СПОСОБ РАЗДЕЛКИ ЛОМА ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ И ЛИНИЯ ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 1995 года по МПК C22B7/00 

Изобретение относится к области металлургии, в частности к способам переработки металлолома, а именно лома электродвигателей.

Известен способ механической переработки лома электродвигателей [1] включающий отделение ротора от статора, обрезку лобовой части медных обмоток статора и ротора, обжиг статоров и роторов с целью разрушения изоляции, извлечение медной обмотки, обжиг лобовой части медной обмотки статора и ротора, прессование медной обмотки.

Недостатком известного способа является низкая эффективность переработки лома электродвигателей.

Известен наиболее близкий по технической сущности и достигаемому эффекту способ разделки лома электродвигателей, включающий разделение ротора и статора, разрушение корпуса электродвигателя и сортировку продуктов разрушения [2]
Известный участок разделки лома электродвигателей [2] прототип линии, содержит установку разрушения корпуса электродвигателя и удаления статора и ротора, транспортирующие устройства и контейнеры-накопители лома.

Известный способ имеет следующие недостатки: низкую эффективность процесса, так как медная и алюминиевая обмотки не извлекаются из электродвигателей, а незначительный эффект получен за счет снижения содержания черных металлов при дроблении чугунных корпусов, в силу чего готовая продукция представляет собой ту же смесь черных и цветных металлов, причем цветные металлы (медь) находятся в том же виде и состоянии, что и в исходном сырье (в изоляции, уложенной в пазы пластин электротехнической стали статоров и роторов). Способ позволяет только частично решить проблему разделки лома электродвигателей.

Имеющееся на участке оборудование позволяет осуществить только предварительную разделку исходного сырья и не обеспечивает высокого качества конечной продукции, так как в своем составе участок не имеет установок по разделению статоров и роторов, извлечению медных и алюминиевых обмоток и удалению стальных деталей, в том числе вала. Полную разделку лома электродвигателей на составляющие компоненты (сталь, чугун, медь, алюминий) известное оборудование не обеспечивает.

Цель изобретения повышение эффективности дальнейшей переработки.

Цель достигается благодаря тому, что в способе разделки лома электродвигателей, включающем разрушение корпуса электродвигателя, содержащего наружные стальные детали, удаление ротора из статора и сортировку продуктов разрушения, перед отделением ротора от статора отделяют наружные стальные детали, а ротор и статор разделяют на две части и извлекают из них медную обмотку; медную обмотку после извлечения дробят на фракции размером до 150 мм, при разделении ротора с коллектором обрезают часть медной обмотки с коллектором по границе припайки коллекторных пластин, после чего коллектор разрушают; роторы с обмоткой из алюминиевых стержней подвеpгают нагреванию до 660-780^оС, выдерживают в течение 0,5-2,0 ч до полного выплавления алюминия.

Цель достигается тем, что линия разделки лома электродвигателей, содержащая установку разрушения корпуса электродвигателя и удаления статора и ротора, транспортирующие устройства и контейнеры-накопители, снабжена установкой для резки статорных и роторных колец и установкой для извлечения медной обмотки, а установка разрушения корпуса электродвигателя и удаления статора и ротора дополнительно содержит механизм выпрессовки вала электродвигателя и установлена перед установкой для резки статорных и роторных колец. Линия также снабжена устройством для удаления подшипников и контактных колец с вала электродвигателя, дробилкой для измельчения медной обмотки и сепарирующим устройством для отделения изоляционного материала, установленными после установки для извлечения медной обмотки, и печью для выплавки алюминия, установленной после установки выпрессовки вала и разрушения корпуса электродвигателя.

Удаление перед отделением ротора от статора наружных стальных деталей, например кожуха вентилятора, шкива, муфты, позволяет отделить стальной лом от чугунного и алюминиевого и проводить операции разрушения корпуса без помех (стальной кожух вентилятора сминается, а муфта и шкив мешают выпрессовке вала).

Разделение на две части роторного кольца и удаление раздельно из каждой его части медной обмотки позволяет ускорить процесс отделения цветных металлов от черных и обеспечить полное извлечение меди.

Удаление с вала ротора подшипников и контактных колец позволяет отделить легированный лом (подшипники), медный лом (контактные кольца) от углеродистого лома (вал ротора) и тем самым повысить качество готовой продукции.

Дробление удаленной из статора и ротора медной обмотки на фракции размером до 150 мм обеспечивает разрушение имеющейся на ней изоляции и отделение ее от меди, что позволяет при дальнейшей сепарации дробленого продукта получить высококачественную медь без примесей изоляции.

Нагрев роторов с обмоткой из алюминиевых стержней до 660-780^оС и выдержка в течение 1,5-2,0 ч позволяет извлекать из короткозамкнутых роторов алюминий путем выплавления алюминиевых стержней из пазов роторного кольца, набранного из пластин электротехнической стали. В результате происходит разделение роторного кольца на стальной лом (пластины электротехнической стали) и алюминий (вторичный).

На чертеже представлена схема предлагаемой линии.

Линия содержит подготовительную площадку 1 с постом 2 газовой резки, установку 3 выпрессовки валов и разрушения корпусов электродвигателей, установку 4 для резки статорных и роторных колец и обрезания торцевой части обмоток, две установки 5 для удаления медной обмотки из частей статорных и роторных колец, склиз 6 для передачи частей статорных и роторных колец от установки 4 к установкам 5, пресс 7 для удаления подшипников и контактных колец с валов электродвигателей, дробилку 8 для измельчения медной обмотки, сепарирующее устройство 9 для отделения изоляционного материала и печь 10 для выплавки алюминия.

Установка 3 выпрессовки валов и разрушения корпусов электродвигателей выполнена в виде пресса с механизмом 11 предварительной выпрессовки вала, разрушения корпуса и удаления статора и ротора и механизма 12 окончательного удаления вала. Для приема продуктов переработки лома электродвигателей служат контейнеры 13-29.

Предлагаемый способ реализуют следующим образом.

Предварительно рассортированные по диаметру корпуса и конструктивному исполнению списанные в лом электродвигатели подают на подготовительную площадку 1, на которой обрезают газовой резкой от поста 2 скрепленные с электродвигателями стальные части: шкивы, муфты, крышки вентиляторов, а также разрезают стальные корпуса электродвигателей специальных конструкций. С подготовительной площадки электродвигатели краном подают на установку 3 выпрессовки валов и разрушения корпусов электродвигателей, на которой осуществляют предварительную разделку электродвигателей: механизмом 11 предварительной выпрессовки выпрессовывают вал, разрушают крышки (переднюю и заднюю) и корпус. Механизмом 12 окончательно удаляют вал и сбрасывают в контейнер 13. Затем краном (не показан) удаляют по отдельности полученные (освобожденные после выпрессовки вала) статорные и роторные кольца (магнитопроводы с обмоткой), после чего сортируют в отдельные контейнеры 14, 15, 16 продукты разрушения соответственно: чугунные куски от корпусов, алюминиевые куски от корпусов и клеммных коробок, выводы медных проводников тока. Освобожденные от корпуса и вала статорное и (или) роторное кольцо с медной обмоткой передают по склизу 6 на приемный стол режущего механизма установки 4, с помощью которого кольцо разрезают на две части. Полученные части по склизу 6 подают к установкам 5 для извлечения медных обмоток. После извлечения обмотки оставшееся полукольцо из пластин электротехнической стали сбрасывают в контейнер 18, а извлеченную медную обмотку в контейнер 19.

У роторных колец с медной стержневой обмоткой и коллектором перед резкой предварительно обрезают коллектор, который складируют отдельно, а впоследствии дробят на установке 3. Продукты дробления коллектора сортируют вручную на кусковую медь в виде пластин, изоляцию (меканит), чугун, сталь и алюминий в контейнеры 20, 21, 22, 23, 24 соответственно. Контейнер 19 с извлеченной из статоров и роторов на установках 5 медной обмоткой, покрытой различной изоляцией (лак, стеклоткань, шелк и т.п.), с помощью крана (не показан) подают к дробилке 8, измельчают обмотку на фракцию размером до 150 мм. В процессе дробления обмотки происходит раскрытие изоляции, ее измельчение и отделение от меди, в результате чего при последующей сортировке с помощью сепарирующего устройства 9 происходит отделение неметаллических материалов и остается чистая медь высокого качества. Продукты сепарации собирают в контейнеры 25 и 26. При дроблении медной обмотки на фракцию больших, чем 150 мм, размеров, часть изоляции на отдельных кусках остается на металле, что ухудшает качество готовой продукции. Валы электродвигателей с подшипниками и контактными кольцами с установки 3 передают краном (не показан) на пресс 7, с помощью которого с вала снимают подшипники и медные контактные кольца. В результате получают медный кусковой лом, который раздельно складируют в контейнеры 27, 28, 29. Роторные кольца с алюминиевой обмоткой в виде залитых стержней (типа беличье колесо) с установки 3 укладывают на поддон и загружают в печь 10, нагревают до 660-780^оС и выдерживают в течение 0,5-2,0 ч. По расплавлении жидкий алюминий вытекает из пазов ротора и собирается на дне поддона или в копильнике печи. После полного выплавления из роторов алюминий сливают из печи и разливают в формы, а роторы складируют в контейнер 30.

Примеры реализации способа выплавки алюминия из короткозамкнутых роторов приграничных и средней температурах нагрева и времени выдержки приведены в таблице.

Температура нагрева роторов с алюминиевыми стержнями ниже 660^оС нецелесообразна, так как эта температура является нижним пределом температуры плавления алюминия. Для ускорения процесса выплавки целесообразно повысить температуру, так как при этом повышается жидкотекучесть и теплопроводность алюминия. Однако температура выше 780^оС нецелесообразна, так как это приводит к повышению растворимости водорода в алюминии.

Использование: на ломоперерабатывающих предприятиях и копровых цехах металлургических заводов. Сущность: линия содержит площадку с постом газовой резки, установку (УВ) выпрессовки вала и разрушения корпусов электродвигателей (Э), установку (УР) для резки статорных и роторных колец, установку (УУ) для удаления медной обмотки, транспортер, пресс для удаления подшипников и контактных колец с валов Э, дробилку с сепарирующим устройством, печь, контейнеры. Э подают на площадку, срезают стальные части: шкивы, муфты, крышки вентиляторов. На УВ выпрессовывают вал, разрушают крышки и корпус Э. Статорное и роторное кольца на УР разрезают на две части и подают на УУ, где извлекают медную обмотку, которую затем измельчают в дробилке и отделяют изоляцию сепарационным устройством. С валов Э на прессе снимают подшипники и медные контактные кольца. Роторные кольца с алюминиевой обмоткой загружают в печь, нагревают до 660 - 780°С, выдерживают 0,5 - 2,0 ч до полной выплавки алюминия. Продукты переработки лома складируют в контейнеры. 2 с. и 6 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.

1. Способ разделки лома электродвигателей, включающий разрушение корпуса электродвигателя, содержащего наружные стальные детали, удаление ротора из статора и сортировку продуктов разрушения, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности дальнейшей переработки, перед отделением ротора от статора отделяют наружные стальные детали, а ротор и статор разделяют на две части и извлекают из них медную обмотку. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что медную обмотку после извлечения дробят на фракции размером до 150 мм. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при разделении ротора с коллектором обрезают часть медной обмотки с коллектором по границе припайки коллекторных пластин, после чего коллектор разрушают. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что роторы с обмоткой из алюминиевых стержней подвергают нагреванию до 660 780^oС, выдерживают в течение 0,5 2,0 ч до полного выплавления алюминия. 5. Линия для разделки лома электродвигателей, содержащая установку разрушения корпуса электродвигателя и удаления статора и ротора, транспортирующие устройства и контейнеры-накопители лома, отличающаяся тем, что она снабжена установкой для резки статорных и роторных колец и установкой для извлечения медной обмотки, причем установка разрушения корпуса электродвигателя и удаления статора и ротора дополнительно содержит механизм выпрессовки вала электродвигателя и установлена перед установкой для резки статорных и роторных колец. 6. Линия по п. 5, отличающаяся тем, что она снабжена устройством для удаления подшипников и контактных колец с вала электродвигателя. 7. Линия по п.5, отличающаяся тем, что она снабжена дробилкой для измельчения медной обмотки и сепарирующим устройством для отделения изоляционного материала, установленными после установки для извлечения медной обмотки. 8. Линия по п.5, отличающаяся тем, что она снабжена печью для выплавки алюминия, установленной после установки выпрессовки вала и разрушения корпуса электродвигателя.