Для использования в различных металлургических агрегатах металлолом необходимо переработать. Под переработкой отходов металлов подразумевается технологический процесс, в результате которого они приводятся в состояние, пригодное для использова­ния в металлургическом и литейном производствах.

В зависимости от происхождения и состояния металлолома при его подготовке к переплаву используют следующие способы: пиро­технический контроль; сортировку; пакетирование; механическую резку; дробление стружки; переплав; копровое и взрывное дробле­ние; термическое измельчение и др.

Пиротехнический контроль проводится при переработке лома цветных металлов, поскольку они широко используются для про­изводства боеприпасов, авиационной и ракетной техники и их от­ходы представляют потенциальную взрывоопасность. Проверка производится дважды: предприятием-сдатчиком при сдаче металло­лома и предприятием-заготовителем при его приемке. Кроме того, металлолом проверяется непосредственно перед загрузкой в пла­вильные агрегаты.

Работы по контролю, транспортированию и обезвреживанию взрывоопасных предметов выполняются специально обученными рабочими под руководством пиротехника. На проведение работ по разделке взрывоопасных предметов, самолетного лома и отходов военной техники администрация предприятия должна выдавать специальные наряды-допуски.

Поскольку сплавы цветной металлургии характеризуются боль­шим разнообразием марок и сложностью химического состава, то вопросы сортировки их отходов приобретают первостепенное зна­чение. Поэтому при переработке отходов цветных металлов необ­ходима сортировка по видам. Сведения о химическом составе отхо­дов, их идентификация позволяют выпускать высококачественные вторичные сплавы с минимальными затратами.

Видовая сортировка отходов цветных металлов проводится по физическим и химическим признакам: по внешним характерным признакам (цвет, характер излома и др.); предметным признакам (наименование деталей); клеймам маркировки деталей и изделий по ГОСТ, ТУ или заводской марке; результатам химического, спектрального, рентгеновского, радиационного анализа.

Сортируют отходы цветных металлов в цехах, на базах и пло­щадках на сортировочных столах, конвейерах или конвейерных линиях, где сочетаются ручной и механизированный способы. При ручной сортировке механизируют вспомогательные операции: транспортирование, классификацию для выделения примесей и др.

Для идентификации вида отходов сортировщик использует приборы или визуальный контроль. Наиболее часто применяют стилоскоп CJI-12 "Спектр" и другие приборы спектрального анали­за. Стилоскоп CJI-12 позволяет провести качественный анализ цветных сплавов в видимой части спектра, поскольку каждому хи­мическому элементу соответствуют известные линии спектра излу­чения. Наличие тех или иных линий в спектре, полученном при анализе данного образца, позволяет сделать заключение о присут­ствии химического элемента в нем, а интенсивность линий свиде­тельствует о содержании соответствующих химических элементов в образце материала.

Технические характеристики стилоскопа CJI-12 приведены ниже:

Диапазон спектра, нм................................................. 390 - 700

TOC o "1-3" h z Фокусное расстояние, мм............................................ 275

Увеличение окуляров.................................................. 13,5; 20

Угол преломления призм

Диспергирующей системы, град.................................. 63

Потребляемая мощность, кВт...................................... 2,2

Габариты, мм.............................................................. 670x380x385

Более удобна в работе полуавтоматическая установка анализа сплавов. Она проста в обслуживании и показывает содержание ме­талла в образце.

Помимо приборов спектрального анализа для видовой класси­фикации отходов металлов используют рентгеновские анализаторы КРАБ-ЗУМ и БАРС-3.

При механизированной сортировке применяются механизиро­ванные столы, сортировочные конвейеры, сортировочные линии.

Механизированный стол (рис. 9.2) применяется для сортировки лома и отходов крупностью до 250 мм. Исходные отходы краном загружаются в приемный бункер 1 стола и цепями, укрепленными в нижней части бункера, равномерно опускаются на вращающийся на опорных роликах 2 стол 3. По окружности стола укреплены лотки 7, в которые сбрасываются рассортированные отходы. Пере­мещение отходов из бункера на стол происходит под давлением лома, находящегося в бункере, и вследствие вращения стола. При попадании крупногабаритного лома бункер поднимается винтом,
приводимым во враще­ние электроприводом 5 через редуктор 6. Ус­тановка снабжена по­движными ограждения­ми 4.

Обработка крупно­кускового лома цвет­ных металлов с выде­лением железных включений произво­дится на сортировоч­ной линии, показанной на рис. 9.3.

Исходные металло - отходы из бункера 1 пластинчатым пита­тельным конвейером 2 подаются на сортиро­вочный конвейер 4. При этом они проходят через электромагнит­ный железоотделитель 3, который отделяет железные включения и сбрасывает их в короб 5. Питательный и сор­тировочный конвейеры имеют автономные приводы 6.

Пакетирование — Один из наиболее рас­пространенных способов подготовки металлолома. Его применяют для переработки листовой обрези, выштамповки, проволоки, быто­вого лома, металлоконструкций и т. п.

Рис. 9.2. Механизированный стол для сортировки лома

Для пакетирования металлолома используют пакетировочные прессы. Особенность их работы в том, что прессование одновремен­но осуществляется в трех плоскостях, в результате чего получают прочные компактные пакеты. Пресс имеет камеру прессования с несколькими плунжерами, гидравлическую аппаратуру с баком для масла, механизм загрузки камеры. Прессование и пакетирова­ние металлолома позволяют снизить потери металла на угар в процессе последующей плавки.

Модель пресса и его рабочие характеристики определяют допу­стимую толщину листа металлолома и параметры пакетов спрессо­ванного лома. Процесс включает следующие операции: загрузку лома в пресс; прессование в различных направлениях; складирова­ние полуфабрикатов (пакетов). Пресс обслуживают кранами, гру­зоподъемными электромагнитами и другой механизированной тех­никой. Отечественная промышленность выпускает гидравлические прессы мощностью от 1 до 31,5 МН. Характеристики некоторых из них приведены ниже:

Б 1642 Б 1638 Б 1334

Максимальная толщина прессуемого металлолома

(сталь с ст„ = 450 МПа), мм.....................................

Усилие прессования, МН..............................

Габариты пакета, м, не более:

Длина ........................................................

Ширина......................................................

Высота ......................................................

Производительность, пакетов/ч.....................

Давление рабочей жидкости, МПа

Мощность электродвигателя, кВт...................

Габариты пресса, мм:

Длина.......................................................... 18700 15100 9000

Ширина............................................................. 18600 11930 5350

Высота ....................................................... 5870 4675 2780

12	8	4
16	6,3	2,5
2	1	0,5
1	0,5	0,36
0,71	0,5	0,36
20	36	35
32	32	20
750	250	133

Two

То

/'■•//.'">У>/•'>) - V/}>}У> vV. ruM ЦГУ/ •' ^ ■'/■'/У •'* '///////////у//,////////,//-'. '/A/////////////. ^ ,, , Рис. 9.3. Сортировочная линия лома и отходов

W/////, Б '//У/УУ/Л.

Масса пресса, т............................................... 598 230 71,5

На рис. 9.4 по­казана схема пресса Б 1642, применяе­мого для пакетиро-

□jjr вания металлолома.

. ІММІЇЇТ Процесс прессо­

Вания осуществля­ется следующим об­разом. Металлолом краном загружается в загрузочную ка­меру 6 пресса, отку­да поступает в пресс-камеру 2. Крышка 3 закрыва­ется с помощью ме­ханизма прижима 4, И лом прессуется. При этом формиру­ется окончательная высота пакета. За­тем с помощью ме­ханизма поперечно­го прессования У формируется шири­на пакета. И, нако­нец, механизм про­дольного прессования 7 формирует длину пакета. В это время дав­ление в гидросистеме максимально. По окончании прессования включается механизм загрузочного устройства 8, и пакет с по­мощью механизма 5 выталкивается из камеры. После этого окно выдачи пакета закрывается, и пресс готов к очередному циклу ра­боты.

Для уплотнения крупногабаритного металлолома широко при­меняются гидравлические пресс-ножницы (рис. 9.5), которые могут работать как в режиме прессования, так и в режиме резания.

Рис. 9.4. Пакетировочный гидравлический пресс Б 1642

Характеристики пресс-ножниц разных моделей для переработ­ки металлолома приведены ниже:

Размеры загрузочной камеры, мм:

Высота-

Усилие, МН: окончательного прессования

Н0838	К10.3.36.01
6,3	4,0
6,3	4,0
6000	4800
3650	2500
. 1800	1300

TOC o "1-3" h z Толщина пакетируемого лома, мм <8 <6

Размеры пакета (не более) мм:

Длина.................................................................................. 1000 760

Ширина................................................................................ 500 500

Высота.................................................................................. 500 500

Масса пакета, кг............................................................... < 625 < 600

Максимальное сечение лома, разрезаемого за один

Ход ножа (при ств 450 МПа), мм:

Диаметр круга..................................................................... 150 110

Лист ................................................................................. 70*1300 55*750

Установленная мощность электродвигателей, кВт 405 189

Масса пресс-ножниц, т.................................................... 345 136

Габаритные размеры пресс-ножниц, мм:

Длина................................................................................. 17800 12600

Ширина............................................................................. 13000 3200

Высота................................................................................. 7800 4700

Рис. 9.5. Пресс-ножницы гидравлические: 1 - загрузочная камера; 2 - узел подачи материала; 3 - маслостанция; 4 - нож; 5 — гидроцилиндры

При пакетировании лом с помощью механизма подачи 2 пода­ется в загрузочную камеру 1, где пакет формируется по ширине. Затем металлолом прессуется по вертикали-. После формирования пакет с помощью механизма окончательного прессования выталки­вается из камеры штемпелем.

При работе пресс-ножниц в режиме резания поперечная стенка камеры, являющаяся ножевой балкой, поднимается, и металлолом с помощью механизма подачи перемещается под нож 4. Резка осу­ществляется механизмом реза, работающим от гидропривода.

Для окускования металлической стружки применяется брике­тирование с помощью брикетировочных прессов, характеристики которых приведены в табл. 9.3.

Таблица 9.3 Характеристика брикетировочных прессов Показатели Б 6241 Б 6238 Б 653 Б 234 Усилие пресса, МН 12,5 6,3 4,0 2,5 Максимальные размеры брикета, мм: Диаметр 230 170 120 120 Высота 150 120 70 60 Максимальная масса брикета, кг 31 13 5,0 2,5 Установленная мощность электродвигате­ Ля, кВт 285 120 110 30,8 Масса пресса, т 93,5 28 27,3 8,7 Габариты пресса, мм: Длина 12500 5150 6260 3780 Ширина 3500 3300 3640 1720 Высота 4000 2800 3113 1930

Для получения качественных брикетов стружку перед брикети­рованием необходимо очистить от посторонних примесей и кусков металла, а также промыть от масла и СОЖ. Стружку высоколеги­рованных сталей необходимо отжечь для снижения прочности.

Пресс модели Б 6238 для брикетирования стружки показан на рис. 9.6.

Резка металлолома применяется для уменьшения его габари­тов. Процесс механической резки условно можно разделить на три стадии: упругая, а затем пластическая деформации; надрез (сдвиг и образование трещины); полное разрушение материала.

Эти стадии сопровождаются изменением характера усилия в процессе резания, а также изменением поверхности раздела (у пластичных материалов разделение происходит без образования трещины, только за счет сдвига слоев).

Наибольшее влияние на процесс резки оказывают: прочностные свойства материала; геометрия, температура и расположение раз­резаемого изделия по отношению к режущему инструменту; форма и состояние режущего инструмента; величина зазора между ножа­ми; скорость приложения нагрузки (скорость резания); конструк­ция режущего оборудования (жесткость станины, точность направ­ляющих, наличие опоры и т. д.); величина трения между метал­лом и режущим инструментом.

Рис. 9.6. Пресс модели Б 6238 для брикетирования стружки: 1 - станина; 2 - главный цилиндр; 3 - поршень; 4 - штемпель; 5 - контейнер; 6 - трамбовка; 7 - матрица; 8 - стяжные шпильки; 9 - масляный насос; 10 - вспомогательный цилиндр; 11- масляный бак

	-pi
	7>
1--N	4h
Е - -1 8=#	/тЦ

В различных конструкциях гильотинных ножниц применяются схемы режущей части, приведенные на рис. 9.7.

Рис. 9.7. Конструктивные схемы режущей части гильотинных ножниц: А - с одним резом; 6-е двумя резами; I — подвиж­ный нож; 2 - неподвижный нож

При использовании конструкции с одним режущим ножом в процессе резки возникает крутящий момент, стремящийся развер­нуть изделие. Поворот разрезаемого изделия можно предотвратить путем его прижима к станине (к неподвижному ножу 2). При кон­структивном решении по типу рис. 9.7, б за одно движение по­движного ножа / получаются два реза, а необходимость в прижа­тии разрезаемого лома к станине отпадает.

Рис. 9.8. Гидравлические (гильотинные) ножницы моде­ли Н0340

Гидравлические ножницы (рис. 9.8) представляют собой агре­гат, состоящий из станины, загрузочного и подающего устройств, механизмов прижима и реза, гидро - и электропривода. Конструк­ция ножниц по­зволяет резать металлолом пор­циями, объем ко­торых определя­ется емкостью за­грузочного уст­ройства. Процесс переработки ме­таллолома на гид­равлических нож­ницах состоит из следующих опе­раций: подготов­ки лома (отбора кусков, не подлежащих резке); загрузки лома в нижницы; резки лома; сортировки нарезанных кусков по габаритам. Ножницы работают совместно с мостовым краном, оборудованным полип-грейфером или электромагнитом.

Принцип работы ножниц состоит в следующем. Лом загружает­ся в загрузочный короб 1, который после заполнения поворачива­ется с помощью гидропривода. Из него лом высыпается в загрузоч­ный желоб 2. Затем механизмом подачи 3 металлолом передвига­ется по желобу в ножницы. Ход ползуна механизма подачи регу­лируется с пульта управления. Перед срабатыванием режущих ножниц лом уплотняется с помощью механизма прижатия 4, кото­рый удерживает лом во время резки. После срабатывания механиз­ма резки 5 нарезанный металлолом падает в приемный бункер, от­куда убирается краном. В это время загрузочный короб заполняет­ся следующей порцией металлолома. Для облегчения процесса рез­ки загрузочный желоб гидравлических ножниц оборудован крыш­кой, кроме того, ножницы снабжены механизмом предварительно­го смятия металлолома 6.

Технические характеристики некоторых различных моделей гидравлических (гильотинных) ножниц представлены ниже:

TOC o "1-3" h z НБ0340 Н0340 Н2335

Максимальное сечение разрезаемого лома

За 1 ход (сталь с а, = 450 МПа):

Квадрат (сторона), мм.............................. 160 160 80

Круг (диаметр), мм................................... 180 180 90

Лист, мм.................................................... 90*1300 70x1850 50x750

Балка, швеллер (номер) ............................ 30 40 27

Усилие, МН:

Резания...................................................... 10 10 3,15

Прижима ................................................... 2,5 4,01 1,2

Подпрессовки ........................................... 2,4 2,0 -

Длина ножей, мм............................................. 1540 2100 800

Число рабочих ходов, мин" .......................... 2 2 5

Размеры желоба, мм:

Длина.......................................................... 8060 12000 4800

Ширина...................................................... 3650 2000 750

Высота ...................................................... 1000 1000 500

Давление рабочей жидкости, МПа.... 32 32 32

Установленная мощность электродвигателей, кВт.998 670 166

Габариты ножниц, мм:.

Длина.......................................................... 23150 34800 13000

Ширина...................................................... 12000 8600 3300

Высота ...................................................... 8800 13000 5810

Масса ножниц, т............................................ 400 459 80

Для резки стального трубопроката, армированных сталью кабе­лей и другого аналогичного металлолома применяются аллигатор-

Ные (рычажные) ножницы с усилием резания от 3,15 до 10 МН. Ниже приведены характеристики некоторых аллигаторных нож­ниц:

	Н2228	Н2230	Н2231
Максимальное сечение разрезаемого лома
За один ход:
Квадрат (сторона), мм..............................	56	90	110
Круг (диаметр), мм...................................	63	100	125
Швеллер (номер) .......................................	24	40	40
Балка (номер)............................................	22	40	50
Длина ножей, мм............................................	630	800	800
Максимальный зев ножниц, мм	200	250	300
Габариты ножниц, мм:
Длина ........................................................	4680	4000	4985
Ширина......................................................	3525	4600	2325
Высота ......................................................	1645	2000	2425
Масса ножниц, т	8,9	17	24,8

Резка металлолома на аллигаторных ножницах производится поштучно, а потому они малопроизводительны. Схематическое ус­тройство аллигаторных ножниц приведено на рис. 9.9.

Аллигаторные ножницы состоят из подвижной и не­подвижной челюстей, на кото­рых крепятся ножи, механиз­ма регулирования зазора, опо­ры, кривошипно-шатунного механизма, прижимного уст­ройства, привода и предохра­нительного устройства.

Механический привод со­стоит из маховика, клиноре - менной и зубчатой передач. Кривошипно-шатунный меха­низм преобразует вращатель­ное движение коленвала в ка-

Чательное движение подвиж - Рис. 9.9. Схематическое устройство аллига - » п

Торных (рычажных) ножниц модели Н2230: нои челюсти, прижимное уст-

1 - станина; 2 - челюсть; 3 - ролик; 4 - РОЙСТВО предназначено ДЛЯ опора; 5 - привод; 6 - предохранительное удержания разрезаемого МЄ - устройство таллолома в процессе резки.

Ролик служит для подачи металлолома на резку под нож.

Представляют интерес передвижные (на колесном шасси) алли­гаторные ножницы с гидравлическим приводом.

Кроме ножниц различного типа для механической резки лома цветных металлов применяют пилы.

В зависимости от вида режущего инструмента различают пилы дисковые и ножовочные. Дисковые пилы применяются с подвиж­
ным (салазковые и маятниковые) и стационарно установленным вращающимся диском (рис. 9.10).

К

У салазковых пил привод диска расположен на подвижной ра-. ме с направляющими салазками. Жесткость станины и самих сала­зок исключает боковое биение диска, что является основным до­стоинством этих пил.

У маятниковых дисковых пил привод диска расположен на ра­ме-маятнике, совершающей возвратно-качательные движения. В салазковых и маятниковых пилах отходы неподвижно крепятся на столе, а вращающаяся пила подается на разрезаемые отходы. У пил со стационарно установленным диском отходы при резке пода­ются под вращающийся диск.

Рис. 9.10. Дисковые пилы: а - салазковые; б — маятниковые; в - стационарные

Дробление вьюнообразной стальной стружки осуществляется на стружкодробильном агрегате (рис. 9.11). Стружка загружается с помощью крана порциями по 200 - 300 кг в разрывное устройство, где происходит ее разрыхление и предварительное дробление.

Рис. 9.11. Стружкодробильный агрегат модели СДА-7: 1 - ленточный транспортер; 2 - молотковая дробилка; 3 - молоток; 4 - ловушка

Затем стружка с помощью ленточного транспортера 1 подается в молотковую дробилку 2, откуда дробленая стружка с помощью другого транспортера подается в сборочный контейнер. Недроби- ■мые предметы удаляются из дробилки через специальную ловуш­ку. Дробилка агрегата СДА-7 имеет ротор диаметром 830 мм и длиной 800 мм; частота вращения ротора 12,5 с" . Установочная мощность электропривода 75 кВт, производительность агрегата 1 т/ч.

С целью подготовки к утилизации стружки из легированной высокопрочной стали используют Переплав. Процесс осуществляет­ся в дуговых печах небольшой емкости от 1,5 до 5,0 т. В результа­те переплава получают слитки усредненного состава.

Для дробления отходов металлов получили распространение молотковые, роторные, ножевые, щековые и виброщековые, конус­ные и конусно-инерционные, валковые и другие дробилки, а также мельницы.

Часто отходы (особенно в виде конкретных изделий) имеют сложное конструктивное исполнение, когда соединены в единое це­лое детали из различных материалов: полимеров, металлов, стекла и др. Для разделки таких отходов целесообразно применять крио­генную технологию, поскольку различные материалы по-разному реагируют на охлаждение и последующее нагружение.

Стали и полимеры при понижении температуры в условиях ударного нагружения проявляют склонность к хрупкому разруше­нию, а алюминий, медь, свинец сохраняют пластичность и вяз­кость. Поэтому при измельчении этих материалов в условиях глу­бокого охлаждения поведение их различно: стали, полимеры, рези­ны - измельчаются, а цветные металлы - нет. После дробления смесь разделяется с помощью классификации или сепарации. Та­ким способом можно перерабатывать смешанный лом черных и цветных металлов, а также лом кабельных изделий.

Для охлаждения отходов используют турбохолодильные маши­ны (ТХМ), которые обеспечивают температуру рабочей среды (воздуха) от -100 до -120°С. Для более низкого (криогенного) ох­лаждения отходов используют жидкий азот.

Себестоимость получения холода достаточно высока, особенно при использовании жидкого азота. Для снижения затрат на охлаж­дение отходов последовательно применяют ТХМ и жидкий азот.

Время охлаждения отходов зависит от плотности их укладки в камере, условий обдува, начальной температуры металла и темпе­ратуры охлаждающего воздуха. Производительность технологиче­ской линии охлаждения отходов определяется в основном холо­дильной установкой.

Копровое дробление применяется для переработки крупногаба­ритного, массивного стального или чугунного лома и скрапа. При этом способе используются мощные копровые установки, характе­ристики которых приведены в табл. 9.4. Схематически копровые установки различных типов показаны на рис. 9.12, 9.13.

Таблица 9.4 Параметр Копры малой мощности, энер­гия удара (0,5 - 2) 10 Дж Копры средней мощности, энергия удара (2 - 10)10 Дж Копры большой МОЩНОСТИ, энергия удара > 10 Дж Башенные Эста­кадные Башенные Эста­кадные Башенные Эстакад­ные Передвиж­ные Стацио­нарные Передвиж­ные Стацио­нарные Пере­движные Стацио­нарные Масса копровой бабы, т 0,5 - 2,5 - - 2-7 - - 5-15 - - Максимальная высота падения, м 2,5- 10 - - 10- 18 - - 18 - 35 - - Скорость подъема, м/мин 20-40 - - 15-40 - - 10-40 - - Площадь шабота, м2 - 5-20 - - 10 - 30 - 8 5-20 15-50 Скорость передвижения копра. 8-15 - - 20 - - 4-20 - - М/мин Бойная яма или траншея, м: Длина 16-30 - 0-3 8 - 0-7 8 - - Ширина 0,6-2 - 0-3 3-6 - 0-7 6 - - Глубина 0,6-1,4 - 0- 1,3 1 -5 — 0-4 2,5-5 — - Защитное устройство, м: Высота обшивки 3* - - 7* - - - - - Толщина стальных защитных Листов, мм: Внизу 5-15 - - 10- 100 - - - - - Вверху 5-15 - - 5-40 - - - - - Радиус с защитной зоны, м 25- 100 50-200 100 - 200

Характеристики копровых установок для дробления металлолома

Продолжение табл. 9.4

Параметр	Копры малой мощности, энер­гия удара (0,5 - 2) 10 Дж	Копры средней мощности, энергия удара (2 - 10)10 Дж	Копры большой мощности, энергия удара > 10 Дж
Башенные	Эстакад­ные	Башенные	Эстакад­ные	Башенные	Эстакад­ные
Пере­движные	Стацио­нарные	Передвиж­ные	Стацио­нарные	Передвиж­ные	Стацио­нарные
Подкрановые пути, м:
Длина	-	-	До 40	До 90	-	До 60	До 90	50-75	50-90
Пролет	-	-	10- 15	20-30		20-30	25-30	7	10-30
Грузоподъемность крана, Н:
Бойного	-	-	3-Ю4	1-Ю5	—	1-Ю5	(1 - 1,5) 1Q5	-	-
Уборочного	-	-	3-Ю4	(1 - 5)105	-	(1 - 5) 105	(1 - 5) 10	-	-
Приводная мощность, кВт:
Механизма подъема	5-15	-	-	10-30	-	-	30 - 135	-	-
Механизма передвижения	5	—	—	5-Ю	—	—	15-30	—	—
Толщина разбиваемого метал­
Лолома, мм	До 50	-	-	100 - 200	-	—	200 - 600	-	-
Производительность, т/ч	1 - 2,5	-	-	2-6	-	-	2-8	-	-

•До высоты подъема бабы.

Эстакадные копро­вые установки имеют загрузочную эстакаду, по которой перемеща­ется мостовой кран, бойное место и второй ярус с перемещающим­ся по нему бойным краном. Подача лома и удаление готовой про­дукции с бойного места осуществляется мосто­вым краном. Подъем и сбрасывание копровой бабы производится бойным краном. Уста­новка монтируется на специальном фунда­менте и имеет обшив­ку, ограничивающую разлет осколков, обра­зующихся при дробле­нии. В зависимости от

Вида измельчаемого лома загрузка бойного места производится по­штучно (крупные изложницы) или порциями (тонкостенное литье).

Рис. 9.13. Стационарный башенный копер:

] - копровая баба; 2 - захват для копровой бабы; 3 - мостовой кран; 4 - подъемный механизм; 5 - ша­бот; 6 - фундамент; 7 - защитное ограждение

Рис. 9.12. Эстакадный копер: ] - копровая баба; 2 - грузоподъемный электромагнит; 3 - крановая тележка; 4 - бойный мостовой кран; 5 - мосто­вой кран для подачи и уборки лома; 6 - шабот; 7 - фундамент; 8 - железо­бетонная защитная стенка; 9 - загру­зочное окно; 10 - стальная защитная стенка

Энергия, расходуемая на дробление на копровой установке, за­висит от массы и формы копровой бабы, а также высоты ее паде­ния. Существенное влияние на эффективность измельчения оказы­
вает форма бабы. Оптимальна грушевидная копровая баба с пло­ским дном.

Копровые бабы изготавливают из стали, содержащей 0,1 - 0,2% углерода, и термически закаливают. Долговечность копровых баб невелика (до 6000 - 7000 т измельченного металлолома). Бо­лее долговечны копровые бабы, изготовленные из стали, содержа­щей 12 - 18% марганца.

Помимо копровых установок для дробления чугунного лома ис­пользуются гидравлические прессы (УРИСК), снабженные мани­пулятором (рис. 9.14).

Рис. 9.14. Установка для разделки изложниц соосными клиньями (УРИСК): 1 — пресс П0138; 2 — подвижный клин; 3 - упор; 4 - манипулятор; 5 — каретка; 6 - грузовая тележка; 7 - траверса; 8 - механизм передвижения манипулятора

Манипулятор перемещается по рельсовым путям и захватывает изложницу, транспортирует ее к прессу, устанавливает и фиксиру­ет изложницу в рабочем положении, осуществляет вращение ее вокруг вертикальной оси и перемещение вдоль и поперк продоль­ной оси пресса. Изложница помещается грузоподъемным механиз­мом в зону действия манипулятора 4 и захватывается им. После этого манипулятор, установленный на грузовой тележке 6, захва­тывает изложницу и перемещает ее к прессу /. Подвижный клин 2 перемещается по направлению к изложнице, движение которой ог­раничивается упором 3. В результате от изложницы откалывается кусок стенки. Манипулятор поворачивает изложницу и подводит к упору другую ее стенку. Подвижный клин вновь перемещается до упора в изложницу и отламывает от нее кусок другой стенки. Про­цесс повторяется несколько раз. Оставшаяся неразломанной часть изложницы транспортируется на разламывание на копровую уста­новку.

Использование гидравлических прессов для разделки чугунных изложниц позволяет исключить тяжелый ручной труд и повысить производительность оборудования.

Для переработки крупных стальных и чугунных массивов ис­пользуют взрывное дробление, основанное на способности взрывча­тых веществ (ВВ) выделять большое количество энергии, распро­страняющейся с огромной скоростью. Взрывное дробление приме­няется для разрушения крупногабаритных высокопрочных конст­рукций (мосты, здания, сооружения), массивного оборудования и других изделий. Как правило, взрыв используют для первичного разрушения на фрагменты, которые затем дробят на более мелкие куски другими машинами (копрами, дробилками и др.). Этот спо­соб требует специальных навыков, так как использует материалы и технологию повышенной опасности.

При проведении взрывных работ необходимы: тщательное со­блюдение технологии; правильный выбор и расчет мощности заря­дов; обеспечение мер безопасности; правильное транспортирование и хранение ВВ.

Работы должны проводиться специально обученными людьми, имеющими документы на право ведения взрывных работ.

При дроблении с помощью взрыва важнейшую роль играют природа ВВ, мощность заряда, его форма и расположение на взры­ваемой конструкции, технология проведения взрыва. Для изготов­ления зарядов используют бризантные ВВ, такие, как тринитрото­луол, тэн, гексоген, композиты на основе аммиачной селитры и нитроглицерина.

При определении мощности заряда учитывают форму и разме­ры взрываемой конструкции и прочность материала, из которого она изготовлена. В общем виде количество ВВ, необходимое для взрывного дробления, определяется произведением удельного рас­хода ВВ, которое берется из таблиц, на площадь поперечного сече­ния взрываемого изделия. Средний удельный расход ВВ при дроб­лении металлолома 0,005 кг/см для чугуна и 0,025 кг/см для стали, однако он может возрастать в несколько раз при разделке особо сложных конструкций, например валков. Как правило, вели­чина заряда не превышает 40 кг. Следует отметить, что определе­ние оптимальной мощности заряда требует больших практических навыков, так как она является функцией многих факторов.

Не последнюю роль при определении мощности заряда играют его форма и расположение на взрываемой конструкции. Заряд мо­жет быть вытянутым или компактным, находиться внутри изделия и на его поверхности. Энергия заряда, расположенного на поверх­ности изделия, расходуется неэффективно. Вытянутые заряды, у которых длина равна пяти и более диаметрам, позволяют осущест­влять дробление наиболее эффективно, так как при такой форме заряда наиболее полно используется выделяющаяся энергия.

Большое влияние на полноту использования энергии взрыва оказывает качество контакта между зарядом и поверхностью взры­ваемой конструкции. Заполнение пустот между зарядом и конст­рукцией различными инертными материалами способствует повы­шению эффективности дробления взрывом.

Технология проведения взрыва зависит от формы изделия, под­лежащего дроблению. Массивный лом, например валки, взрывают шпуровыми зарядами. Относительно тонкостенный лом (маховики, станины) взрывают накладными зарядами.

Пустотелый лом (изложницы) взрывают вложенными или под­весными зарядами с использованием воды (гидровзрыв). Этот про­цесс осуществляется следующим образом. Изложницу помещают внутри специального металлического резервуара, который запол­няется водой. Таким образом, вода находится не только внутри из­ложницы, но и снаружи ее; при этом вода в резервуаре служит уп­ругой средой, воспринимающей давление ударной волны. Это по­зволяет: увеличить выход габаритных кусков отходов; уменьшить расход взрывчатых веществ; снизить сейсмичность процесса; устра­нить опасный разлет кусков отходов.

Способ фрагментирования с применением энергии взрыва в водной среде используют также для переработки отходов с резко отличающимися пластическими и прочностными свойствами ком­понентов, например сростков металл - стекло.

Для дробления крупногабаритного металлолома с помощью взрыва используют взрывные ямы. В таких конструкциях можно измельчать изделия массой 50 т и более.

На рис. 9.15 показана схема устройства взрывной ямы для под­рыва изложниц в воде.

Стены и основание 1 взрывной ямы изготовлены из железобе­тона и имеют толщину 0,8 - 1,4 м. Стальные плиты (3, 5, 6), име­ющие толщину 10 - 30 см, крепятся болтами 4. Гашение ударной волны осуществляется деревянными балками 2, вместо которых можно применять резиновые прокладки (резиновую крошку) или песчаную засыпку. Для откачки воды по трубе 10 предназначен насос 9. Заряд подвешен в изложнице 11.

Важную роль играет съемная крышка 8, так как, с одной сто­роны, она должна легко сниматься или отодвигаться, освобождая проем ямы для загрузки металлоломом, а с другой - гасить удар­ную волну и выдерживать непосредственные удары разлетающих­ся продуктов дробления. Для этого крышку делают составной из нескольких секций, общая масса крышки - до 550 т, и перемеща-

Глубина ямы составляет 4 - 5 м, длина доходит до 9, а ширина до 6 м, что позволяет довести внутренний объем ямы до 270 м.

Способ измельчения металлолома взрывом применяется доста­точно широко, но связан с особо высокой опасностью, и потому ор­ганизация таких работ требует тщательного выполнения мер без­опасности. Расход взрывчатых веществ, форма и размеры заряда, технология выполнения работ и меры безопасного их проведения детально описаны в специальной литературе.

Термическое измельчение металлолома заключается в местном расплавлении кусков лома. Различные термические методы из­мельчения делятся на: газовую, плазменную, кислородно-дуговую резку, шпурение с помощью кислородного копья.

Ется она с помощью мостового крана, грузоподъемность которого доходит до 100 т. •

Б 7 3 Рис. 9.15. Устройство взрывной ямы для подрыва изложниц в воде: 1 - основание и стены; 2 - деревянные балки; 3, 5, 6 - стальные плиты; 4 - болты; 7 - несущая балка; 8 - крышка; 9 - водяной насос; 10 - труба для стока воды; 11 - измельчаемая изложница

Наибольшее распространение получила газовая резка, которая используется для разделки лома из нелегированных и низколеги­рованных сталей, имеющего толщину до 500 мм. В частности, ши­роко применяют газовую резку для разделки автомобилей, судов, вагонов, контейнеров, рельсов и другого крупногабаритного лома. Процесс газовой резки включает три стадии: подогрев металла в газовом пламени до температуры воспламенения, окисление (сго­рание) металла в кислородной струе и выдувание кислородной струей жидких продуктов из зоны резки.

Для разогрева металла ацетилено-кислородное пламя направ­ляют на поверхность металла, а после разогрева до температуры 1150 °С через мундштук горелки подают кислород, в результате чего металл начинает интенсивно окисляться. Продукты химиче­ской реакции окисления расплавляются, а нижележащие слои ме­талла нагреваются до температуры воспламенения.

При больших толщинах металла расход кислорода велик, так как он необходим не только для окисления металла, но и для вы­дувания продуктов горения и расплавленного металла из разреза.

Газовую резку нельзя применять для разделки изделий из вы­соколегированных сталей, так как присутствующие в их составе легирующие элементы образуют в результате окисления тугоплав­кие оксиды, которые не поддаются плавлению при температурах, достигаемых при газовой резке (около 1600 °С).

Представляет интерес мобильная установка для газопламенной резки металлов, разработанная в МГТУ им. Н. Э. Баумана (термо­резак ТР-3). Установка работает на керосине, имеет низкую массу (не более 1,7 кг) и способна разрезать отходы углеродных, высоко­легированных сталей, чугуна, композитов, железобетона и других материалов. Максимальная толщина разрезаемых кусков металла составляет для низкоуглеродистой стали 300 и для броневой стали 250 мм.

Работа установки базируется на сочетании кислородного спосо­ба резки горючих материалов и термоструйного способа резки не­горючих материалов. Разрушение разрезаемых материалов проис­ходит вследствие комплексного воздействия на них высокотемпера­турной химически активной струи продуктов сгорания высококало­рийного топлива, вытекающей из резака с большой скоростью. Ус­тановка конструктивно проста и надежна в работе.

Для измельчения лома из легированных сталей применяют Плазменную резку, которая позволяет разрезать лом с толщиной стенок до 150 мм.

Плазменная струя образуется за счет возникновения электри­ческой дуги в газовом потоке. Газ подогревается дугой до такого состояния, при котором его молекулы ионизируются. Энергия струи плазмы выплавляет и частично испаряет металл из полости реза. Природа плазмообразующего газа влияет на скорость плаз­менной резки металла. По влиянию на скорость резки газы распо­лагаются в такой последовательности (в порядке увеличения ско­рости): аргон, гелий, азот, водород. Однако природа газа влияет и на долговечность работы сопла, из которого вытекает плазма. Она снижается в ряду: аргон, азот, гелий, водород. Итак, наибольшую скорость резки обеспечивает водород, но он же в максимальной степени снижает долговечность инструмента. Поэтому на практике
в качестве плазмообразующего газа используют смесь аргона с во­дородом. Подбирая состав газа, можно регулировать химическую активность плазмы.

Важнейшей характеристикой плазмы является ее энтальпия, т. е. количество тепловой энергии, содержащейся в единице объема плазмы. Энергия образующейся плазменной струи складывается из энергии дуги и энергии, накопленной плазмой.

Температура в ядре плазмы достигает 30000 °С, что приводит к мгновенному расширению газа, выходящего вследствие этого из мундштука плаз­менного резака с очень высокой ско­ростью.

К плазмотронам предъявляются сле­дующие основные требования: созда­ние плазмы с боль­шой тепловой энер­гией, длительная непрерывная рабо­та, надежность и простота конструк­ции, стабильность параметров плаз­менного потока и др.

Наибольшее рас­пространение для резки металлов по­лучили однодуговые плазмотроны, обла­дающие следующи­ми преимущества­ми: высокой долго­вечностью, возмож­ностью создания

Высокого давления газа и регулирования в широком диапазоне объ­ема создаваемой плазмы.

Важнейшими элементами конструкции дугового плазмотрона являются электроды, разрядная камера, система стабилизации ду­ги. Схема установки для плазменной резки показана на рис. 9.16.

Рис. 9.16. Общий вид плазмотрона и схема процесса плазменной резки металла: 1 - катод; 2 - втулка; 3 - изоляторы; 4 - накидная гай­ка; 5 - кожух; 6 - сопло; 7 - источник питания; 8 - ме­талл (анод)

Вольфрамовый электрод 1 присоединен к отрицательному по­люсу, а кусок измельчаемого лома 8 - к положительному полюсу источника постоянного тока 7. При приближении резака к метал­лолому возникает электрическая дуга, которая ионизирует выходя­
щий из сопла 6 газ, образуя плазменную струю. Сопло предохра­няется от расплавления потоком охлаждающей воды, подаваемой в его рубашку.

Ассортимент выпускаемых промышленностью плазмотронов до­статочно разнообразен благодаря различному конструктивному оформлению их элементов. Промышленные автоматизированные установки для плазменной резки металлов обеспечивают скорость резки до 10 м/мин, работают при напряжении 350 В и силе тока до 1000 А. Ручные плазменные резаки могут резать металл со ско­ростью 2-4 м/мин, потребляют ток силой до 400 А при напряже­нии до 200 В.

Кислородно-дуговую резку применяют реже, но она также по­зволяет измельчать лом из легированных сталей. Правда, толщина стенок такого лома не должна превышать 80 мм. Для создания ду­ги используется постоянно плавящаяся проволока, служащая в ка­честве отрицательного электрода, а положительным электродом является металлолом.

Сущность процесса шпурения кислородным копьем (рис. 9.17) состоит в постоянном сжигании в кислородном пламени стальной трубы, по которой подается газ. Для создания кислородного копья используют стальные трубы с внутренним диаметром 3 и 6 мм.

Рис. 9.17. Схема установ­ки для шпурения кисло­родным копьем:

1 - копье; 2 - вентиль ре­гулировки подачи кислоро­да; 3 - кислородный шланг; 4 - редуктор; 5 - кислород­ная установка

Резка лома цветных металлов огневыми методами сопровожда­ется большими потерями металла, имеет низкую производитель­ность и относится к работам повышенной опасности. Она применя­ется в основном для фрагментирования крупногабаритных отходов (самолетный лом, гребные винты и т. п.) при таких объемах пере­работки, когда применение других методов экономически нецеле­сообразно.