Производство и поставка оборудования

Безотходное производство по переработке шин

Давайте разберем понятие «безотходное производство» в плоскости утилизации автомобильных покрышек.

Многие ошибочно считают, что при полном дроблении покрышки в крошку достигается эффект безотходной утилизации шин. Так ли это?
Потребить изначально считает, что самая хорошая технология переработки шин - это когда 100% отходов (автошины, камеры, флиперы) перерабатывается дроблением в 100% продукции. Однако, так как шина не на 100% состоит только из одной резины, при ее переработке будут такие составляющие:

  • резиновая крошка разных фракций в пределах 0,1-8 мм.
  • текстильное кордное волокно. В зависимости от комплектации перерабатывающего покрышки оборудования, синтетическое шинное волокно может быть в виде: распушенной ваты с включением мелкой резиновой пыли; в виде полураспушенных нитей с застрявшими на них в небольшом количестве кусочками резины, скомканными кусочками тонкой проволоки.
  • металлическая тонкая проволока в виде скомканных кусочков небольшой длины до 80 мм. Это тонкая проволока, которой армируется каркас радиальной покрышки. В общей массе могут быть кусочки тканевого корда в том или ином количестве, в зависимости от технологии измельчения покрышки.
  • очищенная толстая бортовая проволока из посадочных колец в пучке, либо вырезанные посадочные кольца, в зависимости от технологии удаления толстой бортовой проволоки на начальной стадии измельчения автомобильных баллонов.

Давайте разберем, что из этого - отходы, а что можно считать продуктом или товаром.


Фото 1. Дробленая отечественная шина, разделенная на составляющие: 1) распушенный тканевый корд, 2) резиновая крошка, 3) металлокорд.

 
Фото 2. Вырезанные посадочные кольца; вытянутый пучок толстой ботовой проволоки из посадочных колец цельных покрышек.


Можно ли все эти составляющие: металлокорд, тканевый корд, посадочные кольца считать за продукт? Давайте разберемся.

Рассмотрим подробно классическую технологию поэтапного измельчения покрышек с любым типом корда (тканекордые, шины с о смешанным типом корда и шины с ЦМК) в резиновые гранулы. На таком оборудовании происходит измельчение автошины в гранулы за несколько этапов + многоэтапная сепарация резины дробленой от тканевого корда, тонкой каркасной проволоки. Затем, идет разбивка крошки на фракции и, наконец, фасовка. Это самый дорогой тип оборудования по измельчению шин.

Производительность такой технологической линии не самая высокая, так как включения тканекорда вперемешку с металлом значительно снижают производительность. Полученная крошка на такой линии имеет довольно высокую себестоимость, так как процессы измельчения и сепарации многоступенчатые и энергозатратные. Кроме этого, все эти дополнительные узлы линии требуют задействовать доп. транспортеры подачи и выгрузки материала. Все перечисленные внедрения в линию, подразумевают как высокую стоимость общего комплекта оборудования, так и высокие затраты электрической энергии + привлечение доп. рабочих либо максимальную автоматизацию процесса переработки, следовательно и высокую себестоимость выпускаемой крошки резиновой.

Это неизбежно приводит к тому, что в России бизнес по переработке покрышек подразумевает более дорогие накладные расходы на пр-во одной тонны крошки резиновой. Как следствие более высокую себестоимость, чем у зарубежных переработчиков шин. Импортные шины имеют в основном цельнометаллический тип корда и их переработка значительно проще, чем утилизация отечественных автошин со смешанным кордом.
До недавнего времени считалось, что только такие линии необходимо ставить в России и странах СНГ, так как в РФ большинство шин, подлежащих к переработке, имеют смешанный тип корда, так же, очень много диагональных шин с повышенным содержанием нейлонового корда.


Фото 3.
Порезанная на чипсы тканекордная диагональная покрышка пр-ва Россия, рядом отобранный тканекорд. На фото видно, как сильно пушиться кордное волокно при дроблении. Объем текстиля при дроблении увеличивается иногда более, чем в 8 раз.


Фото 4.
Шина со смешанным типом корда: металлическая проволока + текстильное волокно.

При такой смешанной переработке, на выходе в лучшем случае (если грамотно подобрано оборудование) около 60% отчищенной резиновой крошки разных фракций (от пыли до гранул 5мм и более). Около 20-15% от массы утиля на входе: металл в виде скомканной тонкой проволоки с застрявшими кусочками резины и запутавшимся текстилем; около 10% утиля это распушенный или полу распушенный тканекорд с застрявшей резиновой пылью. Около 4% от веса шины может занимать пучок толстой бортовой проволоки, который проходит в посадочном кольце.

На просторах нашей страны встречаются менее эффективные линии, которые способны сделать из 100%утильных шин всего лишь 50% резиновой крошки различных фракций, в том числе и не имеющей широкого применения пыли до 1 мм. В таких линиях значительные потери крошки обусловлены технологией дробления и не эффективной системой сепарации, при которой в отходы (с текстилем и металлом) уходят значительные объемы застрявших частиц резины.
На такой линии, из 100% получаемой крошки: 60-70 % это гранулы 1,5-4 мм; 30% это резиновая крошка до 1,5 мм; около 10% это крошка, имеющая очень ограниченный спрос: до 1 мм (пыль).

Другими словами, если вы имеете линию, производительность которой на входе 300 кг/час по сырью на входе, на выходе будет около 150 кг резиновой крошки разных фракций от 0,1 до 5 мм.
При этом самая популярная у потребителя фракция - 2-4 мм, ее мы имеем всего лишь 80- 120 кг/час. Гранулы 2-4 мм это самая популярная в РФ крошка, пользующаяся спросом во всех регионах, которая идет на пр-во цветных напольных покрытий (как плиточных, так и бесшовных). Более мелкие фракции в этом сегменте рынка имеют значительно меньшую цену.
Крошка до 1 мм практически не используется для пр-ва напольных покрытий ввиду высокого расхода связующего и ухудшения качества резиновой плитки. Крошка до 1 мм идет в регенерат, в мастики и для пр-ва резинобитумных смесей для асфальта. Однако, это сегмент потребительского рынка не развит в России так, как популярно пр-во резиновых напольных покрытий.

Получается, что из 300 кг шин переработчик имеет только 1/3 товарной крошки, сбыт которой гарантирован в практически в любом регионе. Остальной объем крошки около 50-90 кг до 1,5 мм имеет нестабильный, ограниченный несколькими регионами сбыт. То есть что бы ее продать, необходимо еще найти покупателя. Если покупатель будет из другого региона, на стоимость крошки ложатся значительные транспортные накладные расходы, что может сделать поставку не рентабельной.
Часто встречается факт подмешивания поставщиком мелких фракций крошки в основную фракцию 2-4 мм с целью продажи резиновой пыли по цене гранул 2-4 мм. Это является мошенничеством, так как пыль значительно ухудшает качество готовой продукции, сильно увеличивает расход дорогостоящего связующего- клея. Обманув один раз, второй раз того же самого покупателя не честный поставщик крошки уже обмануть не сможет.
Другими словами, при переработке шин с высоким содержанием текстиля, от 30 до 50% от входного объема шин может стать отходом при дроблении.
Далее, подробно разберем комплектации линий для переработки шин с цельнометаллическим типом корда.


Фото 5.
Дробленая резина с цельнометаллическим типом корда (ЦМК). При дроблении такой покрышки на выходе только крошка и чистые кусочки металлической проволоки. Потери крошки в металле невысокие. Себестоимость пр-ва такой крошки не высока.

Линии для переработки шин с цельнометаллическим кордом распространены за границей, так как за рубежом основные объемы авторезины имеют ЦМК. Импортные шины в значительной степени по внутреннему строению значительно отличаются от отечественных покрышек. В отличие от линий для переработки шин с любым типом корда, оборудование для переработки шин с ЦМК стоит в разы дешевле, так как металл очень просто выделить из дробленой резины с помощью стандартных магнитных сепараторов, он не путается с текстилем, не требуется многоступенчатой системы сепарации от текстиля. Крошка и металл не путаются с текстилем, что значительно упрощает переработку, снижает количество стадий дробления резины. Производительность таких линий относительно высока, а энергопотребление ниже по сравнению с комплексами для переработки всех типов шин. Однако, поставив такое оборудование в РФ, большую часть подлежащих утилизации шин, переработчик не сможет утилизировать! Отечественных шин в России большинство по тоннажу и количеству! На отечественных шинах с высоким содержанием текстиля, такое оборудование снижает свою производительность в 2-3 раза, качество крошки на выходе очень плохое из-за включений текстиля + проблема высоких потерь крошки при сепарации металла.

Самостоятельные попытки модернизировать такое оборудование к российским условиям ведут к потере резиновой крошки (гранулы резины уходят в тканекорд и становятся мусором), увеличению энергопотребления и, как следствие, увеличение себестоимости шинного гранулята.
Некоторые производители комплексов для переработка автошин с ЦМК пытаются завуалировать его как оборудование для переработки всех типов шин, в т.ч. и тканекордных, поставив дополнительный вибростол для грубой отчистки тканевого корда и (или) пневматическую вытяжку текстиля (промышленный пылесос). Однако все эти ухищрения не решают проблемы пр-ва качественной крошки из высокого объема отечественных шин на входе. Крошка на такой системе сепарации отчищается не более чем на 60%. При установке второго такого вибростола или уменьшение ячеи сетки для более эффективной отчистки, происходят значительные потери резины, которая уходит в мусор, захваченная текстилем.

В последние годы в РФ так же в небольших объемах производят шины с ЦМК, однако такие баллоны проигрывают по качеству и стоимости китайским и европейским аналогам. Из-за этого не получили широкого распространения.
Самый популярный пример оборудования для переработки покрышек с ЦМК - это китайские вальцы. Данный тип линий получил свое распространение в РФ благодаря низкой цене, неопытности покупателей и кажущейся простоте эксплуатации.

Многие будущие переработчики шин, не изучив российский рынок утильных шин, покупают такие линии на выставках в КНР или просто посмотрев видеоролик, не зная, что в России они работают совсем не так как в КНР. Узнают все эти нюансы уже после монтажа оборудования. Дешевизна таких «вальцов» выходит боком и прямыми убытками в российских условиях. Хотя по своей надежности конструкция вальцов имеет ряд преимуществ, по сравнению с другими типами измельчителей резины.

Выхода у таких переработчиков два:

  1. модернизация такой линии в комплекс для переработки всех типов шин для российских условий, вложив много времени, денег и нервов, и в итоге не всегда получив запланированный результат. 
  2. перерабатывать на такой линии только импортные грузовые шины с ЦМК, подмешивая до 30% от объема легковые шины. Однако при этом они не могут принимать отечественную грузовую, тракторную резину, шины от спецтехники, а это значит, что будет проблема со сбором и платной утилизацией.

Получается следующая ситуация: клиент привез несколько грузовиков шин на утилизацию, выгрузил на площадке и переработчик начинает по маркировке определять какие шины он примет, а какие нет. Шины с высоким содержанием текстиля клиент должен будет погрузить и забрать обратно. Затем сдать другому переработчику, который принимает все покрышки. Клиент второй раз, скорее всего, не будет сдавать этому переработчику покрышки. Сдаст тому переработчику, кто принимает все без исключения типоразмеры покрышек.

Подведем итог: первый вариант линии характеризуется большими финансовыми вложениями; сложностью размещения, так как потребуется больше площадей под такое оборудование; высокой себестоимостью крошки на выходе; относительно небольшой производительностью на выходе по крошке; далеко не 100%, содержанием на выходе самой ходовой крошки 2-4 мм, пользующейся высоким спросом в любом регионе. Кроме этого, на такой линии вероятность поломки значительно возрастает из-за большого количества узлов и агрегатов, транспортеров, при поломке которых простаивает вся линия. Требуется квалифицированный персонал для обслуживания такой сложной многосоставной линии.

Второй вариант хорош только для переработки шин с ЦМК, которых в РФ немного. На ЦМК шинах крошка получается относительно не дорогая. Возникают проблемы со сбором необходимого утильсырья, так как все шины, подлежащие утилизации, невозможно переработать. Кроме этого, если речь идет о переработке на вальцах, крошка на выходе будет иметь рваную форму частицы и из-за этого более низкую рыночную стоимость по сравнению с рублеными гранулами резины.
В обоих вариантах на выходе из 100% утильсырья в виде изношенных шин есть отходы в виде корда, требующие утилизации + мелкие фракции резиновой крошки до 1 мм, сбыт которой очень органичен. Другими словами, линии по полному дроблению шин в России и СНГ не могут считаться безотходными производствами.

Выше мы рассмотрели классические варианты механической переработки шин в крошку с их плюсами и минусами, далее рассмотрим предлагаемую компанией ООО «Техноресурсы» новую технологию частичной переработки всех типов шин.

Суть предлагаемой нами технологии переработки шин на установке по переработке шин «УПШ» заключается в следующем:

- С цельной покрышки снимается ее наружная оболочка, где содержится чистая резина, в товарную резиновую крошку. Чистой крошки с каждой шины можно снять до 70% от общего содержания резины в конструкции автопокрышки.

 
Фото 6. Распространенная «Камазовская» шина, размером 10.00 R-20 в разрезе. На фото видно, что около 60-70%, входящей в состав шины резины находятся в наружной оболочке (беговая дорожка и боковины), которую на УПШ можно превратить в чистую крошку.


Фото 7.
На фото видно, что слой чистой резины на беговой дорожки «Камазовской» шины около 13-15 мм. Толщина металлокордного слоя 5 мм (3 слоя металлических пучков). Толщина тканевого слоя, который идет сразу под металлическим, около 3-4 мм. На углах беговой дорожки чистой резины около 22 мм, а корда - самый минимум.


Фото 8.
Слой чистой резины на боковинах «Камазовской шины» от 11 до 7 мм. На боковинах нет металлического корда, проходит только несколько слоев тканевых нитей.

- Снятие чистой резины с цельной покрышки осуществляется до появления кордных слоев. Резина снимается как с боковин, так и с беговой дорожки. Благодаря этому, не требуется дорогостоящее оборудование для сепарации металла и текстиля, дополнительные транспортеры. Этот факт позволяет производить качественную крошку в 2-4 раза дешевле по себестоимости, чем у конкурентов.
- Существует возможность при необходимости перерабатывать на УПШ кордные слои (тканекорд, цельнометаллический корд, смешанный корд). Однако эти возможности переработчик использует уже по своему усмотрению. Т.е. эти возможности позволяют производить полное дробление покрышки до посадочных колец.
- Снятие чистой качественной резиновой крошки без включений корда осуществляется всего на одном станке за одну стадию. То есть процесс разрушения шины не многоступенчатый, как в ранее существующих технологиях: вытягивание корда, резка на ножницах на сегменты, дробление на чипсы 50/50 мм на шредере, переработка чипсов на товарную крошку на вальцах или (и) грануляторах, сепарация от текстиля и металла, разложение крошки на фракции, другие доп. стадии.
За одну стадию мы получаем товарную резиновую крошку. УПШ заменяет целый комплекс по дроблению покрышек.
- Установку УПШ обслуживает всего 1 рабочий/смена.
-Установки УПШ мобильные, весят около тонны, легко транспортируются на стандартных грузовиках с манипулятором г/п от 1500 кг с места на место, не требуют больших производственных площадей, за которые необходимо платить дорогую аренду. Требуемые под размещение установки площади около 25-40 м2. К примеру, для размещения линии полного дробления необходимо 250-500 м2.
- Установки УПШ дешевле аналогов - линий полного дробления, в 5-20 раз. Это дает возможность малому предпринимательству заняться интересным и прибыльным делом при относительно не больших вложениях.
- Благодаря тому, что при пр-ве чистой крошки в переработку не идут кордовые слои, крошка получается популярной фракции 2-4 мм. Пыли практически нет. Как известно, мелкие фракции крошки и пыль при полном дроблении шины получаются именно из кордовых слоев, где слой резины между кордными волокнами чаще всего менее 1 мм.


Фото 9.
Очевидно, что между кордовыми нитями резины самый минимум. При дроблении такие слои дают много распушенного текстиля и только небольшое количество резины в виде пыли менее 1 мм. 

90% производимой в РФ крошки идет в резиновые цветные напольные покрытия в виде брусчатки, бесшовных покрытий, где основная пользующаяся особым спросом фракция 2-4 мм. Пыль не используется, так как значительно ухудшает качество резиновых покрытий, значительно увеличивает себестоимость готовой продукции из-за высокого перерасхода связующего. Получается, что на УПШ производится только качественная крошка самых популярных и востребованных фракций 2-4 мм. Хотя при необходимости на нашей установке можно производить как пыль, так и более крупные фракции до 15 мм.

- Затраты электроэнергии на производство 1 тонны крошки на УПШ около 80-120 кВт. Это около 300-400 руб. Это в разы меньше, чем при пр-ве крошки на линиях полного дробления шин.
-На модификации «УПШ-Т» можно производить качественную крошку КУБОВИДНОЙ формы 2-4 мм (либо настроить фракцию по своему усмотрению). Кубовидная крошка имеет ряд преимуществ и более высокую цену перед гранулами с высокой удельной поверхностью частицы рваной формы. «Рваные» гранулы получают путем дробления на вальцах и конусных дробилках при полном дроблении шины.
-При пр-ве резиновых цветных покрытий из кубовидной крошки 2-4 мм, по сравнению с крошкой рваной формы 2-4 мм, уходит меньше дорогостоящего связующего, приблизительно на 30-50%. Стоимость связующего в изделии часто бывает дороже самой стоимости крошки. Это значительно сказывается на себестоимости готовой продукции. Опытные производители цветных покрытий эти нюансы хорошо знают.
- При переработке чистой резины до появления кордных слоев на УПШ имеем крошку без включений, 100% чистую крошку. Если сравнивать такую крошку с классической полной переработкой шин, то к качеству крошки УПШ по чистоте не может сравниться иная крошка, даже полученная на самой дорогой и эффективной линии. Даже самое высокотехнологичное оборудование для сепарации металла и текстиля не может создать условия 100% извлечения остатков корда.
-Благодаря особенности технологии измельчения шин на УПШ, создается возможность переработки в крошку как стандартных, так и крупногабаритных шин. В предлагаемой линейке УПШ есть модели для переработки крупногабаритных шин до 3500 мм в наружном диаметре! Установив такую КГШ в зажимной патрон УПШ, можно вести переработку 1-2 смены и получать чистый гранулят, что сказывается на значительном увеличении производительности до 300 кг/час по выходу резиновых гранул.
Большинство линий полного дробления шин в базовой комплектации могут перерабатывать стандартные шин до 1200 мм. Для переработки КГШ требуется дополнительно дорогостоящее оборудование. УПШ установки позволяют перерабатывать и крупногабаритные шины - КГШ.
-Затраты на износ ножей для УПШ в разы меньше чем на комплексных линиях полного дробления шины. Это связано с рядом факторов: 

  • ножи УПШ служат дольше, так как перерабатывают чистую резину, без включений металла, в отличие от ножей линии полного дробления шин. Там измельчающая группа взаимодействует с металлической проволокой (высоколегированная сталь с закалкой до 50 HRC) на нескольких стадиях вплоть до основной сепарации металлического корда. Металл способствует ускоренному износу ножей. 
  • благодаря особенности конструкции ножей износ минимален, нож имеет невысокую себестоимость изготовления. 
  • производство товарного гранулята резины происходит без ударных нагрузок, как в линиях полного дробления. С цельного баллона срезается постепенно, без разрушающих оборудование нагрузок, товарный гранулят (подобно снятию стружки на токарном станке). Это не требует высокой мощности двигателей УПШ, что положительно сказывается на снижении энергопотребления и, как следствие, уменьшения себестоимости выходного продукта. В линиях полного дробления используются тяжелые дорогостоящие станки, которые должны испытывать продолжительные сильные ударные нагрузки (дробление в чипсы, дробление крупных и средних фракций крошки.) Это своего рода рубка материала, а не постепенное снятие слой за слоем. Даже качественные многотонные станки на линиях полного дробления шин, при ударных постоянных нагрузках выходят из строя, страдают корпуса, ножи. Ресурс у такого тяжелого оборудования ниже в разы, чем на мобильных УПШ, не испытывающих такие разрушительные нагрузки.

- Существует возможность на модификациях УПШ-Т и УПШ-М перерабатывать тканекордные и металлокордные части шин. То есть шину можно переработать полностью, до посадочных колец. На первом этапе измельчить в крошку до 70% чистой резины от общего состава, затем измельчить кордные слои второй очередью. Разбивка измельчения шины на этапы целесообразна для большей рентабельности производства. Не рационально всю конструкцию шины измельчать в одну массу, затем разделять ее на составляющие.

Для сепарации такнекордных слоев, в которых содержится около минимум (25-30%) резины от всего объема, потребуется дополнительное оборудование для отделения тканевого и металлического корда, транспортеры. В итоге, с кордных слоев получаем в основном, мелкие фракции крошки и пыли, по себестоимости приблизительно в 2 раза дороже крошки из наружной оболочки шины. Как мы уже говорили ранее, сбыт для мелких фракции требуется еще поискать. В любом случае, полная переработка шин на УПШ, по сравнению с полной переработкой шин на многоступенчатой дорогой линии, более конкурентоспособна.

Существует альтернативный вариант переработки кордных слоев сразу в готовую продукцию, минуя стадию измельчения слоев резины с металлом и текстилем. Кордные слои можно рубить на чипсы гидравлическими ножницами и получать пластинки, толщиной от 3 до 12 мм. Такие пластинки, например, размером Д/Ш/Т : 150/150/10 мм можно использовать в качестве нижнего слоя резиновой брусчатки и матов. При формовании выходе имеем резиновую плитку, мат выбранной конфигурации с нижним армированным слоем. Другими словами, кордовые пластинки - это недорогой наполнитель для резиновой плитки. Продукция с таким наполнителем получается не отличимой внешне от той, что полностью состоит из резиновой крошки.

Такие резиновые плитки в разы прочнее аналогов, выполненных из одной резиновой крошки. Себестоимость таких изделий значительно ниже стоимости аналогичной брусчатки из 100% крошки, за счет значительной экономии клея и крошки. Если мы закладываем такой армирующий слой 50% от веса покрытия, имеем 50% экономии как по крошке, так и по связующему. По факту получается, что мы как бы продаем порезанные на куски кордовые фрагменты шины по цене резиновой крошки и необходимого для ее сшивки полиуретанового клея.
Другими словами, отходы в виде не переработанных в крошку кордных слоев перерабатываем в ценный наполнитель для пр-ва цветной резиновой плитки. Этим самым достигается схема: 100% утильных шин перерабатываются в 100% продукции при неполной переработке шин в крошку на УПШ. Дополнительно понадобится приобрести только гидравлические ножницы модели НС-500, которые будут рубить кордовые слои на чипсы - наполнитель.

Рассмотрим возможные отходы, полученные при частичной переработке покрышки в крошку на УПШ.
При частичной переработке шины в чистую крошку мы имеем чистой резины около 50% от веса утильной шины, или до 70% от всего объема резины в виде чистой резиновой крошки. Это не так уж и мало, учитывая тот факт, что некоторые технологии полного дробления шины дают крошки товарной около 50% от общей массы утиля!
Остальное - это «ободранный» каркас с кордом. То есть армированные кордом слои покрышки без наружной резиновой оболочки. Эту резиновую оболочку можно порубить ножницами гидравлическими «НС-500» на чипсы.
Армированные кордом резиновые пластинки-чипсы имеют гораздо больше реальных сфер применения, чем тканекорд и металлокорд в дробленом виде.

Мы предлагаем армированные кордом пластинки использовать в качестве наполнителя в нижние слои резиновой брусчатки при ее формовании.
При такой технологии переработки шин в крошку и кордовые пластинки и дальнейшего пр-ва цветной резиновой плитки из крошки и пластинок, мы имеем действительно высокорентабельное безотходное производство.

© 2009-2018 ООО Техноресурсы Все права защищены.
Разработка сайта: Studio-2A