新型的廢金屬破碎分選生產(chǎn)線發(fā)展設(shè)想

周春芳 周占興

（北京中冶設(shè)備研究設(shè)計(jì)總院有限公司 北京 100029）

廢舊金屬的回收利用，是發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)的重要內(nèi)容，破碎分選是實(shí)現(xiàn)廢舊金屬有效利用的重要手段。隨著汽車、機(jī)電、家電等報(bào)廢數(shù)量的不斷增加，社會(huì)回收的廢舊金屬成分更加混雜，其中包含了黑色金屬、有色金屬、非金屬等。若不進(jìn)行必要的高效破碎分選，我國(guó)廢舊金屬利用難以實(shí)現(xiàn)資源化利用。

1 我國(guó)目前廢舊金屬的回收加工過(guò)程方式簡(jiǎn)述

目前廢舊金屬中，常采用剪切、打包、破碎及簡(jiǎn)易分選、火燃切割、清洗、預(yù)熱等形式，使廢鋼鐵最終形成能被冶金業(yè)利用的相應(yīng)的爐料。根據(jù)廢料的不同形式、尺寸和受污染程度以及回收用途和質(zhì)量要求，選用不同的廢金屬處理方式。

1.1 剪切

剪切處理主要針對(duì)長(zhǎng)度超過(guò)一定尺寸的型鋼、軸以及各種大型的金屬結(jié)構(gòu)件，進(jìn)行冷態(tài)剪斷。

中輕廢鋼型利用龍門剪切機(jī)，將輕、中型廢金屬物料采用先壓整，后剪切的處理形式。

1.2 壓塊

又可稱為打包。利用打包機(jī)將體積松散的管材、容器、輕薄料、散粒料、粉料等壓實(shí)。目的一是減少容積、便于裝卸和運(yùn)輸；二是制取高密度料塊，便于煉鋼工藝。

1.3 火燃切割

手工用火燃切割方式把重型廢鋼鐵及連帶的附屬物破碎成小塊或小顆粒，以利于分選廢物。

1.4 破碎機(jī)破碎及分選

破碎方式主要是利用破碎機(jī)破碎。主要的破碎設(shè)備有鱷式破碎機(jī)、輥式破碎機(jī)、沖擊破碎機(jī)等。分選采用磁選機(jī)將磁性廢鋼分選出來(lái)，剩余的作為垃圾處理。

以上各種處理方式最大缺點(diǎn)是無(wú)法自動(dòng)把廢金屬中夾雜的有色金屬、非金屬和其他有用的材料分選出來(lái)，生產(chǎn)出純凈的優(yōu)質(zhì)廢鋼。

2 新型廢舊金屬高效破碎分選生產(chǎn)線

這條廢金屬高效破碎分選生產(chǎn)線是廢舊汽車、家電、中輕廢舊金屬的處理理想設(shè)備。采用廢金屬高效破碎分選生產(chǎn)線是集中處理回收廢舊金屬的發(fā)展方向。其工藝流程如下。

圖1 廢金屬高效破碎分選生產(chǎn)線工藝流程

該工藝通過(guò)破碎加工及分選可把廢鋼的夾雜物分離、依附物分選出來(lái)，生產(chǎn)出純凈的優(yōu)質(zhì)廢鋼和各類純凈的有色金屬。它特別適用于報(bào)廢汽車、家電等輕薄料廢鋼的加工處理。加工過(guò)程中環(huán)境污染低、破碎效果好、分選效果佳、自動(dòng)化程度高等優(yōu)點(diǎn)，是比較理想的廢鋼加工設(shè)備。

這條新型廢舊金屬高效破碎分選生產(chǎn)線的關(guān)鍵設(shè)備特征如下：

1）生產(chǎn)線系統(tǒng)工藝智能化控制功能

整個(gè)生產(chǎn)線操作具備三種控制方式：自動(dòng)方式、半自動(dòng)方式、機(jī)旁手動(dòng)方式，自動(dòng)操作是主要操作方式。

實(shí)現(xiàn)在PLC控制中心指示屏，設(shè)置操作參數(shù)，使產(chǎn)能、效率最大化。

過(guò)程管理功能由上位監(jiān)控機(jī)來(lái)完成，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的遠(yuǎn)程診斷和故障排除。

具有數(shù)據(jù)采集與處理功能，通過(guò)上位機(jī)顯示工藝流程、測(cè)量參數(shù)、控制對(duì)象狀態(tài)及工藝參數(shù)等。

主要監(jiān)控界面：控制主界面、噴淋水控制分界面、液壓控制分界面、主電機(jī)控制分界面、參數(shù)設(shè)置、報(bào)警記錄、歷史趨勢(shì)、報(bào)表系統(tǒng)等。

2）破碎機(jī)喂料采用雙夾送輥，利用雙夾送輥的獨(dú)立變速控制喂料速度，使主電機(jī)達(dá)到設(shè)定馬力并且保持在充滿狀態(tài)下破碎，達(dá)到提高破碎效率、改善能源管理和節(jié)能的效果。

3）破碎機(jī)原理是在高速、大扭矩電機(jī)的連續(xù)驅(qū)動(dòng)下，破碎機(jī)轉(zhuǎn)子上的錘頭輪流擊打進(jìn)入容腔內(nèi)廢鋼，在強(qiáng)大的沖擊作用下，廢鋼被撕裂和擠壓成一定規(guī)格的破碎鋼，主體結(jié)構(gòu)采用智能化仿真設(shè)計(jì)。破碎室設(shè)計(jì)和制作是本機(jī)關(guān)鍵點(diǎn)和難點(diǎn)，利用三維動(dòng)畫設(shè)計(jì)模擬破碎過(guò)程。采用曲面前墻引導(dǎo)原材料進(jìn)入鐵跕區(qū)，曲面進(jìn)料槽、偏心破碎室、非切線進(jìn)料點(diǎn)和倒置可開(kāi)啟后墻都能夠增加產(chǎn)量、提高破碎效果、延長(zhǎng)磨損件使用壽命。

4）高效磁懸選滾筒機(jī)采用交變勵(lì)磁線圈來(lái)翻轉(zhuǎn)物料并且清除夾雜在其間的廢料，提高潔凈度，最大限度地降低黑色金屬的流失。

圖2 高效磁懸選滾筒機(jī)原理圖

5）有色金屬與塑料分選采用智能渦流分選機(jī)分選，物料流量的大小由輸送皮帶機(jī)的稱重傳感器測(cè)量，PLC控制中心根據(jù)物料流量的大小自動(dòng)調(diào)整渦流分選磁場(chǎng)強(qiáng)度，提高渦流分選效果，實(shí)現(xiàn)有色金屬與磁性金屬的分選。

圖3 智能渦流分選機(jī)原理圖

6）Z型箱旋風(fēng)分選除塵系統(tǒng)自動(dòng)將磁選機(jī)分出的廢料和磁性灰塵分離。控制風(fēng)刀產(chǎn)生的氣幕阻止塵粒逃離污染環(huán)境。

圖4 Z型箱旋風(fēng)分選除塵系統(tǒng)原理圖

圖5 高效金屬鋁自動(dòng)分選機(jī)原理圖

7）高效金屬鋁自動(dòng)分選機(jī)，使用X射線熒光掃描儀檢查物料，用鋁的投射衰減特征，并與分離裝置配合，自動(dòng)甄別分揀出其中的鋁材料和其他有色金屬混合物。

8）物料顏色分選機(jī)，使用高分辨率彩色掃描攝像機(jī)（以每秒1萬(wàn)個(gè)物料分辨速度）來(lái)檢測(cè)每一種物料的顏色、形狀和亮度特征。當(dāng)與作為任選件的金屬傳感器合成圖像處理組合一致時(shí)，啟動(dòng)在線噴嘴，吹出（選出）這一特征的物料（比如銅）；剩余物料進(jìn)入下一道顏色分選機(jī)（或返回同一臺(tái)分選機(jī)，需調(diào)整分選特征參數(shù)），分選出另一類特征的物料（比如不銹鋼）；依次循環(huán)分選。實(shí)現(xiàn)銅、不銹鋼、線路板、硬幣等物料的分選。

圖6 高效銅及不銹鋼自動(dòng)分選機(jī)原理圖

3 結(jié)論

該條新型的廢金屬高效破碎分選生產(chǎn)線是能夠滿足“精品廢鋼”、“精料入爐”、“節(jié)能環(huán)保”、“資源利用”、“有色金屬精確分選”的生產(chǎn)需要的理想設(shè)備，是發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)的重要措施，可以充分對(duì)廢舊金屬進(jìn)行快速粉碎和各類物料的分選，有效減少對(duì)冶煉資源的開(kāi)采和耗用，達(dá)到物資充分利用、節(jié)約能源、減少環(huán)境污染和提高勞動(dòng)效益的目的。

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