大型鑄造企業(yè)每年可產(chǎn)生數(shù)萬噸的鑄鐵屑,回收利用鑄鐵屑,不僅關系到我國金屬資源的節(jié)約利用,而且與能源消耗和環(huán)境保護緊密相關,因面率和高質(zhì)量的回收利用鑄鐵屑,意義重大。
鑄鐵屑是鑄鐵毛坯切削過程中的粉末狀下角料,約占鑄鐵毛坯重量的10%~30%,僅山東時風集團每年約有5萬t鑄鐵屑下角料,均以廢料低價處理,造成極大的浪費。目前鑄鐵屑的重復利用一般采用簡易壓塊成型后再熔化成鐵液,不僅鑄鐵屑利用率低,耗費焦煤,而且排放污染較大。國內(nèi)用大容量感應電爐進行鑄鐵熔煉的企業(yè)還比較少,特別是大容量直接熔化鑄鐵屑的研究和應用就更少,雖然大容量感應電爐雖然效率很高,但存在熔化過程中的監(jiān)控差,爐襯浸蝕加快,感應電爐內(nèi)低溫磁導率降低影響熔化效率等技術瓶頸,研制一個完整的鑄鐵屑綠色回收及熔煉技術方案,實現(xiàn)清潔化生產(chǎn),變廢為寶,提升資源利用率顯得尤為迫切和重要。
一、技術難點和關鍵技術
1.技術難點
(1)鐵液的氧化,鐵屑在熔化時與空氣中氧發(fā)生化學反應形成穩(wěn)定的氧化物,將嚴重危害鐵液的質(zhì)量,包括元素燒損、氣孔夾渣、白口傾向等。
(2)由于鑄鐵屑為碎末狀,外表含有氧化鐵薄層,散裝密度僅為2g/cm3,氧化鐵含量較高,易使酸性爐襯侵蝕加快,不能顯示爐襯厚度,爐襯過薄易產(chǎn)生漏爐事故,熔化過程中的監(jiān)控技術顯得尤為關鍵。
(3)各種牌號鑄鐵件需的爐前配料,確保所需爐料的各組份的配比合理。
2.關鍵技術
(1)研制專用的屑餅機,將散裝密度僅為2g/cm3的鑄鐵屑壓成餅塊,以提高熔化效率,即降低氧化面積和提高爐內(nèi)導磁性。
(2)由于鑄鐵屑熔化溫度比普通面包鐵高100℃左右,為了保證熔化,利用電爐中頻電流和電壓的相對變化關系,采用計算機技術來計算顯示爐襯厚度,以防爐襯過薄產(chǎn)生漏爐事故。
(3)優(yōu)化設計電源配置和爐體結構,提高電能利用率,提高熔化效率和質(zhì)量,嚴格按鑄造線的要求有節(jié)奏地供給鐵液。
(4)為提高鑄鐵屑、廢鋼屑的抗氧化率,研究電爐熔煉氣體保護方式及控制方法。
廢鋁中經(jīng)常含有油漆、油類、塑料、橡膠等有機非金屬雜質(zhì)。在回爐冶煉前,必須設法加以清除。對于導線類廢鋁,一般可采用機械研磨或剪切剝離、加熱剝離、化學剝離等措施去除包皮。目前國內(nèi)企業(yè)常用高溫燒蝕的辦法去除絕緣體,燒蝕過程中將產(chǎn)生大量的有害氣體,嚴重地污染空氣。如果采用低溫烘烤與機械剝離相結合的辦法,先通過熱能使絕緣體軟化,機械強度降低,然后通過機械揉搓剝離下來,這樣既能達到凈化目的,同時又能夠回收絕緣體材料。廢鋁器皿表面的涂層、油污以及其他污染物,可采用丙酮等有機溶劑清洗,若仍不能清除,就應當采用脫漆爐脫漆。脫漆爐的溫度不宜超過566℃,只要廢物料在爐內(nèi)停留足夠的時間,一般的油類和涂層均能夠清除干凈。
對于鋁箔紙,用普通的廢紙造漿設備很難把鋁箔層和紙纖維層有效分離,有效的分離方法是將鋁箔紙首先放在水溶液中加熱、加壓,然后迅速排至低壓環(huán)境減壓,并進行機械攪拌。這種分離方法,既可以回收纖維紙漿,又可回收鋁箔。
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(diào)整成分的原料。分出的廢鋁是混雜的,一般不再細分。
重型廢鋁件重熔鋁錠 、變形鋁合金、鑄造鋁合金、鑄造鋁硅合金 GB1196GB3190GB8733GB8734。1級:同一牌號,表面無銹蝕,無夾雜物;2級:不同牌號,表面無銹蝕,無夾雜物;3級:同一牌號,含夾雜物及表面油污、銹蝕等;4級:不同牌號的混合料,含夾雜物及表面油污和銹蝕; 1、 各種機器設備的機體、各種平臺、螺旋槳、模具以及其他各種大型機器零件等;2、制造廠產(chǎn)生的殘次品;3、鋁廠產(chǎn)生的大型廢鋁錠 單個零件的重量>30公斤;夾雜物指廢鋁零件上機械嵌裝的非鋁物質(zhì)。碎鋁廢料 重熔鋁錠 、變形鋁合金、鑄造鋁合金、鑄造鋁硅合金,1級:相同牌號,無夾雜物,無銹蝕;2級:不同牌號,無夾雜物,無銹蝕;3級:相同牌號,含夾雜物或銹蝕等;4極:不同牌號,含夾雜物或銹蝕等;1、加工制造過程中產(chǎn)生的新廢料,如:邊角料、澆冒口、切頭等;2、其它鋁碎料;廢料中的夾雜物由供需雙方議定。