眾所周知,鋁及其合金在加工制造過程中,企業(yè)往往會(huì)對(duì)金屬表面進(jìn)行處理,噴涂各種涂料或包覆各種有機(jī)(無機(jī))材料等,其中可能會(huì)加入酸、堿、鹽和油等物質(zhì)。因此,鋁及其制品在使用或消費(fèi)之后進(jìn)入報(bào)廢領(lǐng)域,其本身就帶有污染物。此外,廢鋁來自社會(huì)各個(gè)角落,種類繁多,在回收和拆解過程中受到過不同程度污染,會(huì)夾雜各種非鋁物質(zhì),這些夾雜物也會(huì)在熔煉過程中發(fā)生物理和化學(xué)反應(yīng),對(duì)環(huán)境產(chǎn)生一定的影響。
因此,應(yīng)該重視廢鋁的預(yù)處理,使夾雜的污染物消滅在熔煉之前。預(yù)處理技術(shù)主要包括:分選,即分選出塑料、橡膠等非鋁物質(zhì);洗滌,即洗掉廢鋁中的油污等物質(zhì);脫漆,為減少廢鋁表面涂層不完全燃燒產(chǎn)生的污染,應(yīng)注重涂層廢鋁在入爐之前的脫漆處理。
預(yù)處理的同時(shí),也分離出了各種非鋁物質(zhì),得到了純凈的廢鋁,這亦是熔煉高質(zhì)量鋁合金的必要保障。由于大量的夾雜物已經(jīng)在熔煉之前去掉,因此減少了添加劑的用量,縮短了熔煉周期,生產(chǎn)成本相應(yīng)下降,這就顯示了環(huán)境管理的優(yōu)勢(shì)。
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(guān)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(hù)緊密相關(guān),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(shí)風(fēng)集團(tuán)每年約有5萬t鑄鐵屑下角料,均以廢料低價(jià)處理,造成極大的浪費(fèi)。目前鑄鐵屑的重復(fù)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(fèi)焦煤,而且排放污染較大。國內(nèi)用大容量感應(yīng)電爐進(jìn)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(yīng)用就更少,雖然大容量感應(yīng)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(yīng)電爐內(nèi)低溫磁導(dǎo)率降低影響熔化效率等技術(shù)瓶頸,研制一個(gè)完整的鑄鐵屑綠色回收及熔煉技術(shù)方案,實(shí)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(shù)難點(diǎn)和關(guān)鍵技術(shù)
1.技術(shù)難點(diǎn)
(1)鐵液的氧化,鐵屑在熔化時(shí)與空氣中氧發(fā)生化學(xué)反應(yīng)形成穩(wěn)定的氧化物,將嚴(yán)重危害鐵液的質(zhì)量,包括元素?zé)龘p、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(shù)顯得尤為關(guān)鍵。
(3)各種牌號(hào)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(guān)鍵技術(shù)
(1)研制專用的屑餅機(jī),將散裝密度僅為2g/cm3的鑄鐵屑?jí)撼娠瀴K,以提高熔化效率,即降低氧化面積和提高爐內(nèi)導(dǎo)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(duì)變化關(guān)系,采用計(jì)算機(jī)技術(shù)來計(jì)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(shè)計(jì)電源配置和爐體結(jié)構(gòu),提高電能利用率,提高熔化效率和質(zhì)量,嚴(yán)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(hù)方式及控制方法。
廢鋁鐵回收再生加工,一般經(jīng)過以下四道基本工序。
(1)廢鋁料的備制首先,對(duì)廢鋁進(jìn)行初級(jí)分類,分級(jí)堆放,如純鋁、變形鋁合金、鑄造鋁合金、混合料等。對(duì)于廢鋁制品,應(yīng)進(jìn)行拆解,去除與鋁料連接的鋼鐵及其他有色金屬件,再經(jīng)清洗、破碎、磁選、烘干等工序制成廢鋁料。對(duì)于輕薄松散的片狀廢舊鋁件,如汽車上的鎖緊臂、速度齒輪軸套以及鋁屑等,要用液壓金屬打包機(jī)打壓成包。對(duì)于鋼芯鋁絞線,應(yīng)先分離鋼芯,然后將鋁線繞成卷。
鐵類雜質(zhì)對(duì)于廢鋁的冶煉是十分有害的,鐵質(zhì)過多時(shí)會(huì)在鋁中形成脆性的金屬結(jié)晶體,從而降低其機(jī)械性能,并減弱其抗蝕能力。含鐵量一般應(yīng)控制在1.2%以下。對(duì)于含鐵量在1.5%以上的廢鉛,可用于鋼鐵工業(yè)的脫氧劑,商業(yè)鋁合金很少使用含鐵量高的廢鋁熔煉。目前,鋁工業(yè)中還沒有很成功的方法能令人滿意地除去廢鋁中過量鐵,尤其是以不銹鋼形式存在的鐵。
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(jí):同一牌號(hào),表面無銹蝕,無夾雜物;2級(jí):不同牌號(hào),表面無銹蝕,無夾雜物;3級(jí):同一牌號(hào),含夾雜物及表面油污、銹蝕等;4級(jí):不同牌號(hào)的混合料,含夾雜物及表面油污和銹蝕; 1、 各種機(jī)器設(shè)備的機(jī)體、各種平臺(tái)、螺旋槳、模具以及其他各種大型機(jī)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(gè)零件的重量>30公斤;夾雜物指廢鋁零件上機(jī)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(jí):相同牌號(hào),無夾雜物,無銹蝕;2級(jí):不同牌號(hào),無夾雜物,無銹蝕;3級(jí):相同牌號(hào),含夾雜物或銹蝕等;4極:不同牌號(hào),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。