新料的一起对预压好的废金属进行剪切。
    组合机能够发作3150千牛顿的剪切力,能够剪切:直径在100毫米以内的圆形截面废料;一端在90毫米以内的方形截面废料;厚度在50毫米、宽度在700毫米以下的废板。剪刀长度不小于800毫米,额外负荷下的剪切次数为每分钟5次,剪刀最大行程650毫米。
    剪切轿车及拖拉机的废散热器,适合用专门的液压剪切机(图5)。这种专用液压剪切能够手控和半自动化作业。剪切力为4000千牛顿的剪切机,其活动刀行程为300毫米,能够剪切横截面在970×250毫米以内的废散热器。

 
图5  用于剪切废散热器的液压剪切机
1-固定剪刀;2-台面;3-活动剪刀;
4-压紧器;5-活塞杆;6-液压缸;7-机架;8-导轨
    破碎和粉磨  需求进行破碎和粉磨的废有色金属包括铸造废件与废料、超限尺度的轻质废件、废电缆与废导线、废定子绕组、废电动机、废铅蓄电池、废屑、打包的废有色金属等。
    依据破碎产品的尺度,破碎机分为粗碎机(250~300毫米)、中碎机(25~30毫米)和细碎机(3毫米以下)。各种破碎机能够是通用的,也能够是专用的。通用破碎机包括:落锤式破碎机、颚式破碎机、锤式破碎机和转子式破碎机。粉磨一般选用转子式磨碎机和碾碎机。专用破碎机有撕包机、拆罐机、刨屑粗加工滚筒。[next]
    落锤式破碎机适用于破碎大型废铸件、炉渣和浮渣,分为固定式(K-21型,K-26型)(图6)和移动式(MC-32型)两种。落锤破碎是一种运用下落钢体-落锤打碎废料而进行的机械加工。落锤分量从500~1000千克到6~15吨不等。质料料块的最大尺度为1500~2000毫米,碎后料块的最大尺度为500~300毫米。落锤式破碎机处理重有色金属废料的才能为2.0~2.5吨/小时。

 
图6  K-26型小型落锤式破碎机
1-破碎方位;2-金属机架;3-高度限制器;
4-滑轮;5-吊架;6-落锤
    鳄式破碎机适用于炉渣、熔剂和废蓄电池的中碎及细碎。鳄式破碎机的缩小率为3~5,作业可靠性强,运用方便。
    废电缆、废导线、废轿车蓄电池、炉渣等的破碎,适合用冲击式(锤式和转子式)破碎机。
    在锤式破碎机中,是由铰接在旋转转子上的锤来进行破碎的。破碎冲击力的巨细,取决于锤的分量以及转子的旋转速度。
    在转子式破碎机中,施行破碎的物体是牢牢固定在旋转转子上的杵槌。锤(杵槌)式破碎机的结构如(图7)所示。M8-бБ型破碎机的分量为2310千克,在直径为800毫米的转子上装有6排共96只锤。转子转速为1000转/分,装料块度为200毫米。锤式和转子式破碎机的出产率高,缩小率大(可达50)。破碎才能和破碎质量取决于卸料筛的类型、筛孔尺度、锤(杵槌)与筛之间的间隔。这一间隔可依据被破碎物料的品种加以调理。破碎废电缆时,距离一般用15~20毫米;破碎废导线时,距离为2~3毫米;破碎废铸件时,距离一般用15~20毫米;破碎废导线时,距离为2~3毫米;破碎废铸件时,距离为35~45毫米。

 
图7  M8-бБ型(a)和M6-4Б型(δ)锤式破碎机
1-机壳;2-转子;3-活动垂;4-装料口;5-下料筛;6-防护板
    苏联国内有些再生有色冶金厂商选用(前)西德林德曼公司和美国哈密密尔公司的破碎机加工废有色金属。哈密密尔公司的破碎机(图8)有一个预压设备,因而进步了破碎才能。破碎机的转子上装有数个活动的铸钢锤,破碎后的物料经格筛卸出。破碎机机壳的内衬是耐磨钢做的护面板,用螺栓固定。机盖翻开,物料即可进入破碎机内。运用这种破碎机能够处理最大尺度为3000×1400毫米、厚达10毫米的废板以及1100×600×600毫米的块状废料。破碎后的物料块度为0~150毫米。破碎机的破碎才能达10~20吨/小时。[next]

 
图8  哈密密尔公司的破碎机
1-预压设备;2-转子;3-活动锤;4-切开杆;5-格筛;6-机盖
    林德曼公司的破碎机(图9)能够破碎长度在5000毫米、宽度在1400毫米以内的废件与废料(限制后的废轿车壳体)。装料选用供料辊或带式传送设备。林德曼KR-175/160型破碎机有一个直径1750毫米、长度1600毫米的转子,转子上设备有26个锤,每个锤的分量为26千克。转子转速600转/分。成套设备包括一个风力分选机及磁选和吸尘体系。

 
图9  林德曼破碎机示意图
1-配有供料辊和带式传送设备的装料体系;2-专用型机壳;
3-撕裂和预碎用铁砧;4-反射及弹回挡边;
5-废料块;6-筛7-上筛截止阀;8-大颗粒卸出阀;
9-进入吸尘体系的细粒出口处;10-锤;11-传送设备;12-振荡传送设备
    在破碎含铝废料时,设备出产率可达20吨/小时,破碎后的料块尺度为0~85毫米。由吸尘设备排放出的空气含尘量不超越20毫克/米3。
    白俄罗斯再生有色金属管理局方案选用其间包括有林德曼破碎机的流水线,用于处理铅包皮或铝包皮以及织造外皮的废铜电缆。流水线的处理才能为2.5吨/小时。
    再生质料的细碎选用锤式破碎机、刀式破坏机以及磨碎机、碾机和粉磨机。ИПР型破坏机适用于在风选工静电分选前对废电导线的细碎。ИПР-450型转子式破坏机由剪切室、装料口、下料筛、传动设备和通风体系组成。机身上装有固定刀。带活动刀的转子在剪切室内旋转。刀与转子间的切距调理规模为0.3~0.4毫米。机身下部有一个可拆开的筛子,破坏后的物料经筛子卸出。质料的块度为300毫米。破坏机的出产才能,处理废蓄电池为1500~2000千克/小时,处理废电导线为400~500千克/小时。