Худяков И.Ф.(ред.)Технология вторичных цветных металлов

Подождите немного. Документ загружается.

лом и отходы алюминия и его сплавов, лом свинцовых

аккумуляторов. При сортировке лома свинцовых акку-

муляторов в качестве утяжелителя используют аккуму- .

ляторный шлам. Регенерацию утяжелителя проводят на

грохотах с помощью магнитных сепараторов.

Основным технологическим оборудованием для раз-

деления сырья в тяжелых средах являются колесные тя-'

желосредные сепараторы и тяжелосредные вихревые

циклоны.

Рис. 5. Колесный тяжелосредный сепаратор CK-I2:

/ — ванна; 2 — элеваторное колесо; 3 — перфорированные черпаки; 4 — скреб-

ковый механизм

Колесный тяжелосредный сепаратор СК-12 (рис. 5)

используют для классификации дробленого алюминие-

вого лома по группам марок сплавов, а также других

материалов. Крупность лома 10—300 мм. Лом вместе с

суспензией поступает в ванну сепаратора, состоящую из

двух отделений, соединенных в нижней части. Одно от-

деление служит для классификации материала, дру-

гое— для размещения элеваторного колеса, разгружа-

ющего потонувшую фракцию. При выгрузке происходит

разделение на две фракции. Легкая фракция всплывает,

тяжелая тонет и совместно с суспензией подается к раз-

грузочному концу барабана. Здесь имеется разделитель-

ная перегородка, предотвращающая смешивание тяже-

лой и легкой фракций; тяжелая движется под перего-

родкой, легкая — над ней.

Вихревые тяжелосредные циклоны используют для

разделения в тяжелой суспензии дробленого (—10 мм)

лома свинцовых аккумуляторов. В цилиндрическую часть

циклона (рис. 6) тангенциально подается пульпа, состоя-

щая из свинцового шлама и частиц исходного сырья.

Под действием центробежных сил происходит разделе-

ние исходного сырья по

плотности. Легкая и тяже-

лая фракции поступают раз-

дельно в соответствующие

разгрузочные патрубки цик-

лона. Эффективность разде-

ления зависит от напора по-

даваемой пульпы, диаметра

разгрузочных отверстий,

плотности пульпы.

Разделка лома

Цель этой операции за-

ключается в удалении при-

делок из черных металлов и

неметаллических материа-

лов, в разделении механи-

чески связанных деталей из

различных металлов и спла-

вов, а также в уменьшении

размеров кусков лома до

величины, удобной при вы-

полнении последующих опе-

раций.

Разделку демонтажом

проводят в редких случаях,

когда необходимо извлечь

из лома ценные детали и из-

делия: шариковые подшип-

ники, крепежные детали.

Обычно ее ведут методами

разрушения — резкой, руб-

кой, разбивкой.

К операциям разделки относятся резка, дробление и

измельчение, пакетирование и брикетирование, операции

по обработке электродвигателей, кабелей, аккумулятор-

ных батарей, радиаторов, артиллерийских гильз и дру-

гих видов вторичного сырья.

Рис. 6. Вихревой тяжелосрсдиый

циклон:

/ — песковая насадка; 2 и 5 —от-

водные патрубки: 3 — питающий

патрубок; 4 — сливная насадка

Резка

Для разделки крупногабаритного лома и отходов, а

также приведения сырья в габаритное состояние при-

меняют резку ручным, огневым и механическим спосо-

бами. Производительность ручной резки весьма низка;

применяют ее крайне редко.

Распространение получила огневая резка, основан-

ная на способности металла сгорать в струе кислорода.

При огневой резке металл нагревается до температуры

интенсивного окисления и затем горит в токе кислорода,

струя которого выдувает из разреза окислы и частицы

расплавленного металла.

Необходимые для процесса температуры развивают-

ся за счет экзотермических реакций окисления металла

кислородом и сжигания топлива. При сгорании металла

выделяется в 3—5 раз больше тепла, чем его поступает

с подогревательным пламенем. Однако при огневой резке

сжигание топлива является обязательным, так как оно

необходимо для разогрева холодного металла до темпе-

ратур его окисления (горения) техническим кислородом.

Скорость огневой резки тем выше, чем ниже теплопро-

водность металла; последнее обеспечивает концентриро-

ванный нагрев металла в месте его резки.

Огневую резку проводят горелкой-резаком, к кото-

рой подают кислород и жидкое (керосин) или газооб-

разное топливо (ацетилен, пропан-бутан, природный или

коксовый газы). Способ наиболее пригоден для резки

стальных узлов и деталей.

Существенным недостатком огневой резки являются

значительные потери металла в результате его окисле-

ния. Поэтому при большом объеме разделки лома и от-

ходов более рациональна, например, механическая резка.

Все большее применение на предприятиях вторичной

цветной металлургии получает метод плазменно-дуговой

резки. Сущность этого метода заключается в подаче в

электрическую дугу через плазмообразующее сопло по-

тока какого-либо газа. При этом электрическая дуга

сжимается и образуется плазма, температура которой

достигает 20 000—30 000° С. Причем, если электрическая

дуга получена между независимыми от разрезаемого ме-

талла электродами, то образуется плазменная дуга; ес-

ли же между электродом и металлом, то плазменная

струя.

Основной частью установки плазменно-дуговой рез-

ки является (рис. 7) водоохлаждаемый плазматрон

(плазморез). Плазмообразующим газом служит аргоно-

водородная смесь, воздух. Скорость плазменной резки

составляет в среднем 0,1 м/мин. Плазменно-дуговая рез-

ка имеет высокий к. п. д., ее целесообразно применять

Рис. 7. Схема резки плазменной дугой (а), плазменной струей (б), установка

для резки (в):

1 — разрезаемый металл; 2— источник питания; 3— осциллятор; 4 — реостат,

регулирующий вспомогательную дугу; 5 — плазматрон; 6 — плазменная струя;

7 — плазменная дуга; 8 — баллон с газом; 9 — балластный реостат

для разделки вторичного сырья на медной и алюминие-

вой основе, а также высоколегированных сталей.

Небольшие куски лома и отходов режут с помощью

аллигаторных ножниц (рис. 8). Ножницы имеют литую

станину, на которой расположен неподвижный нож. Под-

вижная литая стальная челюсть с закрепленным на ней

ножом качается на оси. Длина ножа этого типа ножниц

600 мм, число ходов ножа в минуту 22.

Для резки лома цветных металлов больших попереч-

ных сечений применяют гидравлические (гильотинные)

ножницы с усилием резания 3150, 6300 и 10 000 кН. Один

из типов гидравлических ножниц показан на рис. 9.

Ножницы включают узел собственно ножниц с режущим

и сминающим устройствами, узел подающего устройства

с загрузочным бункером, коробом и толкателем, узел

гидропривода и системы управлеия. Процесс резки ло-

ма осуществляется в несколько этапов. Из приемного

бункера сырье попадает в загрузочный желоб, из кото-

рого гидравлическим толкателем с усилием 5 МПа по-

дается в камеру предварительного сжатия металла. Сжа-

тие осуществляется гидравлическим прижимом с усили-

ем 32 МПа. В конце сжатия поднимается верхний нож,

Рис. 8. Аллигаторные ножницы Н-315:

/ — станина; 2 — неподвижный нож; 3 — подвижный нож; 4 — прижим; 5 —

верхняя челюсть; 6— прилив; 7 —ось верхней челюсти; 8 — муфта; 9 — шкив;

10 — двухступенчатый редуктор

толкатель продвигает материал на заданную величину

куска (700—1200 мм), затем подвижный нож отрезает

кусок спрессованного металла. При выталкивании послед-

него куска металла толкатель возвращается в исходное

положение. Гильотинные ножницы Н-2338 имеют боль-

шой загрузочный желоб (7000X1600 мм), длинный нож

(1650 мм) с максимальным ходом 950 мм, число ходов

ножа 3—4 в минуту. Такие ножницы позволяют разре-

зать металл сечением, мм: круг и квадрат — до 120—

125, швеллер 40, полосы, листы 1400X56, их произво-

дительность 8—15 т/ч.

Дробление и измельчение

Дроблению и измельчению подвергают алюминиевый

литейный лом и отходы, легковесный негабаритный лом,

3 4 5 6

1560

7 5450

кабельный лом и проводники тока, статорные обмотки,

корпуса электродвигателей, свинцовые аккумуляторы,

стружку, пакетированные цветные металлы.

В зависимости от размеров дробленого продукта раз-

личают дробилки крупного (250—300 мм) дробления,

среднего (25—30 мм) и мелкого дробления (до 3 мм)

Дробильно-размольные аппараты могут быть общего

назначения и специализированные. К первой группе от-

носятся копровые установки, щековые, молотковь/е и ро-

торные дробилки; для тонкого измельчения применяют

мельницы, роторные измельчители, бегуны.

Специализированными аппаратами являются пакето-

раздирочные, банкоразрывные машины, стружкодробил-

ки, голтовочно-обдирочные барабаны.

Копровые установки используют для разделки круп-

ногабаритного литейного лома, они могут быть стацио-

нарными или передвижными. Копровая разбивка — ме-

ханизированная переработка лома, осуществляемая дроб-

лением его падающим стальным телом — копровой

бабой. Масса бабы копра составляет 750—3000 кг, мак-

симальный размер кусков в исходном материале 1500—

2000 мм, в дробленом 500—300 мм. Производительность

копровых установок по алюминию достигает 1 т/ч, по

цинку 2,0 т/ч.

Щековые дробилки применяют для среднего и мел-

кого дробления шлаков, аккумуляторного лома, алю-

миниевого лома. Степень сокращения для щековых дро-

билок равна 3—5. Они отличаются надежностью в ра-

боте и простотой в эксплуатации.

Кабель, проводники тока, автомобильные аккумуля-

торы, литейные алюминиевые сплавы и другие материа-

лы разделывают с помощью дробилок ударного дейст-

вия — молотковых и роторных.

В молотковых дробилках дробление осуществляется

молотками, шарнирно закрепленными на вращающемся

роторе; сила дробящего удара тем больше, чем больше

масса молотка и чем выше скорость вращения ротора.

В роторных дробилках дробящим телом являются била,

жестко закрепленные на вращающемся роторе. Дробил-

ка М8-6Б имеет массу 2310 кг, на роторе диаметром

800 мм установлены 96 молотков в 6 рядов. Скорость

вращения ротора 1000 об/мин. Крупность загружаемых

кусков 200 мм. Молотковые и роторные дробилки имеют

высокую производительность, большую степень сокраще-

ния (до 50). Производительность и качество дробления

определяются типом разгрузочной решетки, размерами

ее отверстий и расстоянием между молотками (билами)

и решеткой. Это расстояние регулируют в зависимости

от вида материала, подвергаемого дроблению. При

дроблении кабеля оно составляет 15—30 мм, проводни-

ков тока 2—3 мм, литейного лома 35—45 мм.

Рис. 10. Измельчитель ИПР-450М:

I — камера резания; 2—корпус; 3— загрузочное окно; 4— неподвижный нож;

5—подвижный нож; 6 — ротор; 7 —крышка; 8 — разгрузочное окно

В ряде случаев возникает необходимость подвергать

материал мелкому дроблению или измельчению. Эту

операцию проводят при разделке автомобильных акку-

муляторов, проводников тока, шлаков и т. п.

Помимо молотковых и роторных дробилок, для этой

цели используют измельчители типа ИПР, а также стер-

жневые и шаровые мельницы, бегуны. Измельчители ти-

па ИПР применяют для измельчения автомобильных ак-

кумуляторов и проводников тока перед пневматической

ИЛИ э

Л??

остатич

еской сепарацией сырья. Измельчи-

тель ИПР-450М (рис. 10) состоит из камеры резания,

станины, загрузочной течки, разгрузочной решетки, при-

вода и вентиляционной системы. На корпусе измельчи-

теля расположены неподвижные ножи. В камере реза-

ния вращается ротор с закрепленными на нем ножами.

Зазор резания между ножами корпуса и ротора регули-

руется в пределах 0,3—0,4 мм. Крупность исходного ма-

териала 300 мм, производительность измельчителя

ИПР-450М составляет при переработке аккумуляторно-

го лома 1500—2000 кг/ч, при переработке проводников

тока 400—450 кг/ч.

Пакетирование и брикетирование

Пакетирование имеет цель уплотнить легковесные

неплотные лом и отходы с получением пакетов опреде-

ленной массы, размеров и плотности. Плотный матери-

ал удобнее загружать в металлургические агрегаты, его

плавка сопровождается меньшими потерями металлов,

снижаются расходы на транспортировку сырья. Пакети-

рованию подвергают разделанный на куски лом, радиа-

торы, обрезь, отходы прутков, труб, кабельный лом, ста-

торные обмотки, бытовой лом и др. Плотность получае-

мых пакетов определяется величиной прессового усилия

и толщиной прессуемого материала. Для алюминия она

составляет 1400—2400, а для меди 2000—4500 кг/м

При выборе конструкции и типоразмера пакетирпрес-

са учитывают марку сплава, толщину металла в издели-

ях, требования потребителя к качеству пакетов.

В зависимости от усилия прессования гидравличес-

кие пакетирпрессы делят на прессы малой мощности с

усилием прессования до 2500 кН, средней мощности —

2500—5000 кН и большой мощности — более 5000 кН.

Используемый на предприятиях пакетирпресс малой

мощности Б-132 имеет номинальное рабочее давление

прессования 1000 кН и обеспечивает прессование паке-

тов размерами 300X400X650 мм, массой 40—50 кг по

алюминию и 75—80 кг по меди. Производительность

пресса 30 пакетов в час. Схема прессования показана

на рис. 11. Из загрузочного короба 1 с помощью гидро-

цилиндра сырье подается в пресскамеру 2. Пресскамера

закрывается крышкой 3, приводимой в действие гидро-

цилиндром 4. При этом выступающие за края пресс-

камеры концы отходов обрезаются ножами, закреплен-

ными на боковых и передней сторонах крышки. Па-

кетирование проводят в два приема продольным и

поперечным штемпелями, закрепленными на штоках

гидроцилиндров 5 и 6. После окончания прессования от-

крывается шибер и пакет при помощи гидроцилиндра

7 выталкивается из пресскамеры 2.

Для пакетирования более плотных отходов исполь-

зуют пресс ПГ-400 среднего давления с усилием прес-

Рис. 11. Схема прессования на пакетир-прессе Б-132:

а —загрузка сырья; б—закрытие крышки; в, г — пакетирование; д — вытал-

кивание пакета

сования 4000 кН, пресс Б-1338 высокого давления

(6300 кН) и другие устройства, отличающиеся конструк-

цией и числом ступеней прессования (2—4).

§ 6. Переработка стружки

цветных металлов и сплавов

Стружка образуется при обработке металлов и спла-

вов на металлорежущих станках. В зависимости от хи-

ческого состава сплава, вида режущего инструмента