汽车材料回收再利用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系系列废钢剪断断机Q43Y-65E鳄鱼式液压剪剪断机方案三：采用用废汽车处理理专用生产线线整车处理，，即送料送料压扁剪断小型粉碎机粉粉碎风选磁选出料或送料大型粉碎机粉粉碎风选或水选出料3.1.4报报废汽车金金属材料的回回收设备世界上能加工工出理想废钢钢铁的设备室室废钢铁生产产线，我国广广州钢铁公司司于1995年从美国引引进了一条生生产线，1996年底投投入运行。拆车技术和设设备落后引起起的直接后果果是对资源的的浪费，目前前我国报废旧旧车上以材料料回收的零部部件存在回收收利用率低、、效率低、回回收种类少等等问题。打包机液压机机和剪切设备备在我国相对对来说，起步步较早些，有有数家生产这这些设备的企企业，其中处处于主导地位位的是宣昌机机床股份有限限公司，该公公司从70年年代初开始金金属回收机械械的研究，拥拥有全国唯一一的金属回收收机械研究所所，主要产品品有4个系列列50多个规规格型号。1982年后后，该公司又又成功开发了了可将整个汽汽车驾驶室一一次压成合格格炉料的Y81-250金属打包液液压机和可将将半个解放、、东风等车型型的驾驶室压压成包块的Y81-160型金属打打包液压机。。目前该公司司正在研制开开发废钢铁生生产线中的主主体设备破碎碎机，已经做做了收集国内内外资料、社社会市场调研研等工作，为为开发汽车粉粉碎机做了可可行性研究，，并与法国TEAM公司司签定了废钢钢铁生产技术术合作协议。。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。要求求具具有有高高的的和和稳稳定定的的弹性性极极限限，，高高的的强强度度和和疲疲劳劳极限限，，并并能能承承受受较较大大的的冲冲载载荷荷，，具有有足足够够的的塑塑性性和和韧韧性性。。（2））齿齿轮轮钢钢汽车车中中的的变变速速箱箱齿齿轮轮、、差差速速齿齿轮轮、、后后桥桥齿齿轮轮等等在在工工作作时时承承受受交交变变弯弯曲曲力力的的作作用用，，换换挡挡时时又又承承受受冲冲压压，，轮轮齿齿的的表表面面再再带带有有滑滑动动的的滚滚动动摩摩擦擦中中受受到到接接触触压压力力和和摩摩擦擦力力的的作作用用。。具有有高高的的疲疲劳劳极极限限，，合适适的的芯芯部部强强度度和和韧韧性性，，轮齿齿表表面面耐耐磨磨性性后桥桥齿齿轮轮（3））调调质质钢钢曲轴轴、、凸凸轮轮轴轴、、连连杆杆、、连连杆杆螺螺栓栓，，缸缸盖盖螺螺栓栓、、后后半半轴轴、、转转向向节节等等零零件件所所用用钢钢材材一一般般均均为为调调质质钢钢，，即即中中碳碳结结构构钢钢或或中中碳碳低低合合金金结结构构钢钢，，采采用用调调质质处处理理以以获获得得所所需需要要的的性性能能。。曲轴轴高的的强强度度、、硬硬度度，，适当当的的韧韧性性（4））非非调调质质钢钢非调调质质钢钢是是在在碳碳素素结结构构钢钢中中加加入入微微量量钒钒、、钛钛、、铌铌，，通通过过轧轧制制和和锻锻造造直直接接冷冷却却，，微微合合金金元元素素的的碳碳化化物物或或碳碳氮氮化化物物弥弥散散析析出出，，起起到到析析出出强强化化和和细细化化晶晶粒粒作作用用。。非调调质质钢钢在在工工业业上上的的应应用用范范围围不不断断扩扩大大，，已已成成功功地地用用来来制制造造汽汽车车中中的的曲曲轴轴、、连连杆杆、、半半轴轴、、齿齿轮轮轴轴和和轴轴类类零零件件。。（5））渗渗碳碳钢钢用于于制制造造齿齿轮轮、、活活塞塞销销、、凸凸轮轮轴轴、、气气阀阀挺挺杆杆、、拉拉杆杆、、球球头头销销、、球球碗碗、、前前桥桥半半轴轴、、万万向向节节十十字字轴轴等等。。（6））不不锈锈钢钢汽车车排排气气阀阀及及排排气气系系统统中中的的排排气气歧歧管管、、溢溢流流管管、、退退化化转转化化器器、、消消声声器器和和尾尾管管等等采采用用耐耐热热不不锈锈钢钢制制造造。。（7））易易切切削削钢钢各种种标标准准件件、、齿齿轮轮、、转转向向齿齿条条、、阀阀簧簧座座、、连连杆杆、、曲曲轴轴。。3.2.1.3铸铸铁铁变速速箱箱、、发发动动机机缸缸体体3.2.2汽汽车车钢钢铁铁的的回回收收利利用用工工艺艺3.3报报废废汽汽车车铝铝的的回回收收3.3.1汽汽车车铝铝的的来来源源随着着汽汽车车轻轻量量化化运运动动的的不不断断发发展展，，铝铝、、镁镁合合金金的的用用量量不不断断加加大大。。铝铝及及其其合合金金在在汽汽车车上上的的应应用用对对燃燃料料经经济济性性起起着着决决定定性性的的作作用用，，车车重重每每降降低低100kg，，油油耗耗可可减减少少0.7L/100Km。。铝铝合合金金是是最最激激昂昂的的汽汽车车轻轻量量化化用用材材。。美、、德德、、日日三三国国汽汽车车用用铝铝量量及及铝铝使使用用率率国家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日本本每每辆辆轿轿车车用用铝铝量量发动机排量/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发达达国国家家小小汽汽车车用用铝铝材材，，80年年代代每每辆辆汽汽车车平平均均为为55kg,1995年年每每辆辆为为130kg，，2000年年平平均均每每辆辆车车达达到到270kg，，中中型型车车及及大大型型车车用用铝铝量量更更多多，，交交通通运运输输业业用用铝铝为为铝铝产产量量的的26%。。而而在在我我国国，，铝铝材材在在汽汽车车上上的的应应用用还还较较少少，，铝铝化化率率很很低低，，1995年年不不超超过过7%，，目目前前生生产产的的轿轿车车最最高高用用铝铝量量约约为为55kg/辆辆，，平平均均在在48kg左左右右，，交交通通运运输输业业用用铝铝量量仅仅为为铝铝产产量量的的5.7%。。因因此此，，我我国国将将加加快快汽汽车车铝铝化化的的步步伐伐，，特特别别是是小小轿轿车车的的铝铝化化率率可可能能超超过过20%。。据据预预测测，，汽汽车车零零部部件件的的极极限限铝铝化化率率可可达达50%左左右右。。福特特P2000采采用用铝铝合合金金骨骨架架，，铝铝合合金金用用量量为为333kg，，达达到到37%。。整备备重重量量仅仅为为906kg,是是目目前前最最轻轻的的中中型型车车，，比比传传统统车车减减重重40%左左右右，，该车车所所采采用用黑黑色色金金属属仅仅为为222kg,车用用铝铝合合金金典典型型材材料料的的性性能能材料高硅铝合金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汽汽车车铝铝的的回回收收利利用用必必要要性性分分析析（1））现现在在的的汽汽车车其其主主要要燃燃料料仍仍然然是是石石油油产产品品，，年年消消耗耗石石油油约约占占世世界界石石油油产产量量的的48%，，而而石石油油的的储储存存量量预预计计只只够够开开采采到到2100年年，，所所以以降降低低燃燃油油消消耗耗是是当当前前汽汽车车制制造造业业的的主主要要课课题题，，一一般般途途径径是是提提高高发发动动机机的的效效率率（（从从设设计计入入手手）），，减减少少行行驶驶，，改改善善传传动动机机构构效效率率及及减减轻轻汽汽车车自自重重等等，，而而最最有有效效的的是是减减轻轻汽汽车车自自重重。。（2））汽汽车车自自重重减减轻轻，，会会使使燃燃油油消消耗耗降降低低，，从从而而引引起起废废气气排排放放的的减减少少，，从从而而显显著著减减少少CO、、CO2、、NOx、、HC等等造造成成空空气气污污染染的的气气体体。。（3））汽汽车车制制造造业业大大量量使使用用的的钢钢材材，，其其抗抗腐腐蚀蚀性性能能较较差差。。（4））未未来来汽汽车车的的动动力力源源若若以以电电池池代代替替发发动动机机，，由由于于受受电电池池输输出出功功率率的的限限制制或或为为了了减减少少发发动动机机输输出出功功率率的的浪浪费费，，轻轻量量化化最最为为关关键键。。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