大型鑄造企業(yè)每年可產生數(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,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。
鋁及鋁合金塊狀廢料、廢件廢型材 變形鋁及鋁合金 GB3190。1級:同一牌號,表面無油污,無夾雜;2級:不同牌號,表面無油污,無夾雜;3級:同一牌號,夾雜物、表面油污及氧化物〈2%;4級:不同牌號,夾雜物、表面油污及氧化物〈2% 1、廢建筑型材,如門窗、裝飾材料等;2、辦公用品、家具中的型材;3、機械交通設備中的廢型材4、鋁型材加工過程中產生的邊角料和廢品;廢料的幾何尺寸應>200毫米。
廢電纜、電線鋁線錠 GB1197。1級:新的純鋁裸線(或電纜),同一規(guī)格,無銹蝕、無毛絲及合金絲、無絕緣材料和其它雜質;2級:新的純鋁裸線(電纜),不同規(guī)格,無銹蝕、無毛絲及合金絲、無絕緣材料和其它雜質;3級:舊的鋁線(或電纜),同一規(guī)格,無毛絲及合金絲,無絕緣材料和其它夾雜;4級:舊鋁裸線(或電纜),不同規(guī)格,無毛絲及合金絲,無絕緣材料和其它夾雜物; 1、各種光亮的廢鋁線和電纜;2、 電纜廠產生的廢電纜;廢料的幾何尺寸>200毫米。電纜中如有鋼心和夾雜物以及表面銹蝕等,由供需雙方協(xié)商扣雜。
帶絕緣皮的廢電線鋁線錠 GB119。1級:同一規(guī)格的鋁線或帶皮的電纜,不含其它金屬電線和電纜,無夾雜物;2級:不同規(guī)格的鋁線和帶皮的電纜,不含其它金屬電線和電纜,無夾雜物; 1、各種廢電線、電纜;2、 電線廠產生的廢品; 絕緣皮的扣雜由供需雙方商定或經檢測確定。
鋁及鋁合金屑末純鋁及鋁合金屑末 鋁線錠、重熔鋁錠、變形鋁及鋁合金、各種鑄造鋁合金GB1197GB1196GB3190GB8733GB8734。1級:同一牌號,無夾雜物,無油、無水;2級:同一牌號,有油或水、無夾雜物;3級:同一牌號,無油無水,夾雜物〈5%;4級:同一牌號,含油或水,夾雜物〈5%;此類廢料來源于各種機械加工制造業(yè)和鋁材加工過程產生的屑末 屑末的含油、水、及夾雜物的扣雜,由供需雙方議定。
混合鋁及鋁合金屑末,1級:混合牌號,無油無水無夾雜物;2級:混合牌號,含油或含水,無夾雜物;3級:混合料,無油無水,夾雜〈5%;4級:混合料,含油或含水,夾雜物〈5%; 同純鋁及鋁合金屑末 含水、油、銹蝕及夾雜物的扣雜,由供需雙方議定
鋁灰渣 熔渣1級:相同牌號,無夾雜;2級:混合牌號,無夾雜;3級:相同牌號,夾雜〈5%;4級:混合牌號,夾雜〈5%;鋁及其合金熔煉、澆注、鑄造等過程產生的表面撇渣。 碎料或塊狀廢料,碎料的小直徑〉5毫米,扣雜由供需雙方議定。