冲破“瓶颈”的高速切割CRT拆解新工艺装备

文 / 卢晨光

目前，我国批准电子废弃物处理定点处理的企业已经达到七十余家。在电子废弃物处理中，电视机和电脑CRT显示器处理是一个重要环节。CRT显示器的锥玻璃中含铅量一般超过40%，铅是一种有毒的重金属，其对环境的危害不言而喻。为了对CRT进行环保资源化再利用，必须将无铅的屏玻和有铅的锥玻进行分离，然后分别处理。显像管分离技术和装备就成为电子废弃物处理行业不可或缺的利器。

当前国内外采用的拆解CRT玻壳方法一般分为两类，即化学拆解法和物理拆解法。化学拆解法即酸法，由于此方法中存在酸性溶剂的使用和后期水处理的压力，且加工速度和效率低下，难以实现产业化，目前多用于CRT产业内对残次品修复利用，极少用于电子废弃物处理行业。物理拆解法主要有：电加热丝法、刀片（金刚石）切割法和激光切割处理法等。

（1）电热丝分割法装备：是利用电热丝加热-骤冷热应力使之分离的方法，其优点是：简单易操作，不产生污染，无粉尘和噪声，缺点是：切割速度较慢（每小时可切割CRT 27～33个），电热丝易断裂，需要经常更换，严重影响效率。

（2）金刚石切刀切割法装备：是用金刚石切刀，切割CRT，其切割面整齐，速度较快（每小时可切割CRT 90～100个），效率较高。但切割刀较贵，刀具磨损严重，需要经常更换。切割时噪声大（90分贝以上），粉尘严重，即使做除尘处理，也不能完全杜绝其粉尘存在，这些粉尘含有大量的玻璃好金属铅，极易造成尘肺等职业病，不适合工业应用。

（3）激光切割法装备：激光自动切割装置的报价为每台50万欧元，价格昂贵，无法实现产业化，且该装备尚不成熟。

综上所述，电子废弃物处理中的CRT切割分离处理依然是一个难题，制约着电子废弃物快速高效的回收利用。高频电磁波的发热速度快、效率高且清洁、节能，技术成熟。于是，采用高频电磁波热能转换加热切割的方式的CRT切割工艺和装备应运而生。现就此工艺的应用和装备做一个介绍：

本工艺装备（名称暂定：高速CRT自动切割机）利用高频电磁波，经过特殊夹具，将自冷高频线圈以闭环形式，对感应发热切刀达到最高发热效率，经由柔性、弹性压紧装置，将感应发热切刀紧紧压贴于被切CRT之上，经过500℃高温传递，使得CRT上被切割线瞬间升温达165℃，发热夹具退出，冷却气体瞬间送达CRT受热线，CRT在此温差骤变的情况下，沿切割线破裂，实现CRT快速切割。这里的循环冷却水路、发热夹具、闭环线圈等均以巧妙设计，结合专用新型复合材料的使用，使得该装备高速、高效、无辐射、无噪音、无粉尘、无排放，真正做到绿色环保。

一、传统CRT切割机与该高速CRT自动切割机优劣比较(见表1)

高速CRT切割机采用新技术、新材料的高科技工艺装备，具有效率高、损耗低、速度快、无噪音、无粉尘、无职业病危害等特点。全程由PLC模块自动控制，触摸屏人机界面，操作简单。

二、高速CRT自动切割机主要组成部分

该装备主要由主机体、升降同步进给系统、加热切割系统、冷却系统、输送系统、电气自动控制系统组成（图1）。

表1 常见CRT切割处理技术装备优势比较

1.主机体的主结构由铝合金组成，配以亚克力和高级铝塑板，可开启检修、观察们四组共八扇。自动防护门两组，由自动控制系统智能控制。整机重量轻、强度高、无腐蚀、易观察和维修。安全、无辐射。

2.升降同步进给系统

升降组建以PLC模块控制，驱动电机输出动力，机械运动定位精确，确保切割工作时精准对位。如图2所示：

3.加热切割系统（图3）

CRT进入切割区域定位停止，“进刀”装置有气缸驱动，助力臂传动的方式使加热机构迅速准确地进给到需要切割的位置。

4.冷却系统、输送系统（图4）

冷却系统主要由循环水（防冻液）介质循环流动，带走切割区域的热量而达到降温目的，由水箱、水泵，阀门，水管，过滤网、冷水机等构成。

输送机由皮带，减速马达 ，皮带机架体，传动滚筒等组成。

5.电气自动控制系统

电气自控系统给设备提供配电、plc可编程控制、电气保护、自动连锁保护、自控监控、生产记录，自动模式、手动模式转换，人机界面操作简洁直观。显示屏设有：产量记录（单班、总产量）、时间显示、作业温度显示、运行模式和各类数据修改界面转换等操作功能，直观实用且易操作。

图1 高速CRT切割机外形图

图2 高速CRT切割机升降同步进给机构

各运动部件在适当处均设安全防撞保护装置及限位开关。紧急停车开关。设备机架和高频电源及电脑控制箱外壳设可靠接地。

三、设备的作业流程

1.被加工的CRT显像管，经过除去防爆带除胶后，送至该设备的上料输送皮带机的上料端。自动上料工况下，将有传感器识别，PLC控制模块发出继续上料或等待与否。

2.输送带将输送来的待处理CRT进入切割机工作区域过程中，该装备自动识别待处理CRT的规格尺寸，系统根据不同规格的待处理CRT，自动控制其进入切割区域，定位切割线位置 。

3.切割机件自动运行，自动识别切割位置，施波急速加热。同时安全门自动关闭，装备处于全封闭状态。被加热CRT达到切裂温度时，切割机件自动推出，自动急速冷却，安全门自动打开，输送机自动出料至下道工序。上料输送机连续上料，进入下一作业周期。如此周而复始的进行作业。

4.该装备设有：故障报警、过热报警、过流报警、欠水报警等一系列装备安全保护措施。

图3 高速CRT切割机感应发热器

图4 高速CRT切割机输送皮带机和冷却系统

四、主要参数

（1）产能：32～40秒/只（额定）；

（2）装机容量：380V,50HZ,三相五线制交流电源，18.5Kw（间断工作）；

（3）冷 却水（或防冻液水）：300L(循环使用)；

（4）压缩空气：1.08M/min，0.8～0.5MPa；

（5）场地：5×4=20m2（不含物料堆场和物流通道）；

（6）用工：1（0.5）人。

高速CRT自动切割机，经过TCL奥博（天津）等几家电子废弃物处理大型企业的高负荷连续使用，证明其是一款高效、环保、低耗的优秀的环保装备。它的诞生，填补了行业空白；它的普及应用，必将对电子废弃物资源化处理业，产生革命性的影响。这一新技术的成功应用，冲破了CRT处理低速度、低效率的瓶颈，是环保装备业的重大进步。