1.鑄鍛件加工廢屑及廢料前期預處理工藝
(1)預處理 鐵屑或切屑在回收之前可能含有加工時所帶進的水分和油脂,如果未經(jīng)處理,在裝爐和熔煉初期煙霧彌漫,鐵液吸收大量氣體,就會導致鐵液中的氣體含量增高,不僅影響鑄件質量,而且熔煉過程中氣體還會向爐襯內擴散,有可能導致感應線圈損壞。因此,鐵屑綠色回收首先應進行預處理。一般情況下,預處理工藝首先通過脫油機,脫除加工時所帶進的油脂;對于帶有切削液的鐵屑,也可直接采用焙燒處理,脫除加工時切削液所帶進的水分和油脂。后經(jīng)離心脫濕工藝和快速烘干工藝,使水分含量降至1%以內。
(2)壓制團塊 鑄鐵屑為鑄鐵件切削加工的下腳料,其碎末狀外表含有氧化鐵薄層,自然堆積密度為2g/cm3左右,相對磁導率為1.6左右,與空氣的磁導率接近。塊狀鑄鐵的相對磁導率約600~1000,為了提高入爐料的磁導率,需要提高鑄鐵屑的整體密度。經(jīng)過反復試驗,對比數(shù)據(jù),屑餅塊的密度可達到5.2g/cm3左右,屑餅塊的相對磁導率提高到300以上,入爐后坩堝內冷態(tài)(<700℃)整體導磁率明顯增大,與直接填裝鑄鐵屑相比冷態(tài)電磁加熱效率明顯提高,基于相應的分析計算,采用3000kN液壓機和配套模具自主開發(fā)了專用屑餅機,將散狀的鑄鐵屑通過壓力成型為屑餅團塊。
2.將工控機配料與光譜儀聯(lián)網(wǎng),調整配料
為提高了回收廢鐵屑、鋼屑的熔煉鐵液質量,通過工控機的硬件二次開發(fā)及軟件的系統(tǒng)集成,我們研發(fā)了微機配料系統(tǒng),包括起重電磁鐵、無線遙控微機配鐵儀、無線吊鉤傳感器、整流控制柜及配料操作器等。金屬爐料按事先輸入的配方自動配運,自動累計稱量,數(shù)字化調校。同時采用工控機與光譜分析儀聯(lián)網(wǎng),數(shù)據(jù)即時交換,電爐成分控制模塊,負責與光譜儀分析成分進行自動調整系統(tǒng)。工控機配料系統(tǒng)根據(jù)聯(lián)網(wǎng)得到的分析的成分,反饋到自動上料設備上進行調整所需爐料的各組份,加料快速準確。配料數(shù)據(jù)可存儲三個月,具備USB接口,讀取數(shù)據(jù)并可傳輸?shù)睫k公室電腦上管理、打印,也可與計算機聯(lián)機將配料數(shù)據(jù)上傳計算機并通過局域網(wǎng)發(fā)送到企業(yè)ERP,接受計算機發(fā)來的新配方。這樣實現(xiàn)了電爐配料微機化,誤差自動補償、自動打印加料數(shù)據(jù)記錄,降低了配料環(huán)節(jié)的盲目性。
3.電爐鑄鐵屑熔化在線監(jiān)測系統(tǒng),實現(xiàn)爐襯厚度在線監(jiān)控
我們可以用干應電爐系統(tǒng)運行阻抗的變化曲線來描述爐襯厚度的變化。在電爐內鐵液熔化條件下,運行阻抗隨爐襯厚度減少而減小。通過在線檢測運算出運行阻抗,就可在線檢測爐襯厚度變化情況。分析爐襯厚監(jiān)測的現(xiàn)狀,通過建立感應電爐的數(shù)學模型,從理論上分析電爐的內部磁場分布,爐料阻抗、爐料感應電流與磁場強度及爐襯厚度的關系,爐料的感應電流與輸入電流的關系及運行阻抗與爐襯厚度的關系等。
再生鋁的主要設備是熔煉爐和精煉凈化爐,一般采用燃油或燃氣的專用靜置爐。我國的再生鋁企業(yè)是位于上海市郊的上海新格有色金屬有限公司,該公司有兩組50t的熔煉靜置爐,一組40t燃油熔煉靜置爐;一臺12t的燃油回轉爐。小型企業(yè)可采用池窯、坩堝窯等冶煉。
近年來,發(fā)達國家在生產(chǎn)中不斷推出了一系列新的技術創(chuàng)新舉措,如低成本的連續(xù)熔煉和處理工藝,可使低品位的廢雜鋁升級,用于制造供鑄造、壓鑄、軋制及作母合金用的再生鋁錠。的鑄錠重13.5t,其中,重熔的二次合金錠(RSI)可用于制造易拉罐專用薄板,薄板的質量已使每支易拉罐的質量下降到只有14g左右;某些再生鋁,甚至用于制造計算機軟盤驅動器的框架。
在廢鋁的再生過程中,對于再生鋁的熔煉及熔體的處理是保證再生鋁冶金質量關鍵工序。鋁熔體的變質與精煉凈化,不僅可以改變鋁硅合金中硅的形態(tài),凈化了鋁熔體,而且能夠大大改善鋁合金的性能。鋁熔體的精煉變質與凈化,目前多采用Nacl、NaF、KCI及Na3AIF6等氯鹽和氟鹽處理,也有的采用C12或C2C16進行處理。
采用含氯物質精煉廢鋁熔體,雖然效果較好,但其副產(chǎn)物AICI3、HCl和Cl等會對人體、環(huán)境及設備都造成嚴重損害。近年來,人們正在力圖改進處理工藝,選用、低毒的精煉變質材料來解決環(huán)境污染問題,如選用N2、Ar等作為精煉劑,但效果不盡如人意。市售的所謂“無公害”精煉劑,其基本成分為碳酸鹽、硝酸鹽及少量的C2C16,因仍有少量氮氧化物、氯氣排出,也不能完全消除環(huán)境污染。
近幾年,新發(fā)展起來的用稀土合金對再生鋁進行變質、細化和精煉的工藝,有望使廢鋁回收冶煉業(yè)的環(huán)境污染問題得到徹底解決。該工藝充分運用稀土元素與鋁熔體相互作用的特性,發(fā)揮稀士元素對鋁熔體的精煉凈化和變質功能,能夠實現(xiàn)對鋁熔體的凈化、精煉及變質的一體化處理,不僅簡潔,而且能夠有效地改善再生鋁的冶金質量。在處理的全程中均不會產(chǎn)生有害的廢氣和其他副產(chǎn)品。
廢鋁切片回收的預處理方法:
(1)次切片 檔次較高的廢鋁切片主要成分有鑄造鋁合金、合金鋁、純鋁等,其中前兩項的牌號眾多,目前還很難按牌號分類,在大型再生鋁廠,一般只經(jīng)過篩分除去混入的泥土等,即可直接入爐熔煉。在小再生鋁企業(yè),對此類廢鋁則要人工將其分成鑄造鋁合金、合金鋁和純鋁,然后分別利用。
(2)低檔次切片 對于低檔次的切片和焚燒過的碎廢鋁料(后者大型再生鋁廠一般不用)要進行較復雜的分選,因其成分極為復雜,除廢鋁之外還含有廢鋼、廢銅、廢鉛等金屬,并含有其他廢棄物。對此類廢料的分選主要靠人工,首先篩出泥土和垃圾,然后用手工分選。手工分選大都在操作臺上進行,主要靠工人目測和經(jīng)驗進行挑選,先分選出非金屬廢料,然后分選廢金屬,其中對廢銅和廢純鋁的挑選格外精心,因廢銅可增加產(chǎn)值,純鋁廢料如廢鋁線等,都是再生鋁熔煉中調整成分的原料。分出的廢鋁是混雜的,一般不再細分。
廢易拉罐 1級:由清潔的易拉罐組成,表面上涂漆無漆均可,不含鐵等其它夾雜物;2級:易拉罐壓塊,不允許含夾雜物,密度在0.5—0.75之間;3級:易拉罐包,不允許含夾雜物,密度在0.22—0.35之間; 包塊中不能含有其它夾雜物,罐中不可含有殘留的液體
廢機器零部件 變形鋁及鋁合金、鑄造鋁合金、鋁硅合金 GB3190GB8733GB8734 。1級:同一牌號無銹蝕無油污、無夾雜;2級:混合廢料無銹蝕無油污,無夾雜;3級:同一牌號,表面油污及夾雜物〈2%;4級:不同牌號,表面油污及夾雜物〈2%; 1、 加工制造廠產(chǎn)生的殘次品;2、 廢汽車零部件,如發(fā)動機機體、汽缸蓋、減速機殼、活塞、輪轂;3、摩托車零件;4、 泵殼、電機殼、葉輪;5、 廢家用電器零部件;6、 廢發(fā)動機零件;7、 其它廢機器零件,夾雜物的含量由供需雙方商定