報廢汽車拆解回收金屬材料利用

第三章報廢汽車拆解回收金屬材料利用3.1報廢汽車金屬材料回收概述3.1.1報廢汽車金屬材料構(gòu)成一輛報廢汽車中，金屬材料占80%左右，其中有色金屬占3%-4.7%。汽車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。項目轎車卡車公共汽車Kg/臺百分比/%Kg/臺百分比/%Kg/臺百分比/%生鐵35.73.250.83.3191.13.9鋼材871.277.71176.776.13791.176.6有色金屬52.44.772.34.7146.73.0其他161.814.4246.115.9817.816.3合計1120.1100.01545.9100.04946.7100.03.1.2報廢汽車金屬材料回收利用體系送拆車廠排除廢油拆卸分類金屬回收修復(fù)使用直接重用機(jī)械處理送鋼廠冶煉國內(nèi)汽車回收的典型流程國外回收廢舊生產(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。這樣處理廢舊汽車的生產(chǎn)線在世界上已有600多條，但大多數(shù)集中在汽車工業(yè)發(fā)達(dá)的國家。3.1.3報廢汽車金屬材料的機(jī)械處理（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。（2）打包工序：用金屬打包機(jī)將駕駛室在常溫下擠壓成長方形包塊。（3）壓扁工序：用壓扁機(jī)將廢舊汽車壓扁，使之便于運(yùn)輸、剪切或粉碎。（4）粉碎工序：用粉碎機(jī)將被擠壓在一起的汽車殘骸用錘擊方式撕成適合冶煉廠冶煉的小塊。對于金屬材料的機(jī)械處理有三種可供選擇的方案名稱處理方法推薦設(shè)備汽車殼體采用金屬打包機(jī)打包Y81-250B，Y81-315Y81-400汽車大梁采用廢鋼剪斷機(jī)剪斷Q43-63B型鱷魚式廢鋼剪斷機(jī)變速箱、發(fā)動機(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)械處理方案二名稱處理方法推薦設(shè)備汽車殼體和大梁門式廢鋼剪斷機(jī)預(yù)壓剪斷Q91Y-630，Q91Y-800，Q91Y-1000，Q91Y-1200變速箱、發(fā)動機(jī)缸體鑄鐵件破碎機(jī)破碎PSZ-160型鑄鐵破碎機(jī)Y81-250B金屬液壓打包機(jī)

Q91-Y系列列廢鋼鋼剪斷斷機(jī)Q43Y-65E鱷魚式式液壓壓剪斷斷機(jī)方案三三：采采用廢廢汽車車處理理專用用生產(chǎn)產(chǎn)線整整車處處理，，即送送料送料壓扁剪斷小型粉粉碎機(jī)機(jī)粉碎碎風(fēng)選磁選出料或或送料料大型粉粉碎機(jī)機(jī)粉碎碎風(fēng)選或或水選選出料3.1.4報報廢汽汽車金金屬材材料的的回收收設(shè)備備世界上上能加加工出出理想想廢鋼鋼鐵的的設(shè)備備室廢廢鋼鐵鐵生產(chǎn)產(chǎn)線，，我國國廣州州鋼鐵鐵公司司于1995年年從美美國引引進(jìn)了了一條條生產(chǎn)產(chǎn)線，，1996年底底投入入運(yùn)行行。拆車技技術(shù)和和設(shè)備備落后后引起起的直直接后后果是是對資資源的的浪費費，目目前我我國報報廢舊舊車上上以材材料回回收的的零部部件存存在回回收利利用率率低、、效率率低、、回收收種類類少等等問題題。打包機(jī)機(jī)液壓壓機(jī)和和剪切切設(shè)備備在我我國相相對來來說，，起步步較早早些，，有數(shù)數(shù)家生生產(chǎn)這這些設(shè)設(shè)備的的企業(yè)業(yè)，其其中處處于主主導(dǎo)地地位的的是宣宣昌機(jī)機(jī)床股股份有有限公公司，，該公公司從從70年代代初開開始金金屬回回收機(jī)機(jī)械的的研究究，擁擁有全全國唯唯一的的金屬屬回收收機(jī)械械研究究所，，主要要產(chǎn)品品有4個系系列50多多個規(guī)規(guī)格型型號。。1982年后后，該該公司司又成成功開開發(fā)了了可將將整個個汽車車駕駛駛室一一次壓壓成合合格爐爐料的的Y81-250金金屬打打包液液壓機(jī)機(jī)和可可將半半個解解放、、東風(fēng)風(fēng)等車車型的的駕駛駛室壓壓成包包塊的的Y81-160型型金屬屬打包包液壓壓機(jī)。。目前前該公公司正正在研研制開開發(fā)廢廢鋼鐵鐵生產(chǎn)產(chǎn)線中中的主主體設(shè)設(shè)備破破碎機(jī)機(jī)，已已經(jīng)做做了收收集國國內(nèi)外外資料料、社社會市市場調(diào)調(diào)研等等工作作，為為開發(fā)發(fā)汽車車粉碎碎機(jī)做做了可可行性性研究究，并并與法法國TEAM公公司簽簽定了了廢鋼鋼鐵生生產(chǎn)技技術(shù)合合作協(xié)協(xié)議。。3.2報廢廢汽車鋼鐵的的回收3.2.1汽汽車鋼鐵的的來源及分類類汽車上鋼鐵主主要可以分為為鋼板、特殊殊鋼和鑄鐵3.2.1.1鋼板（1）熱軋鋼鋼板主要用用于車架等承承受應(yīng)力較大大的零件，如如汽車的縱梁梁和橫梁等。。它是采用雙雙相鋼通過控控制軋制而成成。發(fā)動機(jī)縱梁（2）冷沖壓壓鋼板小于等于4mm的薄鋼板板，一般用來來制造駕駛室室、發(fā)動機(jī)罩罩、翼子板、、車廂、散熱熱管熱爐罩等等不受載荷的的各種覆蓋零零件；大于4mm的厚鋼鋼板用來制造造承受一定載載荷的零件，，如大梁、橫橫梁、車架、、保險杠等。。（3）涂鍍層層鋼板涂鍍層鋼板有有鍍鋅板和鍍鍍鋁板，鍍鋅鋅板沖壓性能能、焊接性能能都較好，可可用作駕駛室室底板、車身身覆蓋件和油油箱等汽車零零件；鍍鋁板板耐腐蝕性能能和鍍層耐熱熱性好，主要要用在消聲器器、排氣管等等零件。（4）復(fù)合減減震鋼板復(fù)合減震鋼板板是由低成本本的鋼板和低低質(zhì)量樹脂結(jié)結(jié)合而成，其其特點是減輕輕汽車質(zhì)量，，降低車內(nèi)噪噪聲。它主要要用作擋泥板板、隔板、底底板和頂板、、油底殼、隔隔聲板等。3.2.1.2特殊鋼鋼（1）彈簧鋼鋼汽車上某些零零件如鋼板彈彈簧、發(fā)動機(jī)機(jī)氣閥彈簧、、懸掛彈簧、、離合器膜片片彈簧和波形形片彈簧等，，用彈簧鋼制制造。要求具有高的的和穩(wěn)定的彈性極限，高高的強(qiáng)度和疲疲勞極限，并能承承受較大的沖沖載荷，具有足夠的塑塑性和韌性。。（2）齒輪鋼鋼汽車中的變速速箱齒輪、差差速齒輪、后后橋齒輪等在在工作時承受受交變彎曲力力的作用，換換擋時又承受受沖壓，輪齒齒的表面再帶帶有滑動的滾滾動摩擦中受受到接觸壓力力和摩擦力的的作用。具有高的疲勞勞極限，合適的芯部強(qiáng)強(qiáng)度和韌性，，輪齒表面耐磨磨性后橋齒輪（3）調(diào)質(zhì)鋼鋼曲軸、凸輪軸軸、連桿、連連桿螺栓，缸缸蓋螺栓、后后半軸、轉(zhuǎn)向向節(jié)等零件所所用鋼材一般般均為調(diào)質(zhì)鋼鋼，即中碳結(jié)結(jié)構(gòu)鋼或中碳碳低合金結(jié)構(gòu)構(gòu)鋼，采用調(diào)調(diào)質(zhì)處理以獲獲得所需要的的性能。曲軸高的強(qiáng)度、硬硬度，適當(dāng)?shù)捻g性（4）非調(diào)質(zhì)質(zhì)鋼非調(diào)質(zhì)鋼是在在碳素結(jié)構(gòu)鋼鋼中加入微量量釩、鈦、鈮鈮，通過軋制制和鍛造直接接冷卻，微合合金元素的碳碳化物或碳氮氮化物彌散析析出，起到析析出強(qiáng)化和細(xì)細(xì)化晶粒作用用。非調(diào)質(zhì)鋼鋼在工業(yè)業(yè)上的應(yīng)應(yīng)用范圍圍不斷擴(kuò)擴(kuò)大，已已成功地地用來制制造汽車車中的曲曲軸、連連桿、半半軸、齒齒輪軸和和軸類零零件。（5）滲滲碳鋼用于制造造齒輪、、活塞銷銷、凸輪輪軸、氣氣閥挺桿桿、拉桿桿、球頭頭銷、球球碗、前前橋半軸軸、萬向向節(jié)十字字軸等。。（6）不不銹鋼汽車排氣氣閥及排排氣系統(tǒng)統(tǒng)中的排排氣歧管管、溢流流管、退退化轉(zhuǎn)化化器、消消聲器和和尾管等等采用耐耐熱不銹銹鋼制造造。（7）易易切削鋼鋼各種標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)件、齒齒輪、轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向齒條條、閥簧簧座、連連桿、曲曲軸。3.2.1.3鑄鐵鐵變速箱、、發(fā)動機(jī)機(jī)缸體3.2.2汽汽車鋼鐵鐵的回收收利用工工藝3.3報報廢汽汽車鋁的的回收3.3.1汽汽車鋁的的來源隨著汽車車輕量化化運(yùn)動的的不斷發(fā)發(fā)展，鋁鋁、鎂合合金的用用量不斷斷加大。。鋁及其其合金在在汽車上上的應(yīng)用用對燃料料經(jīng)濟(jì)性性起著決決定性的的作用，，車重每每降低100kg，油油耗可減減少0.7L/100Km。。鋁合金金是最激激昂的汽汽車輕量量化用材材。美、德、、日三國國汽車用用鋁量及及鋁使用用率國家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452.50543.90614.30644.60715.00德國353.00393.5434.00464.50505.00日本292.60363.30373.50433.90584.90日本每輛輛轎車用用鋁量發(fā)動機(jī)排量/mL發(fā)動機(jī)熱交換器轉(zhuǎn)向器車身傳動系車輪其他100010-203-50.5-18-161.5-21000-180012-383-101-24-58-1217-262-3＞180020-412-132-312-307-2629-403-5發(fā)達(dá)國家家小汽車車用鋁材材，80年代每每輛汽車車平均為為55kg,1995年每輛輛為130kg，2000年年平均每每輛車達(dá)達(dá)到270kg，中型型車及大大型車用用鋁量更更多，交交通運(yùn)輸輸業(yè)用鋁鋁為鋁產(chǎn)產(chǎn)量的26%。。而在我我國，鋁鋁材在汽汽車上的的應(yīng)用還還較少，，鋁化率率很低，，1995年不不超過7%，目目前生產(chǎn)產(chǎn)的轎車車最高用用鋁量約約為55kg/輛，平平均在48kg左右，，交通運(yùn)運(yùn)輸業(yè)用用鋁量僅僅為鋁產(chǎn)產(chǎn)量的5.7%。因此此，我國國將加快快汽車鋁鋁化的步步伐，特特別是小小轎車的的鋁化率率可能超超過20%。據(jù)據(jù)預(yù)測，，汽車零零部件的的極限鋁鋁化率可可達(dá)50%左右右。福特P2000采用鋁鋁合金骨骨架，鋁鋁合金用用量為333kg，達(dá)達(dá)到37%。整備重量量僅為906kg,是是目前最最輕的中中型車，，比傳統(tǒng)統(tǒng)車減重重40%左右，，該車所采采用黑色色金屬僅僅為222kg,車用鋁合合金典型型材料的的性能材料高硅鋁合金Al-120鋁鎂系合金50525182鋁銅鎂系合金20362008鋁鎂硅系合金60096013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/MPa1.40.81.42.01.31.41.7延伸率/%30252824282726-30硬度/HB10695878891102103比強(qiáng)度9.19.09.19.09.09.19.1用途汽缸體、曲軸箱、油泵殼曲軸箱、汽缸體、車輪、覆蓋件覆蓋件、車輪結(jié)構(gòu)件保險杠、結(jié)構(gòu)件3.3.2汽汽車鋁的的回收利利用必要要性分析析（1）現(xiàn)現(xiàn)在的汽汽車其主主要燃料料仍然是是石油產(chǎn)產(chǎn)品，年年消耗石石油約占占世界石石油產(chǎn)量量的48%，而而石油的的儲存量量預(yù)計只只夠開采采到2100年年，所以以降低燃燃油消耗耗是當(dāng)前前汽車制制造業(yè)的的主要課課題，一一般途徑徑是提高高發(fā)動機(jī)機(jī)的效率率（從設(shè)設(shè)計入手手），減減少行駛駛，改善善傳動機(jī)機(jī)構(gòu)效率率及減輕輕汽車自自重等，，而最有有效的是是減輕汽汽車自重重。（2）汽汽車自重重減輕，，會使燃燃油消耗耗降低，，從而引引起廢氣氣排放的的減少，，從而顯顯著減少少CO、、CO2、NOx、HC等造造成空氣氣污染的的氣體。。（3）汽汽車制造造業(yè)大量量使用的的鋼材，，其抗腐腐蝕性能能較差。。（4）未未來汽車車的動力力源若以以電池代代替發(fā)動動機(jī)，由由于受電電池輸出出功率的的限制或或為了減減少發(fā)動動機(jī)輸出出功率的的浪費，，輕量化化最為關(guān)關(guān)鍵。3.3.3汽汽車鋁的的回收利利用工藝藝3.3.3.1分選選分選的主主要目的的是將報報廢車輛輛的有價價材料按按金屬-非金屬屬、重金金屬-輕輕金屬、、輕金屬屬材料相相互混雜雜（鋁材材和鎂材材）、鋁鋁合金和和鎂合金金相互混混雜（合合金或合合金系列列）進(jìn)行行分離，，方法主主要有手手工分離離和機(jī)械械分離兩兩種。手手工分選選是在報報廢車輛輛拆解時時將有價價材料按按上述四四種類別別分開，，不過手手工分選選勞動強(qiáng)強(qiáng)度大，，速度和和效率都都由此受受到限制制。機(jī)械分選選有連續(xù)續(xù)自動分分選、篩篩選、氣氣流分選選、液流流分選、、磁力分分選、電電力分選選等，主主要看報報廢車輛輛材料的的性質(zhì)、、含雜質(zhì)質(zhì)多少、、類型及及數(shù)量等等因素決決定來用用何種機(jī)機(jī)械分選選方法。。機(jī)械分分選速度度快、效效率高，，宜于大大規(guī)模生生產(chǎn)氣流分選選機(jī)3.3.3.2分級級分級按新新廢料、、舊廢料料、金屬屬屑、金金屬碎屑屑或浮渣渣四個類類別進(jìn)行行。新廢料一一般無須須再進(jìn)行行預(yù)處理理即可直直接作為為初級原料進(jìn)入入熔煉爐爐，熔煉煉回收率率通常不不小于97%。。舊廢廢料須進(jìn)進(jìn)行預(yù)處處理，即即經(jīng)過分分選、磁磁選、浮浮選-沉沉降-分級等等，必要要時還須須進(jìn)行渦渦流分選選或強(qiáng)磁磁場分選選，然后后進(jìn)入熔熔煉工序序。金屬屬屑、金金屬碎屑屑或浮渣渣多數(shù)情情況下也也須經(jīng)破破碎、分分選等預(yù)預(yù)處理才才能進(jìn)入入熔煉工工序。金金屬含量量過低的的殘渣則則退出清清除。3.3.3.3熔熔煉報廢車輛輛含鋁廢廢料經(jīng)分分級預(yù)處處理以后后即被送送往熔煉煉工序。?？刂茽t爐內(nèi)氣氛氛的燃?xì)鈿饧八s物對對金屬熔熔煉的還還原至關(guān)關(guān)重要；；選擇合合適的熔熔煉、精精煉工藝藝及全程程控制決決定著再再生鋁的的質(zhì)量及及熔煉回回收率。。在這里里金屬屑屑鹽渣粉粉塵等都都會對熔熔煉產(chǎn)生生影響。。有些廢料料中含有有夾雜物物或者表表面黏附附著涂層層或雜質(zhì)，通常常須在多多室爐中中進(jìn)行焙焙燒，然然后送入入精煉爐爐中精煉煉。1.配料料根據(jù)廢鋁鋁料的配配制及質(zhì)質(zhì)量狀況況，按照照再生產(chǎn)產(chǎn)品的技技術(shù)要求求，選用用推算出出各種濾濾料的用用量，配配料應(yīng)考考慮到金金屬的氧氧化燒損損程度。。2.在生生成變形形鋁合金金變形鋁合合金經(jīng)壓壓力加工工成型材材，用廢廢舊鋁合合金可生生產(chǎn)的變變形鋁合合金有3003、3105、、3004、3005、5050等等。3.再生生鑄造鋁鋁合金廢舊鋁料料中只有有一小部部分再生生成變形形鋁合金金，約1/4再再生成煉煉鋼用的的脫氧劑劑。而大大部分再再生成鑄鑄造用的的鋁合金金，主要要是壓鑄鑄用的鋁鋁合金。。（1）熔熔煉設(shè)備備及熱能能：熔煉煉廢舊鋁鋁料設(shè)備備多為火火焰反射射爐，還還有拱式式火焰爐爐，燃料料用煙煤煤、柴油油、燃?xì)鈿饣蛱烊蝗粴?。另另外也可可采用多多工頻感感應(yīng)電爐爐。（2）中中間合金金的配制制。在鋁鋁合金中中，一般般為多元元合金，，常含有有硅、銅銅、鎂、、錳，有有的含鈦鈦、鉻、、稀土等等。一般般將熔點點較高或或易氧化化燒損的的金屬配配制成熔熔點較低低的中間間金屬使使用，可可使金屬屬成分比比較均勻勻，避免免熔體過過熱而增增加燒損損及吸氣氣量。配配制的中中間合金金為Al-10%Mn，Al-10%Mg，Al-50%Cu，，Al-5%Ti，，Al-5%Cr，，Al-10%RE。紫銅銅可直接接入爐，，電解銅銅塊最好好配制成成1:1的中間間合金。。（3）鑄鑄造鋁合合金的熔熔煉。由于汽車車對壓住住鋁合金金需求量量的不斷斷增加，，采用其其廢舊鋁鋁料再生生成壓鑄鑄鋁合金金Y112、Y108等式完完全可行行的，而而含鐵、、鋅、鉛鉛等雜質(zhì)質(zhì)過高的的廢鋁料料，只能能再生成成鋁錠作作煉鋼脫脫氧用。。配料先加鋁錠錠或厚實的的大塊料料加熱升溫溫加薄片碎碎屑或鋁屑加熔劑加硅加銅銅升溫至800-850℃鋁錳中間間合金鋁鎂中間間合金取樣進(jìn)行行化學(xué)分析析澆注（4）煉煉鋼用的的雜鋁錠錠的再生生：從混混合爐渣渣中回收收出來的的鋁料中中鐵硅含含量較高高，有的的廢舊鋁鋁料的鐵鐵含量超超過10%，鋅鋅含量超超過2%，有的的被氧化化銹蝕嚴(yán)嚴(yán)重，將將這些料料用來熔熔化成煉煉鋼脫氧氧用的雜雜鋁錠。。（5）爐爐渣會再再生成硫硫酸鋁式式或堿式式AlCl3:爐渣灰灰中還含含有一定定量的金金屬鋁及及Al2O3，，經(jīng)濕法法浸過、、過濾、、濃縮、、蒸發(fā)后后再生成成化工產(chǎn)產(chǎn)品，可可用于渾渾水澄清清、配制制滅火藥藥劑、造造紙工業(yè)業(yè)工膠劑劑及印染染工業(yè)的的媒染劑劑等。3.3.4汽汽車鋁合合金后回回收的新新工藝鋁合金液液化分離離裝置鋁渣灰生生產(chǎn)硫酸酸鋁的工工藝流程程示意圖圖3.4報報廢汽汽車其他他金屬材材料的回回收3.4.1汽汽車鎂的的回收3.4.1.1汽車車鎂的來來源和分分類鎂的密度度為1.74g/cm3，只只有鋁的的2/3，是一一種最輕輕的結(jié)構(gòu)構(gòu)材料。。鎂合金金強(qiáng)度不不高但比比強(qiáng)度很很高，加加工性能能好。由于鎂合合金比鋁鋁合金便便宜，其其發(fā)展趨趨勢是將將取代鋁鋁合金壓壓鑄件。。今后的的課題是是積極開開展防止止鎂合金金溶液的的易燃化化合鎂屑屑的再生生利用。。汽車工業(yè)業(yè)能采用用鎂壓鑄鑄件的場場合大致致可分為為兩大類類：一類類是以鎂鎂取代原原先以其其他材料料用作壓壓鑄件的的領(lǐng)域；；另一類類是直至至目前還還在采用用焊接鋼鋼結(jié)構(gòu)或或鋁材料料的場合合。最常見的的是鎂壓壓鑄件替替換鋅壓壓鑄件。。例如點點火裝置置外殼、、變速箱箱外殼、、進(jìn)氣歧歧管等。。很多轎車車鑄件開開始采用用鎂合金金，以適適應(yīng)汽車車輕量化化的要求求。這些些鎂合金金鑄件包包括：離離合器外外殼、發(fā)發(fā)動機(jī)罩罩殼、變變速箱外外殼、發(fā)發(fā)動機(jī)罩罩殼、方方向盤、、座椅支支架、儀儀表盤框框架、車車門內(nèi)板板、輪輞輞、轉(zhuǎn)向向支架、、剎車支支架、氣氣門支架架等。1.非承承重鎂合合金鑄件件汽車工業(yè)業(yè)用非承承重鎂合金壓壓鑄件主主要有變變速箱、、閥/凸凸輪蓋、、離合器器箱、進(jìn)進(jìn)