报废汽车拆解回收金属材料利用

第三章报废汽车拆解回收金属材料利用3.1报废汽车金属材料回收概述3.1.1报废汽车金属材料构成一辆报废汽车中，金属材料占80%左右，其中有色金属占3%-4.7%。汽车上使用的金属材料主要可分为黑色金属和有色金属。黑色金属可分为灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁，碳素钢（普通碳素钢、优质碳素钢）、合金钢；有色金属有铝、镁、铜合金、少量的锌、铅及轴承合金。铝的含量最多，主要以铝合金的形式应用。项目轿车卡车公共汽车Kg/台百分比/%Kg/台百分比/%Kg/台百分比/%生铁35.73.250.83.3191.13.9钢材871.277.71176.776.13791.176.6有色金属52.44.772.34.7146.73.0其他161.814.4246.115.9817.816.3合计1120.1100.01545.9100.04946.7100.03.1.2报废汽车金属材料回收利用体系送拆车厂排除废油拆卸分类金属回收修复使用直接重用机械处理送钢厂冶炼国内汽车回收的典型流程国外回收废旧生产线主体是破碎机，辅助设备室输送、分选、清洗装置。先由破碎机用锤击方法将废钢铁破碎成小块，再经磁选、分选、清洗，把有色金属盒非金属、塑料、油漆等杂物分离出去，得到的洁净废钢铁是优质炼钢原料。这样处理废旧汽车的生产线在世界上已有600多条，但大多数集中在汽车工业发达的国家。3.1.3报废汽车金属材料的机械处理（1）剪切工序：用废钢剪断机将废钢剪断，以便运输和冶炼。（2）打包工序：用金属打包机将驾驶室在常温下挤压成长方形包块。（3）压扁工序：用压扁机将废旧汽车压扁，使之便于运输、剪切或粉碎。（4）粉碎工序：用粉碎机将被挤压在一起的汽车残骸用锤击方式撕成适合冶炼厂冶炼的小块。对于金属材料的机械处理有三种可供选择的方案名称处理方法推荐设备汽车壳体采用金属打包机打包Y81-250B，Y81-315Y81-400汽车大梁采用废钢剪断机剪断Q43-63B型鳄鱼式废钢剪断机变速箱、发动机缸体铸铁破碎机破碎PSZ-160型铸铁破碎机机械处理方案一机械处理方案二名称处理方法推荐设备汽车壳体和大梁门式废钢剪断机预压剪断Q91Y-630，Q91Y-800，Q91Y-1000，Q91Y-1200变速箱、发动机缸体铸铁件破碎机破碎PSZ-160型铸铁破碎机Y81-250B金属液压打包机

Q91-Y系列列废钢钢剪断断机Q43Y-65E鳄鱼式式液压压剪断断机方案三三：采采用废废汽车车处理理专用用生产产线整整车处处理，，即送送料送料压扁剪断小型粉粉碎机机粉碎碎风选磁选出料或或送料料大型粉粉碎机机粉碎碎风选或或水选选出料3.1.4报报废汽汽车金金属材材料的的回收收设备备世界上上能加加工出出理想想废钢钢铁的的设备备室废废钢铁铁生产产线，，我国国广州州钢铁铁公司司于1995年年从美美国引引进了了一条条生产产线，，1996年底底投入入运行行。拆车技技术和和设备备落后后引起起的直直接后后果是是对资资源的的浪费费，目目前我我国报报废旧旧车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、、回收收种类类少等等问题题。打包机机液压压机和和剪切切设备备在我我国相相对来来说，，起步步较早早些，，有数数家生生产这这些设设备的的企业业，其其中处处于主主导地地位的的是宣宣昌机机床股股份有有限公公司，，该公公司从从70年代代初开开始金金属回回收机机械的的研究究，拥拥有全全国唯唯一的的金属属回收收机械械研究究所，，主要要产品品有4个系系列50多多个规规格型型号。。1982年后后，该该公司司又成成功开开发了了可将将整个个汽车车驾驶驶室一一次压压成合合格炉炉料的的Y81-250金金属打打包液液压机机和可可将半半个解解放、、东风风等车车型的的驾驶驶室压压成包包块的的Y81-160型型金属属打包包液压压机。。目前前该公公司正正在研研制开开发废废钢铁铁生产产线中中的主主体设设备破破碎机机，已已经做做了收收集国国内外外资料料、社社会市市场调调研等等工作作，为为开发发汽车车粉碎碎机做做了可可行性性研究究，并并与法法国TEAM公公司签签定了了废钢钢铁生生产技技术合合作协协议。。3.2报废废汽车钢铁的的回收3.2.1汽汽车钢铁的的来源及分类类汽车上钢铁主主要可以分为为钢板、特殊殊钢和铸铁3.2.1.1钢板（1）热轧钢钢板主要用用于车架等承承受应力较大大的零件，如如汽车的纵梁梁和横梁等。。它是采用双双相钢通过控控制轧制而成成。发动机纵梁（2）冷冲压压钢板小于等于4mm的薄钢板板，一般用来来制造驾驶室室、发动机罩罩、翼子板、、车厢、散热热管热炉罩等等不受载荷的的各种覆盖零零件；大于4mm的厚钢钢板用来制造造承受一定载载荷的零件，，如大梁、横横梁、车架、、保险杠等。。（3）涂镀层层钢板涂镀层钢板有有镀锌板和镀镀铝板，镀锌锌板冲压性能能、焊接性能能都较好，可可用作驾驶室室底板、车身身覆盖件和油油箱等汽车零零件；镀铝板板耐腐蚀性能能和镀层耐热热性好，主要要用在消声器器、排气管等等零件。（4）复合减减震钢板复合减震钢板板是由低成本本的钢板和低低质量树脂结结合而成，其其特点是减轻轻汽车质量，，降低车内噪噪声。它主要要用作挡泥板板、隔板、底底板和顶板、、油底壳、隔隔声板等。3.2.1.2特殊钢钢（1）弹簧钢钢汽车上某些零零件如钢板弹弹簧、发动机机气阀弹簧、、悬挂弹簧、、离合器膜片片弹簧和波形形片弹簧等，，用弹簧钢制制造。要求具有高的的和稳定的弹性极限，高高的强度和疲疲劳极限，并能承承受较大的冲冲载荷，具有足够的塑塑性和韧性。。（2）齿轮钢钢汽车中的变速速箱齿轮、差差速齿轮、后后桥齿轮等在在工作时承受受交变弯曲力力的作用，换换挡时又承受受冲压，轮齿齿的表面再带带有滑动的滚滚动摩擦中受受到接触压力力和摩擦力的的作用。具有高的疲劳劳极限，合适的芯部强强度和韧性，，轮齿表面耐磨磨性后桥齿轮（3）调质钢钢曲轴、凸轮轴轴、连杆、连连杆螺栓，缸缸盖螺栓、后后半轴、转向向节等零件所所用钢材一般般均为调质钢钢，即中碳结结构钢或中碳碳低合金结构构钢，采用调调质处理以获获得所需要的的性能。曲轴高的强度、硬硬度，适当的韧性（4）非调质质钢非调质钢是在在碳素结构钢钢中加入微量量钒、钛、铌铌，通过轧制制和锻造直接接冷却，微合合金元素的碳碳化物或碳氮氮化物弥散析析出，起到析析出强化和细细化晶粒作用用。非调质钢钢在工业业上的应应用范围围不断扩扩大，已已成功地地用来制制造汽车车中的曲曲轴、连连杆、半半轴、齿齿轮轴和和轴类零零件。（5）渗渗碳钢用于制造造齿轮、、活塞销销、凸轮轮轴、气气阀挺杆杆、拉杆杆、球头头销、球球碗、前前桥半轴轴、万向向节十字字轴等。。（6）不不锈钢汽车排气气阀及排排气系统统中的排排气歧管管、溢流流管、退退化转化化器、消消声器和和尾管等等采用耐耐热不锈锈钢制造造。（7）易易切削钢钢各种标准准件、齿齿轮、转转向齿条条、阀簧簧座、连连杆、曲曲轴。3.2.1.3铸铁铁变速箱、、发动机机缸体3.2.2汽汽车钢铁铁的回收收利用工工艺3.3报报废汽汽车铝的的回收3.3.1汽汽车铝的的来源随着汽车车轻量化化运动的的不断发发展，铝铝、镁合合金的用用量不断断加大。。铝及其其合金在在汽车上上的应用用对燃料料经济性性起着决决定性的的作用，，车重每每降低100kg，油油耗可减减少0.7L/100Km。。铝合金金是最激激昂的汽汽车轻量量化用材材。美、德、、日三国国汽车用用铝量及及铝使用用率国家1977年1980年1983年1986年1989年用铝量/(kg/辆)使用率/%用铝量/(kg/辆)使用率/%用铝量/(kg/辆)使用率/%用铝量/(kg/辆)使用率/%用铝量/(kg/辆)使用率/%美国452.50543.90614.30644.60715.00德国353.00393.5434.00464.50505.00日本292.60363.30373.50433.90584.90日本每辆辆轿车用用铝量发动机排量/mL发动机热交换器转向器车身传动系车轮其他100010-203-50.5-18-161.5-21000-180012-383-101-24-58-1217-262-3＞180020-412-132-312-307-2629-403-5发达国家家小汽车车用铝材材，80年代每每辆汽车车平均为为55kg,1995年每辆辆为130kg，2000年年平均每每辆车达达到270kg，中型型车及大大型车用用铝量更更多，交交通运输输业用铝铝为铝产产量的26%。。而在我我国，铝铝材在汽汽车上的的应用还还较少，，铝化率率很低，，1995年不不超过7%，目目前生产产的轿车车最高用用铝量约约为55kg/辆，平平均在48kg左右，，交通运运输业用用铝量仅仅为铝产产量的5.7%。因此此，我国国将加快快汽车铝铝化的步步伐，特特别是小小轿车的的铝化率率可能超超过20%。据据预测，，汽车零零部件的的极限铝铝化率可可达50%左右右。福特P2000采用铝铝合金骨骨架，铝铝合金用用量为333kg，达达到37%。整备重量量仅为906kg,是是目前最最轻的中中型车，，比传统统车减重重40%左右，，该车所采采用黑色色金属仅仅为222kg,车用铝合合金典型型材料的的性能材料高硅铝合金Al-120铝镁系合金50525182铝铜镁系合金20362008铝镁硅系合金60096013性能密度（g/cm3）2.72.72.72.72.72.72.7抗拉强度/MPa3.51.92.93.42.52.63.2屈服强度/MPa1.40.81.42.01.31.41.7延伸率/%30252824282726-30硬度/HB10695878891102103比强度9.19.09.19.09.09.19.1用途汽缸体、曲轴箱、油泵壳曲轴箱、汽缸体、车轮、覆盖件覆盖件、车轮结构件保险杠、结构件3.3.2汽汽车铝的的回收利利用必要要性分析析（1）现现在的汽汽车其主主要燃料料仍然是是石油产产品，年年消耗石石油约占占世界石石油产量量的48%，而而石油的的储存量量预计只只够开采采到2100年年，所以以降低燃燃油消耗耗是当前前汽车制制造业的的主要课课题，一一般途径径是提高高发动机机的效率率（从设设计入手手），减减少行驶驶，改善善传动机机构效率率及减轻轻汽车自自重等，，而最有有效的是是减轻汽汽车自重重。（2）汽汽车自重重减轻，，会使燃燃油消耗耗降低，，从而引引起废气气排放的的减少，，从而显显著减少少CO、、CO2、NOx、HC等造造成空气气污染的的气体。。（3）汽汽车制造造业大量量使用的的钢材，，其抗腐腐蚀性能能较差。。（4）未未来汽车车的动力力源若以以电池代代替发动动机，由由于受电电池输出出功率的的限制或或为了减减少发动动机输出出功率的的浪费，，轻量化化最为关关键。3.3.3汽汽车铝的的回收利利用工艺艺3.3.3.1分选选分选的主主要目的的是将报报废车辆辆的有价价材料按按金属-非金属属、重金金属-轻轻金属、、轻金属属材料相相互混杂杂（铝材材和镁材材）、铝铝合金和和镁合金金相互混混杂（合合金或合合金系列列）进行行分离，，方法主主要有手手工分离离和机械械分离两两种。手手工分选选是在报报废车辆辆拆解时时将有价价材料按按上述四四种类别别分开，，不过手手工分选选劳动强强度大，，速度和和效率都都由此受受到限制制。机械分选选有连续续自动分分选、筛筛选、气气流分选选、液流流分选、、磁力分分选、电电力分选选等，主主要看报报废车辆辆材料的的性质、、含杂质质多少、、类型及及数量等等因素决决定来用用何种机机械分选选方法。。机械分分选速度度快、效效率高，，宜于大大规模生生产气流分选选机3.3.3.2分级级分级按新新废料、、旧废料料、金属属屑、金金属碎屑屑或浮渣渣四个类类别进行行。新废料一一般无须须再进行行预处理理即可直直接作为为初级原料进入入熔炼炉炉，熔炼炼回收率率通常不不小于97%。。旧废废料须进进行预处处理，即即经过分分选、磁磁选、浮浮选-沉沉降-分级等等，必要要时还须须进行涡涡流分选选或强磁磁场分选选，然后后进入熔熔炼工序序。金属属屑、金金属碎屑屑或浮渣渣多数情情况下也也须经破破碎、分分选等预预处理才才能进入入熔炼工工序。金金属含量量过低的的残渣则则退出清清除。3.3.3.3熔熔炼报废车辆辆含铝废废料经分分级预处处理以后后即被送送往熔炼炼工序。。控制炉炉内气氛氛的燃气气及所含含杂物对对金属熔熔炼的还还原至关关重要；；选择合合适的熔熔炼、精精炼工艺艺及全程程控制决决定着再再生铝的的质量及及熔炼回回收率。。在这里里金属屑屑盐渣粉粉尘等都都会对熔熔炼产生生影响。。有些废料料中含有有夹杂物物或者表表面黏附附着涂层层或杂质，通常常须在多多室炉中中进行焙焙烧，然然后送入入精炼炉炉中精炼炼。1.配料料根据废铝铝料的配配制及质质量状况况，按照照再生产产品的技技术要求求，选用用推算出出各种滤滤料的用用量，配配料应考考虑到金金属的氧氧化烧损损程度。。2.在生生成变形形铝合金金变形铝合合金经压压力加工工成型材材，用废废旧铝合合金可生生产的变变形铝合合金有3003、3105、、3004、3005、5050等等。3.再生生铸造铝铝合金废旧铝料料中只有有一小部部分再生生成变形形铝合金金，约1/4再再生成炼炼钢用的的脱氧剂剂。而大大部分再再生成铸铸造用的的铝合金金，主要要是压铸铸用的铝铝合金。。（1）熔熔炼设备备及热能能：熔炼炼废旧铝铝料设备备多为火火焰反射射炉，还还有拱式式火焰炉炉，燃料料用烟煤煤、柴油油、燃气气或天然然气。另另外也可可采用多多工频感感应电炉炉。（2）中中间合金金的配制制。在铝铝合金中中，一般般为多元元合金，，常含有有硅、铜铜、镁、、锰，有有的含钛钛、铬、、稀土等等。一般般将熔点点较高或或易氧化化烧损的的金属配配制成熔熔点较低低的中间间金属使使用，可可使金属属成分比比较均匀匀，避免免熔体过过热而增增加烧损损及吸气气量。配配制的中中间合金金为Al-10%Mn，Al-10%Mg，Al-50%Cu，，Al-5%Ti，，Al-5%Cr，，Al-10%RE。紫铜铜可直接接入炉，，电解铜铜块最好好配制成成1:1的中间间合金。。（3）铸铸造铝合合金的熔熔炼。由于汽车车对压住住铝合金金需求量量的不断断增加，，采用其其废旧铝铝料再生生成压铸铸铝合金金Y112、Y108等式完完全可行行的，而而含铁、、锌、铅铅等杂质质过高的的废铝料料，只能能再生成成铝锭作作炼钢脱脱氧用。。配料先加铝锭锭或厚实的的大块料料加热升温温加薄片碎碎屑或铝屑加熔剂加硅加铜铜升温至800-850℃铝锰中间间合金铝镁中间间合金取样进行行化学分析析浇注（4）炼炼钢用的的杂铝锭锭的再生生：从混混合炉渣渣中回收收出来的的铝料中中铁硅含含量较高高，有的的废旧铝铝料的铁铁含量超超过10%，锌锌含量超超过2%，有的的被氧化化锈蚀严严重，将将这些料料用来熔熔化成炼炼钢脱氧氧用的杂杂铝锭。。（5）炉炉渣会再再生成硫硫酸铝式式或碱式式AlCl3:炉渣灰灰中还含含有一定定量的金金属铝及及Al2O3，，经湿法法浸过、、过滤、、浓缩、、蒸发后后再生成成化工产产品，可可用于浑浑水澄清清、配制制灭火药药剂、造造纸工业业工胶剂剂及印染染工业的的媒染剂剂等。3.3.4汽汽车铝合合金后回回收的新新工艺铝合金液液化分离离装置铝渣灰生生产硫酸酸铝的工工艺流程程示意图图3.4报报废汽汽车其他他金属材材料的回回收3.4.1汽汽车镁的的回收3.4.1.1汽车车镁的来来源和分分类镁的密度度为1.74g/cm3，只只有铝的的2/3，是一一种最轻轻的结构构材料。。镁合金金强度不不高但比比强度很很高，加加工性能能好。由于镁合合金比铝铝合金便便宜，其其发展趋趋势是将将取代铝铝合金压压铸件。。今后的的课题是是积极开开展防止止镁合金金溶液的的易燃化化合镁屑屑的再生生利用。。汽车工业业能采用用镁压铸铸件的场场合大致致可分为为两大类类：一类类是以镁镁取代原原先以其其他材料料用作压压铸件的的领域；；另一类类是直至至目前还还在采用用焊接钢钢结构或或铝材料料的场合合。最常见的的是镁压压铸件替替换锌压压铸件。。例如点点火装置置外壳、、变速箱箱外壳、、进气歧歧管等。。很多轿车车铸件开开始采用用镁合金金，以适适应汽车车轻量化化的要求求。这些些镁合金金铸件包包括：离离合器外外壳、发发动机罩罩壳、变变速箱外外壳、发发动机罩罩壳、方方向盘、、座椅支支架、仪仪表盘框框架、车车门内板板、轮辋辋、转向向支架、、刹车支支架、气气门支架架等。1.非承承重镁合合金铸件件汽车工业业用非承承重镁合金压压铸件主主要有变变速箱、、阀/凸凸轮盖、、离合器器箱、进进