加快废钢破碎设备开发促进废钢产业发展

□文/张建国 刘维广

中冶京诚工程技术有限公司

加快废钢破碎设备开发促进废钢产业发展

Current Situation and Development Prospects of Scrap Processing Equipment in China

□文/张建国 刘维广

中冶京诚工程技术有限公司

废钢是钢铁生产中铁矿石的唯一替代原料，最大限度地开发应用废钢资源是钢铁工业实现节能减排、清洁生产、循环经济、缓解铁矿石资源危机的重要途径。基于熔炼工艺的要求，生产生活中产生的废钢大都不能直接作为炉料入炉，须经过处理后，达到一定的重量、粒度和堆比度要求，同时保证废钢本身洁净不含杂质，方可入炉。这就必须要有各种各样的废钢加工设备对废钢原料进行加工处理，使其变成合格的废钢产品。针对不同的使用要求，目前主要的废钢加工设备有废钢打包压块设备、废钢剪断设备及废钢破碎设备等，其中废钢破碎线是公认的最先进的废钢加工设备，对于废钢资源的循环利用起着至关重要的作用。

废钢破碎生产线技术先进、加工范围大、生产率高，能分选出有色金属、剔除非金属夹杂物，加工出纯洁度高的优质废钢，而且加工过程中环境污染少，是世界上最先进的废钢铁加工设备。废钢破碎机是废钢破碎生产线的主要设备之一，其作用是将轻薄型金属废料（如废旧汽车车身）破碎成小块，便于分选，得到纯净的黑色金属原料。经过废钢破碎生产线加工处理的废钢是洁净的优质废钢，其自然堆积密度为1.2~1.7t/m3，是理想的炼钢炉料。在钢铁冶炼中，具有以下优点：

1. 金属收得率高，即炼出的钢水与投入的废钢比例增高；

2. 每炉钢的化学成分稳定，由于有色金属及非金属物质已被分选，因此钢水中的硫、磷含量降低；

3. 同其他炉料混合加料时，破碎料可填充空隙，提高加料密度，从而减少加炉次数、减少电极破损，使炉内受热均匀，延长耐火材料衬里寿命，减少空气污染及炉渣；

4.每吨钢水的耗电量显著降低。

目前世界上流行的破碎机，大多数都从在美国纽维尔公司的基础上衍生出来的，占有量近七成。破碎机的产生与发展，与废钢行业的发展息息相关，最开始只为处理轻薄料，随着认识的加深，以及破碎钢的优越性的显现，各种规格的破碎机得到不断开发，使用范围也越来越广，甚至能对整辆报废小汽车和家用电器进行处理，配以适当的输送机和分选设备，可方便地组成废钢破碎生产线，无须拆解即可对报废的小汽车和家用电器进行自动化生产处理加工，得到纯净的破碎钢和有色金属及可利用的非金属物质。

一、废钢破碎的工作原理

破碎机核心原理就是利用锤子击打撕碎废钢。在高速大扭矩电机的驱动下，主机转子上的锤头轮流击打进入容腔内的待破碎物，通过衬板与锤头之间形成的空间，将待破碎物撕裂成合乎规格的破碎物。破碎机的主机结构及破碎后的物料见图1和图2所示。

图1 破碎机结构示意图

图2 破碎后的物块料

从技术上分析，破碎机的主要结构特点是机身采用特厚钢板加斜撑的加强结构，能确保机器的强力破碎的超负荷要求，而且直接受力部分采用“榫头”结构，进一步提高机器的可靠性。衬板、锤头采用特殊耐磨材料，提高了使用寿命；而且锤头采用活动安装结构，一旦遇到不可破碎物误入破碎机内，可以甩过避开，同时可打开破碎机专置的不可破碎物排放门，将其从机内排除，从而降低对机器的破坏程度。带着锤头与隔套并高速旋转的主轴及独特的底栅板结构，是高生产效率的保障。液压双滚筒碾压机其核心功能为破碎机的入料预处理机，可将外形尺寸较大的薄壳类及轻金属构件经压缩整形成可顺利进入破碎机进料喉口的废钢物料，从而扩大了破碎机的加工物料范围。同时能提高破碎机的生产效率。

图3 废钢破碎线生产流程示意图

二、废钢破碎生产线的工艺流程

废钢破碎生产线工艺流程如图3所示。经压扁或打包处理过的废钢原料，通过鳞板输送机运至进料斜面，进料斜面上装有可转动的一高一低的两个碾压滚筒将其压扁并送入破碎机内。在破碎机内，有一组固定在主轴上的圆盘和一组安在圆盘之间可以自由摆动的锤头，通过高速旋转产生的动能，对废钢进行砸、撕等破碎处理，将废钢处理成块状或团状，并穿过下部或顶部的栅格，落于振动输送机上。第一次未能处理成尺寸足够小的废钢，会在破碎机内被转动的圆盘子和锤头再次处理，直到能穿过栅格为止。意外进入破碎机内的不可破碎物，由操作人员及时打开位于顶部下方的排料门，将它们弹出。在破碎机进行破碎的同时，对破碎机内进行喷水，以便降温和避免扬尘。

从破碎机出来的破碎物，经过振动输送机、皮带输送机、磁力分选系统，把黑色金属物、有色金属物、非金属物分离开，并由各自输送机送出归堆。有色金属和非金属物在输送机上会再次受到磁选设备的筛选，把游离的黑色金属物拣出，从而提高黑色金属物的回收率，同时通过人工挑选有色金属，提高回收效益。整个破碎线由PLC控制，可实现自动控制和人机界面操作。

三、我国废钢破碎生产线研制现状

目前国内大型的废钢破碎机全部是进口产品，国内只能生产中小型的破碎机。在废钢破碎机制造上形成以美国纽维尔公司为代表的美国制造技术，以德国林德曼公司为代表的欧洲制造技术和以日本富士车辆为代表的日本制造技术。

在国内，湖北某公司于2000年采用引进、消化，成功开发了1000马力的废钢破碎生产线。目前其产品扩展到1500马力、2000马力三种机型。江苏某一公司也研制开发了废钢破碎生产线，其主机功率自500~2250马力不等，生产能力在18~70吨/小时之间，目前他们的产品已在青岛、天津、河北等地安装运行。

总的来说，国内虽已能生产制造破碎机，并且投入了使用，但是还不能生产大型的破碎机主机，在设备的高效、节能、大型化和自动化上与国外设备还有不小的差距。

四、废钢破碎生产线国内应用情况

笔者于2009年底分别走访了河南舞阳钢铁公司、安阳钢铁公司以及上海宝山钢铁公司等，分别对其废钢采购、运输、加工处理等情况进行了解。还对大型的废钢加工处理企业江苏星丰金属资源有限公司以及苏州日益升金属资源有限公司进行了实地考察，了解其企业规模、加工能力、生产经营、设备使用等情况。

综合走访情况分析，在废钢使用方面，国内南北差异比较大。上述钢铁企业除宝钢外，其它钢厂基本上不再自己加工和处理废钢，而面向社会采购合格的废钢精料或与社会合资兴建料场。南方的钢铁企业由于其经营管理理念先进，更喜欢使用洁净的破碎料，而北方企业由于观念陈旧，加之周边地区经济水平低，基本上不采购破碎料。因此，在南方地区，新建的破碎生产线远比北方地区的数量多。但从经济发展趋势来看，更多的使用破碎料是钢铁企业的大势所趋。

从废钢加工处理设备的使用情况来看，南方正逐渐建设大型的废钢加工处理基地，这些基地废钢加工设备齐全，更偏重于大型化和自动化，环保水平比较高，正日渐形成几个大型的废钢加工和处理集团，极具市场竞争实力。如江苏丰立集团就是一个典型代表，迄今为止已经引进了3台纽维尔10000马力大型废钢破碎机，广州亚钢钢铁股份有限公司引进1条林德曼98104废钢破碎生产线。而北方受到经济条件的制约，人工成本低，物流业不发达，因此废钢加工企业一般规模小，加工设备更偏重于中小型机械设备，甚至还在采用人工火切的方式，很少配置废钢破碎生产线。

五、结论

我国废钢加工设备经过了二十余年的发展，取得了不小的进步，开发制造出了一系列具有自主知识产权的设备和生产线，但是废钢加工设备仍然存在着手动、半自动、全自动多种形式和各种技术含量的产品。这与社会需求以及市场的多元化形态有关，同时也与我国再生资源行业长期滞后于经济社会发展相关联。

《钢铁产业发展政策》第十五条明确提出，“企业应积极采用精料入炉”，随着炼钢工艺的改进和高级品种钢生产的增加，对废钢的品质的要求越发苛刻，高品位、高纯净的废钢原料有利于缩短冶炼时间、降低能耗、净化钢水和提高钢水内质量。要得到优质的的废钢炉料，必须通过相应的废钢加工处理设备。因此，精料入炉必然要求加快先进的废钢加工处理设备的研发和制造，给废钢破碎生产线等先进废钢加工设备在我国的发展带来机遇。今后，我国应适应市场的需要，开发研制功能更完善、配置更全面，分离技术、有色分选进一步加强的废钢加工处理生产线，满足废钢加工行业的需要，促进废钢加工产业的发展。以便适应当今“精品废钢”、“精料入炉”、“节能减排”、“绿色钢铁”的发展需要，实现节能减排，促进我国低碳钢铁工业的发展。

略