大型铸造企业每年可产生数万吨的铸铁屑,回收利用铸铁屑,不仅关系到我国金属资源的节约利用,而且与能源消耗和环境保护紧密相关,因面率和高质量的回收利用铸铁屑,意义重大。
铸铁屑是铸铁毛坯切削过程中的粉末状下角料,约占铸铁毛坯重量的10%~30%,仅山东时风集团每年约有5万t铸铁屑下角料,均以废料低价处理,造成极大的浪费。目前铸铁屑的重复利用一般采用简易压块成型后再熔化成铁液,不仅铸铁屑利用率低,耗费焦煤,而且排放污染较大。国内用大容量感应电炉进行铸铁熔炼的企业还比较少,特别是大容量直接熔化铸铁屑的研究和应用就更少,虽然大容量感应电炉虽然效率很高,但存在熔化过程中的监控差,炉衬浸蚀加快,感应电炉内低温磁导率降低影响熔化效率等技术瓶颈,研制一个完整的铸铁屑绿色回收及熔炼技术方案,实现清洁化生产,变废为宝,提升资源利用率显得尤为迫切和重要。
一、技术难点和关键技术
1.技术难点
(1)铁液的氧化,铁屑在熔化时与空气中氧发生化学反应形成稳定的氧化物,将严重危害铁液的质量,包括元素烧损、气孔夹渣、白口倾向等。
(2)由于铸铁屑为碎末状,外表含有氧化铁薄层,散装密度仅为2g/cm3,氧化铁含量较高,易使酸性炉衬侵蚀加快,不能显示炉衬厚度,炉衬过薄易产生漏炉事故,熔化过程中的监控技术显得尤为关键。
(3)各种牌号铸铁件需的炉前配料,确保所需炉料的各组份的配比合理。
2.关键技术
(1)研制专用的屑饼机,将散装密度仅为2g/cm3的铸铁屑压成饼块,以提高熔化效率,即降低氧化面积和提高炉内导磁性。
(2)由于铸铁屑熔化温度比普通面包铁高100℃左右,为了保证熔化,利用电炉中频电流和电压的相对变化关系,采用计算机技术来计算显示炉衬厚度,以防炉衬过薄产生漏炉事故。
(3)优化设计电源配置和炉体结构,提高电能利用率,提高熔化效率和质量,严格按铸造线的要求有节奏地供给铁液。
(4)为提高铸铁屑、废钢屑的抗氧化率,研究电炉熔炼气体保护方式及控制方法。
废铝切片回收的预处理方法:
(1)次切片 档次较高的废铝切片主要成分有铸造铝合金、合金铝、纯铝等,其中前两项的牌号众多,目前还很难按牌号分类,在大型再生铝厂,一般只经过筛分除去混入的泥土等,即可直接入炉熔炼。在小再生铝企业,对此类废铝则要人工将其分成铸造铝合金、合金铝和纯铝,然后分别利用。
(2)低档次切片 对于低档次的切片和焚烧过的碎废铝料(后者大型再生铝厂一般不用)要进行较复杂的分选,因其成分极为复杂,除废铝之外还含有废钢、废铜、废铅等金属,并含有其他废弃物。对此类废料的分选主要靠人工,首先筛出泥土和垃圾,然后用手工分选。手工分选大都在操作台上进行,主要靠工人目测和经验进行挑选,先分选出非金属废料,然后分选废金属,其中对废铜和废纯铝的挑选格外精心,因废铜可增加产值,纯铝废料如废铝线等,都是再生铝熔炼中调整成分的原料。分出的废铝是混杂的,一般不再细分。
铝及铝合金块状废料、废件废型材 变形铝及铝合金 GB3190。1级:同一牌号,表面无油污,无夹杂;2级:不同牌号,表面无油污,无夹杂;3级:同一牌号,夹杂物、表面油污及氧化物〈2%;4级:不同牌号,夹杂物、表面油污及氧化物〈2% 1、废建筑型材,如门窗、装饰材料等;2、办公用品、家具中的型材;3、机械交通设备中的废型材4、铝型材加工过程中产生的边角料和废品;废料的几何尺寸应>200毫米。
废电缆、电线铝线锭 GB1197。1级:新的纯铝裸线(或电缆),同一规格,无锈蚀、无毛丝及合金丝、无绝缘材料和其它杂质;2级:新的纯铝裸线(电缆),不同规格,无锈蚀、无毛丝及合金丝、无绝缘材料和其它杂质;3级:旧的铝线(或电缆),同一规格,无毛丝及合金丝,无绝缘材料和其它夹杂;4级:旧铝裸线(或电缆),不同规格,无毛丝及合金丝,无绝缘材料和其它夹杂物; 1、各种光亮的废铝线和电缆;2、 电缆厂产生的废电缆;废料的几何尺寸>200毫米。电缆中如有钢心和夹杂物以及表面锈蚀等,由供需双方协商扣杂。
带绝缘皮的废电线铝线锭 GB119。1级:同一规格的铝线或带皮的电缆,不含其它金属电线和电缆,无夹杂物;2级:不同规格的铝线和带皮的电缆,不含其它金属电线和电缆,无夹杂物; 1、各种废电线、电缆;2、 电线厂产生的废品; 绝缘皮的扣杂由供需双方商定或经检测确定。
铝及铝合金块状废料、废件切片1级:由清洁的经过破碎的汽车、飞机、家用电器等铝零件构成,不含其它金属和夹杂物,油脂及表面污物〈2%;2级:由经过破碎的各种铝废料构成,可以含有其它金属和石块、玻璃、橡胶、塑料或附着物等,但应标明含铝量;一级切片的尺寸应>3 0毫米,2级切片中的铝含量由供需双方商定。
废容器 变形铝及铝合金、铸造合金 GB3190、GB8733 。 1级:同一牌号,无夹杂,容器内无残留物;2级:牌号不同,无夹杂,容器内无残留物;3级:同一牌号,夹杂及残留物〈2%;4级:不同牌号,夹杂及残留物〈2%;1、 废油箱、油桶、奶桶;2、 民用壶、盆、各种罐体;3、 工业上用的各种容器、罐体;容器中不能有残留的液体、气体和可燃、有毒物质,杂质的扣除由供需双方商定