汽車(chē)材料回收再利用報(bào)廢汽車(chē)拆解回收金屬材料利用

1、第三章 報(bào)廢汽車(chē)拆解回收金屬材料利用3.1 報(bào)廢汽車(chē)金屬材料回收概述v3.1.1 報(bào)廢汽車(chē)金屬材料構(gòu)成v一輛報(bào)廢汽車(chē)中，金屬材料占80%左右，其中有色金屬占3%-4.7%。v汽車(chē)上使用的金屬材料主要可分為黑色金屬和有色金屬。黑色金屬可分為灰鑄鐵、球墨鑄鐵、可鍛鑄鐵，碳素鋼（普通碳素鋼、優(yōu)質(zhì)碳素鋼）、合金鋼；有色金屬有鋁、鎂、銅合金、少量的鋅、鉛及軸承合金。鋁的含量最多，主要以鋁合金的形式應(yīng)用。項(xiàng)目轎車(chē)卡車(chē)公共汽車(chē)Kg/臺(tái)百分比/%Kg/臺(tái)百分比/%Kg/臺(tái)百分比/%生鐵35.73.250.83.3191.13.9鋼材871.277.71176.776.13791.176.6有色金屬52.44.

2、772.34.7146.73.0其他161.814.4246.115.9817.816.3合計(jì)1120.1100.01545.9100.04946.7100.0v3.1.2 報(bào)廢汽車(chē)金屬材料回收利用體系送拆車(chē)廠排除廢油拆卸分類(lèi)金屬回收修復(fù)使用直接重用機(jī)械處理送鋼廠冶煉國(guó)內(nèi)汽車(chē)回收的典型流程v國(guó)外回收廢舊生產(chǎn)線主體是破碎機(jī)，輔助設(shè)備室輸送、分選、清洗裝置。先由破碎機(jī)用錘擊方法將廢鋼鐵破碎成小塊，再經(jīng)磁選、分選、清洗，把有色金屬盒非金屬、塑料、油漆等雜物分離出去，得到的潔凈廢鋼鐵是優(yōu)質(zhì)煉鋼原料。這樣處理廢舊汽車(chē)的生產(chǎn)線在世界上已有600多條，但大多數(shù)集中在汽車(chē)工業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家。v3.1.3 報(bào)廢汽車(chē)

3、金屬材料的機(jī)械處理v（1）剪切工序：用廢鋼剪斷機(jī)將廢鋼剪斷，以便運(yùn)輸和冶煉。v（2）打包工序：用金屬打包機(jī)將駕駛室在常溫下擠壓成長(zhǎng)方形包塊。v（3）壓扁工序：用壓扁機(jī)將廢舊汽車(chē)壓扁，使之便于運(yùn)輸、剪切或粉碎。v（4）粉碎工序：用粉碎機(jī)將被擠壓在一起的汽車(chē)殘骸用錘擊方式撕成適合冶煉廠冶煉的小塊。對(duì)于金屬材料的機(jī)械處理有三種可供選擇的方案名稱(chēng)處理方法推薦設(shè)備汽車(chē)殼體采用金屬打包機(jī)打包Y81-250B，Y81-315Y81-400汽車(chē)大梁采用廢鋼剪斷機(jī)剪斷Q43-63B型鱷魚(yú)式廢鋼剪斷機(jī)變速箱、發(fā)動(dòng)機(jī)缸體鑄鐵破碎機(jī)破碎 PSZ-160型鑄鐵破碎機(jī)機(jī)械處理方案一機(jī)械處理方案二名稱(chēng)處理方法推薦設(shè)備汽車(chē)殼

4、體和大梁 門(mén)式廢鋼剪斷機(jī)預(yù)壓剪斷Q91Y-630，Q91Y-800，Q91Y-1000，Q91Y-1200變速箱、發(fā)動(dòng)機(jī)缸體鑄鐵件破碎機(jī)破碎PSZ-160型鑄鐵破碎機(jī)vY81-250B 金屬液壓打包機(jī)金屬液壓打包機(jī) Q91-Y系列廢鋼剪斷機(jī)Q43Y-65E 鱷魚(yú)式液壓剪斷機(jī)鱷魚(yú)式液壓剪斷機(jī) v方案三：采用廢汽車(chē)處理專(zhuān)用生產(chǎn)線整車(chē)處理，即送料送料壓扁剪斷小型粉碎機(jī)粉碎風(fēng)選磁選出料或送料大型粉碎機(jī)粉碎風(fēng)選或水選出料v3.1.4 報(bào)廢汽車(chē)金屬材料的回收設(shè)備v世界上能加工出理想廢鋼鐵的設(shè)備室廢鋼鐵生產(chǎn)線，我國(guó)廣州鋼鐵公司于1995年從美國(guó)引進(jìn)了一條生產(chǎn)線，1996年底投入運(yùn)行。v拆車(chē)技術(shù)和設(shè)備落后引起

5、的直接后果是對(duì)資源的浪費(fèi)，目前我國(guó)報(bào)廢舊車(chē)上以材料回收的零部件存在回收利用率低、效率低、回收種類(lèi)少等問(wèn)題。 v打包機(jī)液壓機(jī)和剪切設(shè)備在我國(guó)相對(duì)來(lái)說(shuō)，起步較早些，有數(shù)家生產(chǎn)這些設(shè)備的企業(yè)，其中處于主導(dǎo)地位的是宣昌機(jī)床股份有限公司，該公司從70年代初開(kāi)始金屬回收機(jī)械的研究，擁有全國(guó)唯一的金屬回收機(jī)械研究所，主要產(chǎn)品有4個(gè)系列50多個(gè)規(guī)格型號(hào)。1982年后，該公司又成功開(kāi)發(fā)了可將整個(gè)汽車(chē)駕駛室一次壓成合格爐料的Y81-250金屬打包液壓機(jī)和可將半個(gè)解放、東風(fēng)等車(chē)型的駕駛室壓成包塊的Y81-160型金屬打包液壓機(jī)。目前該公司正在研制開(kāi)發(fā)廢鋼鐵生產(chǎn)線中的主體設(shè)備破碎機(jī)，已經(jīng)做了收集國(guó)內(nèi)外資料、社會(huì)市場(chǎng)調(diào)

6、研等工作，為開(kāi)發(fā)汽車(chē)粉碎機(jī)做了可行性研究，并與法國(guó)TEAM公司簽定了廢鋼鐵生產(chǎn)技術(shù)合作協(xié)議。 v3.2 報(bào)廢汽車(chē)鋼鐵的回收v3.2.1 汽車(chē)鋼鐵的來(lái)源及分類(lèi)v汽車(chē)上鋼鐵主要可以分為鋼板、特殊鋼和鑄鐵v3.2.1.1 鋼板v（1）熱軋鋼板 主要用于車(chē)架等承受應(yīng)力較大的零件，如汽車(chē)的縱梁和橫梁等。它是采用雙相鋼通過(guò)控制軋制而成。發(fā)動(dòng)機(jī)縱梁v（2）冷沖壓鋼板v小于等于4mm的薄鋼板，一般用來(lái)制造駕駛室、發(fā)動(dòng)機(jī)罩、翼子板、車(chē)廂、散熱管熱爐罩等不受載荷的各種覆蓋零件；大于4mm的厚鋼板用來(lái)制造承受一定載荷的零件，如大梁、橫梁、車(chē)架、保險(xiǎn)杠等。v（3）涂鍍層鋼板v涂鍍層鋼板有鍍鋅板和鍍鋁板，鍍鋅板沖壓性能

7、、焊接性能都較好，可用作駕駛室底板、車(chē)身覆蓋件和油箱等汽車(chē)零件；鍍鋁板耐腐蝕性能和鍍層耐熱性好，主要用在消聲器、排氣管等零件。v（4）復(fù)合減震鋼板v復(fù)合減震鋼板是由低成本的鋼板和低質(zhì)量樹(shù)脂結(jié)合而成，其特點(diǎn)是減輕汽車(chē)質(zhì)量，降低車(chē)內(nèi)噪聲。它主要用作擋泥板、隔板、底板和頂板、油底殼、隔聲板等。v3.2.1.2 特殊鋼v（1）彈簧鋼v汽車(chē)上某些零件如鋼板彈簧、發(fā)動(dòng)機(jī)氣閥彈簧、懸掛彈簧、離合器膜片彈簧和波形片彈簧等，用彈簧鋼制造。要求具有高的和穩(wěn)定的彈性極限，高的強(qiáng)度和疲勞極限，并能承受較大的沖載荷，具有足夠的塑性和韌性。v（2）齒輪鋼v汽車(chē)中的變速箱齒輪、差速齒輪、后橋齒輪等在工作時(shí)承受交變彎曲力的作

8、用，換擋時(shí)又承受沖壓，輪齒的表面再帶有滑動(dòng)的滾動(dòng)摩擦中受到接觸壓力和摩擦力的作用。具有高的疲勞極限，合適的芯部強(qiáng)度和韌性，輪齒表面耐磨性后橋齒輪v（3）調(diào)質(zhì)鋼v曲軸、凸輪軸、連桿、連桿螺栓，缸蓋螺栓、后半軸、轉(zhuǎn)向節(jié)等零件所用鋼材一般均為調(diào)質(zhì)鋼，即中碳結(jié)構(gòu)鋼或中碳低合金結(jié)構(gòu)鋼，采用調(diào)質(zhì)處理以獲得所需要的性能。曲軸高的強(qiáng)度、硬度，適當(dāng)?shù)捻g性v（4）非調(diào)質(zhì)鋼v非調(diào)質(zhì)鋼是在碳素結(jié)構(gòu)鋼中加入微量釩、鈦、鈮，通過(guò)軋制和鍛造直接冷卻，微合金元素的碳化物或碳氮化物彌散析出，起到析出強(qiáng)化和細(xì)化晶粒作用。v非調(diào)質(zhì)鋼在工業(yè)上的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，已成功地用來(lái)制造汽車(chē)中的曲軸、連桿、半軸、齒輪軸和軸類(lèi)零件。v（5）滲碳

9、鋼v用于制造齒輪、活塞銷(xiāo)、凸輪軸、氣閥挺桿、拉桿、球頭銷(xiāo)、球碗、前橋半軸、萬(wàn)向節(jié)十字軸等。v（6）不銹鋼v汽車(chē)排氣閥及排氣系統(tǒng)中的排氣歧管、溢流管、退化轉(zhuǎn)化器、消聲器和尾管等采用耐熱不銹鋼制造。v（7）易切削鋼v各種標(biāo)準(zhǔn)件、齒輪、轉(zhuǎn)向齒條、閥簧座、連桿、曲軸。v3.2.1.3 鑄鐵v變速箱、發(fā)動(dòng)機(jī)缸體v3.2.2 汽車(chē)鋼鐵的回收利用工藝v3.3 報(bào)廢汽車(chē)鋁的回收v3.3.1 汽車(chē)鋁的來(lái)源v隨著汽車(chē)輕量化運(yùn)動(dòng)的不斷發(fā)展，鋁、鎂合金的用量不斷加大。鋁及其合金在汽車(chē)上的應(yīng)用對(duì)燃料經(jīng)濟(jì)性起著決定性的作用，車(chē)重每降低100kg，油耗可減少0.7L/100Km。鋁合金是最激昂的汽車(chē)輕量化用材。美、德、日三

10、國(guó)汽車(chē)用鋁量及鋁使用率國(guó)家1977年1980年1983年1986年1989年用鋁量/(kg/輛)使用率/%用鋁量/(kg/輛)使用率/%用鋁量/(kg/輛)使用率/%用鋁量/(kg/輛)使用率/%用鋁量/(kg/輛)使用率/%美國(guó)452.50543.90614.30644.60715.00德國(guó)353.00393.5434.00464.50505.00日本292.60363.30373.50433.90584.90日本每輛轎車(chē)用鋁量發(fā)動(dòng)機(jī)排量/mL發(fā)動(dòng)機(jī)熱交換器轉(zhuǎn)向器車(chē)身傳動(dòng)系車(chē)輪其他1000 10-203-50.5-18-161.5-21000-180012-383-101-24-58-121

11、7-262-3180020-412-132-312-307-2629-403-5v發(fā)達(dá)國(guó)家小汽車(chē)用鋁材，80年代每輛汽車(chē)平均為55kg,1995年每輛為130kg，2000年平均每輛車(chē)達(dá)到270kg，中型車(chē)及大型車(chē)用鋁量更多，交通運(yùn)輸業(yè)用鋁為鋁產(chǎn)量的26%。而在我國(guó)，鋁材在汽車(chē)上的應(yīng)用還較少，鋁化率很低，1995年不超過(guò)7%，目前生產(chǎn)的轎車(chē)最高用鋁量約為55kg/輛，平均在48kg左右，交通運(yùn)輸業(yè)用鋁量?jī)H為鋁產(chǎn)量的5.7%。因此，我國(guó)將加快汽車(chē)鋁化的步伐，特別是小轎車(chē)的鋁化率可能超過(guò)20%。據(jù)預(yù)測(cè)，汽車(chē)零部件的極限鋁化率可達(dá)50%左右。福特P2000采用鋁合金骨架，鋁合金用量為333kg，達(dá)到

12、37%。整備重量?jī)H為906kg,是目前最輕的中型車(chē)，比傳統(tǒng)車(chē)減重40%左右，該車(chē)所采用黑色金屬僅為222kg,車(chē)用鋁合金典型材料的性能材料高硅鋁合金Al-120鋁鎂系合金5052 5182鋁銅鎂系合金2036 2008鋁鎂硅系合金6009 6013性能密度（g/cm3）2.72.72.72.72.72.72.7抗拉強(qiáng)度/MPa3.51.92.93.42.52.63.2屈服強(qiáng)度/MPa1.40.81.42.01.31.41.7v3.3.2 汽車(chē)鋁的回收利用必要性分析v（1）現(xiàn)在的汽車(chē)其主要燃料仍然是石油產(chǎn)品，年消耗石油約占世界石油產(chǎn)量的48%，而石油的儲(chǔ)存量預(yù)計(jì)只夠開(kāi)采到2100年，所以降低燃油

13、消耗是當(dāng)前汽車(chē)制造業(yè)的主要課題，一般途徑是提高發(fā)動(dòng)機(jī)的效率（從設(shè)計(jì)入手），減少行駛，改善傳動(dòng)機(jī)構(gòu)效率及減輕汽車(chē)自重等，而最有效的是減輕汽車(chē)自重。v（2）汽車(chē)自重減輕，會(huì)使燃油消耗降低，從而引起廢氣排放的減少，從而顯著減少CO、CO2、NOx、HC等造成空氣污染的氣體。v（3）汽車(chē)制造業(yè)大量使用的鋼材，其抗腐蝕性能較差。v（4）未來(lái)汽車(chē)的動(dòng)力源若以電池代替發(fā)動(dòng)機(jī)，由于受電池輸出功率的限制或?yàn)榱藴p少發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率的浪費(fèi)，輕量化最為關(guān)鍵。v3.3.3 汽車(chē)鋁的回收利用工藝v3.3.3.1 分選v分選的主要目的是將報(bào)廢車(chē)輛的有價(jià)材料按金屬-非金屬、重金屬-輕金屬、輕金屬材料相互混雜（鋁材和鎂材）、鋁合

14、金和鎂合金相互混雜（合金或合金系列）進(jìn)行分離，方法主要有手工分離和機(jī)械分離兩種。手工分選是在報(bào)廢車(chē)輛拆解時(shí)將有價(jià)材料按上述四種類(lèi)別分開(kāi)，不過(guò)手工分選勞動(dòng)強(qiáng)度大，速度和效率都由此受到限制。v機(jī)械分選有連續(xù)自動(dòng)分選、篩選、氣流分選、液流分選、磁力分選、電力分選等，主要看報(bào)廢車(chē)輛材料的性質(zhì)、含雜質(zhì)多少、類(lèi)型及數(shù)量等因素決定來(lái)用何種機(jī)械分選方法。機(jī)械分選速度快、效率高，宜于大規(guī)模生產(chǎn)氣流分選機(jī)v3.3.3.2 分級(jí)v分級(jí)按新廢料、舊廢料、金屬屑、金屬碎屑或浮渣四個(gè)類(lèi)別進(jìn)行。v新廢料一般無(wú)須再進(jìn)行預(yù)處理即可直接作為初級(jí)v原料進(jìn)入熔煉爐，熔煉回收率通常不小于97%。 舊廢料須進(jìn)行預(yù)處理，即經(jīng)過(guò)分選、磁選、

15、浮選- 沉降-分級(jí)等，必要時(shí)還須進(jìn)行渦流分選或強(qiáng)磁場(chǎng)分選，然后進(jìn)入熔煉工序。金屬屑、金屬碎屑或浮渣多數(shù)情況下也須經(jīng)破碎、分選等預(yù)處理才能進(jìn)入熔煉工序。金屬含量過(guò)低的殘?jiān)鼊t退出清除。v3.3.3.3 熔煉v報(bào)廢車(chē)輛含鋁廢料經(jīng)分級(jí)預(yù)處理以后即被送往熔煉工序?？刂茽t內(nèi)氣氛的燃?xì)饧八s物對(duì)金屬熔煉的還原至關(guān)重要；選擇合適的熔煉、精煉工藝及全程控制決定著再生鋁的質(zhì)量及熔煉回收率。在這里金屬屑鹽渣粉塵等都會(huì)對(duì)熔煉產(chǎn)生影響。v有些廢料中含有夾雜物或者表面黏附著涂層或雜v質(zhì)，通常須在多室爐中進(jìn)行焙燒，然后送入精煉爐中精煉。v1.配料v根據(jù)廢鋁料的配制及質(zhì)量狀況，按照再生產(chǎn)品的技術(shù)要求，選用推算出各種濾料的用

16、量，配料應(yīng)考慮到金屬的氧化燒損程度。v2.在生成變形鋁合金v變形鋁合金經(jīng)壓力加工成型材，用廢舊鋁合金可生產(chǎn)的變形鋁合金有3003、3105、3004、3005、5050等。v3.再生鑄造鋁合金v廢舊鋁料中只有一小部分再生成變形鋁合金，約1/4再生成煉鋼用的脫氧劑。而大部分再生成鑄造用的鋁合金，主要是壓鑄用的鋁合金。v（1）熔煉設(shè)備及熱能：熔煉廢舊鋁料設(shè)備多為火焰反射爐，還有拱式火焰爐，燃料用煙煤、柴油、燃?xì)饣蛱烊粴?。另外也可采用多工頻感應(yīng)電爐。v（2）中間合金的配制。在鋁合金中，一般為多元合金，常含有硅、銅、鎂、錳，有的含鈦、鉻、稀土等。一般將熔點(diǎn)較高或易氧化燒損的金屬配制成熔點(diǎn)較低的中間金屬

17、使用，可使金屬成分比較均勻，避免熔體過(guò)熱而增加燒損及吸氣量。配制的中間合金為Al-10%Mn， Al-10%Mg， Al-50%Cu， Al-5%Ti， Al-5%Cr， Al-10%RE。紫銅可直接入爐，電解銅塊最好配制成1:1的中間合金。v（3）鑄造鋁合金的熔煉。v由于汽車(chē)對(duì)壓住鋁合金需求量的不斷增加，采用其廢舊鋁料再生成壓鑄鋁合金Y112、Y108等式完全可行的，而含鐵、鋅、鉛等雜質(zhì)過(guò)高的廢鋁料，只能再生成鋁錠作煉鋼脫氧用。配料先加鋁錠或厚實(shí)的大塊料加熱升溫加薄片碎屑或鋁屑加熔劑加硅加銅升溫至800-850鋁錳中間合金鋁鎂中間合金取樣進(jìn)行化學(xué)分析澆注v（4）煉鋼用的雜鋁錠的再生：從混合爐

18、渣中回收出來(lái)的鋁料中鐵硅含量較高，有的廢舊鋁料的鐵含量超過(guò)10%，鋅含量超過(guò)2%，有的被氧化銹蝕嚴(yán)重，將這些料用來(lái)熔化成煉鋼脫氧用的雜鋁錠。v（5）爐渣會(huì)再生成硫酸鋁式或堿式AlCl3:爐渣灰中還含有一定量的金屬鋁及Al2O3，經(jīng)濕法浸過(guò)、過(guò)濾、濃縮、蒸發(fā)后再生成化工產(chǎn)品，可用于渾水澄清、配制滅火藥劑、造紙工業(yè)工膠劑及印染工業(yè)的媒染劑等。v3.3.4 汽車(chē)鋁合金后回收的新工藝v鋁合金液化分離裝置鋁渣灰生產(chǎn)硫酸鋁的工藝流程示意圖v3.4 報(bào)廢汽車(chē)其他金屬材料的回收v3.4.1 汽車(chē)鎂的回收v3.4.1.1 汽車(chē)鎂的來(lái)源和分類(lèi)v鎂的密度為1.74g/cm3，只有鋁的2/3，是一種最輕的結(jié)構(gòu)材料。鎂合金強(qiáng)度不高但比強(qiáng)度很高，加工性能好。v由于鎂合金比鋁合金便宜，其發(fā)展趨勢(shì)是將取代鋁合金壓鑄件。今后的課題是積極開(kāi)展防止鎂合金溶液的易燃化合鎂屑的再生利用。v汽車(chē)工業(yè)能采用鎂壓鑄件的場(chǎng)合大致可分為兩大類(lèi)：一類(lèi)是以鎂取代原先以其他材料用作壓鑄件的領(lǐng)域；另一類(lèi)是直至目前還在采用焊接鋼結(jié)構(gòu)或鋁材料的場(chǎng)合。v最常見(jiàn)的是鎂壓鑄件替換鋅壓鑄件。例如點(diǎn)火裝置外殼、變速箱外殼、進(jìn)氣歧管等。v很多轎車(chē)鑄件開(kāi)始采用鎂合金，以適應(yīng)汽車(chē)輕量化的要求。這些鎂合金鑄件包